LED显示屏的色彩调整方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及色彩调整领域，尤其涉及一种LED显示屏的色彩调整方法、设备及存储介质。

背景技术

LED作为自发光器件，其具备了高亮度、广色域等特征，目前已在室内产品，如教育、会议、商显、家庭娱乐等多个领域下得以广泛应用。在各个显示应用的领域内，基于对现实世界复现的能力要求，均对显示设备提出了色彩准确性，gamma准确性、色域覆盖率等要求。LED天生的色彩特性在于色彩范围广，但与dcip3、rec2020等显示标准并不是完全覆盖。

故近些年来，LED行业出现色域映射等算法，旨在修正LED的色彩表现的准确性，但现有技术中即使经过了色域映射算法，由于LED屏并非目标色域的100％覆盖，且显示的亮色度与目标仍旧存在一定偏差。

在实际应用中大部分LED的应用在有环境光照射的情况下，人眼从LED显示屏中感受到了亮色度为LED本身自发光亮度以及屏体对环境光反射亮度的综合刺激。故单纯依靠基于对视频源端色彩管理色彩管理，而未考虑到应用环境光对显示的影响也会有失准确性。

因此，针对当前LED显示技术由于非目标色域的100％覆盖和未考虑到应用环境光对显示的影响导致LED色彩复现不准的问题，需要一种新的技术来解决当前的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于解决当前LED显示技术由于非目标色域的100％覆盖和未考虑到应用环境光对显示的影响导致LED色彩复现不准的技术问题。

本发明第一方面提供了一种LED显示屏的色彩调整方法，所述LED显示屏的色彩调整方法包括：

采集外部光照下LED显示屏的显示图像，以及基于所述显示图像，提取出RGB色度矩阵；

根据预置色度转换算法，对所述RGB色度矩阵进行色度转换计算，得到XYZ颜色值到RGB颜色值的转换矩阵；

采集外部光照下LED显示屏的采集gamma数据，以及基于预置目标gamma数据和所述采集gamma数据，计算出gamma校正因子；

基于所述gamma校正因子和所述转换矩阵，对所述RGB色度矩阵进行归一化调整处理，得到EETF矩阵；

根据所述EETF矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据预置色度转换算法，对所述RGB色度矩阵进行色度转换计算，得到XYZ颜色值到RGB颜色值的转换矩阵包括：

提取所述RGB色度矩阵的RGB矩阵和W光亮矩阵；

根据所述RGB矩阵和所述W光亮矩阵，计算出RGB颜色值到XYZ颜色值的转换矩阵；

对所述RGB颜色值到XYZ颜色值的转换矩阵进行逆运算，得到XYZ颜色值到RGB颜色值的转换矩阵。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述基于预置目标gamma数据和所述gamma数据，计算出gamma校正因子包括：

d(j)＝gamma(j)/gamma(target)；

其中，d(j)为gamma校正因子，gamma(j)为采集gamma数据，gamma(target)为目标gamma数据，j为外部光照。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述基于所述gamma校正因子和所述转换矩阵，对所述RGB色度矩阵进行归一化调整处理，得到EETF矩阵包括：

读取外部光照下LED显示屏设置的目标LVxy矩阵；

根据所述转换矩阵，对所述LVxy矩阵进行转换处理，得到归一化RGB矩阵；

根据所述gamma校正因子，对所述归一化RGB矩阵进行校正处理，得到校正RGB矩阵；

基于映射值位深，对所述校正RGB矩阵进行位深调整，得到EETF矩阵。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据所述EETF矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像包括：

当颜色样本为非连续整数时，则对所述EETF矩阵进行内插运算处理，得到全灰阶RGB矩阵；

根据所述全灰阶RGB矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中在所述基于所述gamma校正因子和所述转换矩阵，对所述RGB色度矩阵进行归一化调整处理，得到EETF矩阵之后，还包括：

将所述EETF矩阵写入预置硬件存储空间中。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述采集外部光照下LED显示屏的显示图像包括：

利用亮色度采集装置，拍摄采集外部光照下LED显示屏的显示图像。

可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，在所述根据所述EETF矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像之后，还包括：

接收外部环境光；

基于所述外部环境光，匹配出所述外部环境光对应的EETF矩阵系数；

根据所述外部环境光对应的EETF矩阵系数，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

本发明第二方面提供了一种LED显示屏的色彩调整设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述LED显示屏的色彩调整设备执行上述的LED显示屏的色彩调整方法。

本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的LED显示屏的色彩调整方法。

在本发明实施例中，在不同环境光下进行LED的显示数据采集，并且根据采集到的数据搭配相应算法生成不同环境光下对应的EETF曲线，当识别到环境光变化时，可调用不同的EETF曲线，实现LED显示屏色彩准确性的调整。本发明考虑了LED本身的显示色域与目标标准色域的偏差，此部分导致的色彩偏差，结合色彩管理目标反馈推算得到的色彩管理所用的EETF，理论上色彩纠偏更加准确，解决了当前LED显示技术由于非目标色域的100％覆盖和未考虑到应用环境光对显示的影响导致LED色彩复现不准的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的102步骤的一个具体实施例示意图；

图3为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的104步骤的一个具体实施例示意图；

图4为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的105步骤的一个具体实施例示意图；

图5为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种LED显示屏的色彩调整方法、设备及存储介质。

下面将参照附图更详细地描述本发明公开的实施例。虽然附图中显示了本发明公开的某些实施例，然而应当理解的是，本发明公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本发明公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明公开的保护范围。

在本发明公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的一个实施例包括：

101、采集外部光照下LED显示屏的显示图像，以及基于所述显示图像，提取出RGB色度矩阵；

在本实施例中，采集外部光照下LED显示屏的显示图像，可以在预先封闭的箱体内，将LED显示屏放置于箱体内，在箱体内放置有不同的色温及亮度，并将环境光信息经由环境光感应设备光传感器传递给到PC，便于后续显示阶段对环境光信息的识别。使用光枪采集到不同环境光下LED显示屏的亮色度信息及显示gamma信息，并从采集的显示图像提取出RGB色度矩阵数据，也即是四基色(RGBW)的色坐标数据，根据四基色数据可建立起基于当前显示器件的RGB空间与XYZ空间的互转矩阵。

进一步的，在101步骤中“采集外部光照下LED显示屏的显示图像”

1011、利用亮色度采集装置，拍摄采集外部光照下LED显示屏的显示图像。

在1011步骤中，通过亮色度采集装置可以用单点式也可用成像式的亮色度仪，拍摄采集外部光照下LED显示屏的显示图像，采集过程是需要拍摄到外部光照的LED显示屏，而不能只是读取外部光线强度进行分析。

102、根据预置色度转换算法，对所述RGB色度矩阵进行色度转换计算，得到XYZ颜色值到RGB颜色值的转换矩阵；

在本实施例中，在不同环境光条件下使用光枪进行四基色(RGBW)色度信息，使用色度信息计算来计算RGB与XYZ空间的互转矩阵，其中XYZ转换为RGB矩阵记录M_XYZ2RGB(j)，j对应环境光条件。具体计算过程如下：

1、根据测得的显示屏幕RGB三原色的色坐标获取第一矩阵

2、第一矩阵与第二矩阵进行计算得到第三矩阵Y_RGB＝M1W，矩阵运算后得到的得到的Y_RGB矩阵包含三个元素，取a1＝Y_RGB(1)，b1＝Y_RGB(2)，c1＝Y_RGB(3)，则得到RGB亮度值到XYZ亮度值的转换矩阵，即第四矩阵：

3、对第四转换矩阵求逆运算，则XYZ亮度值到RGB亮度值的转换矩阵，即第五矩阵M_XYZ2RGB＝M_RGB2XYZ

4、每个环境光都重复上述1～3步骤的运算，则得到不同环境光下XYZ颜色值到RGB颜色值的第五转换矩阵M_XYZ2RGB(j)。

进一步的，请参阅图2，图2为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的102步骤的一个具体实施例，在102步骤包括以下具体实施方式：

1021、提取所述RGB色度矩阵的RGB矩阵和W光亮矩阵；

1022、根据所述RGB矩阵和所述W光亮矩阵，计算出RGB颜色值到XYZ颜色值的转换矩阵；

1023、对所述RGB颜色值到XYZ颜色值的转换矩阵进行逆运算，得到XYZ颜色值到RGB颜色值的转换矩阵。

在1021-1023步骤中，处理过程如下：

1、根据测得的显示屏幕RGB三原色的色坐标获取第一矩阵

2、第一矩阵与第二矩阵进行计算得到第三矩阵Y_RGB＝M1W，矩阵运算后得到的得到的Y_RGB矩阵包含三个元素，取a1＝Y_RGB(1)，b1＝Y_RGB(2)，c1＝Y_RGB(3)，则得到RGB亮度值到XYZ亮度值的转换矩阵，即第四矩阵：

3、对第四转换矩阵求逆运算，则XYZ亮度值到RGB亮度值的转换矩阵，即第五矩阵M_XYZ2RGB＝M_RGB2XYZ

4、每个环境光都重复上述1～3步骤的运算，则得到不同环境光下XYZ颜色值到RGB颜色值的第五转换矩阵M_XYZ2RGB(j)。

103、采集外部光照下LED显示屏的采集gamma数据，以及基于预置目标gamma数据和所述采集gamma数据，计算出gamma校正因子；

在本实施例中，不同环境光下使用光枪进行显示样本的gamma测试，记为gamma(j，i)，用于校正因子的生成，j为外部光照，i为样本序号。基于采集的gamma(j，i)数据与目标实现的gamma数据，得到gamma校正因子。

具体的，在103步骤中包括一下具体实施方式：

d(j)＝gamma(j)/gamma(target)；

其中，d(j)为gamma校正因子，gamma(j)为采集gamma数据，gamma(target)为目标gamma数据，j为外部光照。

104、基于所述gamma校正因子和所述转换矩阵，对所述RGB色度矩阵进行归一化调整处理，得到EETF矩阵；

在本实施例中，明确显示样本的目标标准亮色度信息。目标标准亮色度信息可以查询公开标准，也可以根据DCIp3色域，gamma数值2.6，色温D65等条件进行推算。比如使用10％～100％灰阶作为显示样本，则可计算得到上述每个灰阶样本的目标亮色度值，记为Lvxy(i)，i表示样本序号。

LED置于环境光可控的灯箱内，也可以为一个环境光亮度和色温可控的实验室。调整环境光，并通过光感装置生成数字信号，并对每组环境光条件生成特定标识符传输到电脑，作为后续环境光条件识别条件。

将目标LVxy(i)转换为XYZ(i)数据，进行矩阵运算来求得线性RGB亮度值，

RGB亮度值与校正因子结合运算，具体的R’(j,i)＝R(j,i)

进一步的，请参阅图3，图3为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的104步骤的一个具体实施例，在104步骤包括以下具体实施方式：

1041、读取外部光照下LED显示屏设置的目标LVxy矩阵；

1042、根据所述转换矩阵，对所述LVxy矩阵进行转换处理，得到归一化RGB矩阵；

1043、根据所述gamma校正因子，对所述归一化RGB矩阵进行校正处理，得到校正RGB矩阵；

1044、基于映射值位深，对所述校正RGB矩阵进行位深调整，得到EETF矩阵。

在1041-1044步骤中，LVxy矩阵是一种用于将三原色(红、绿、蓝)的RGB值转换为亮度(L)和色度(xy)值的矩阵。这个矩阵通常用于计算显示器或投影仪的色彩空间，也被称为色度坐标系。LVxy矩阵的计算过程基于CIE 1931标准色度图解，将RGB值转换为亮度和色度值。在转换过程中，首先需要将RGB值转换为XYZ值，然后再将XYZ值转换为L和xy值。其中，L表示亮度值，xy表示色度值。在读取外部光照下LED显示屏设置的目标LVxy矩阵，该LVxy矩阵是预先设置出的需求数据，也即是目标需要达到的颜色显示效果。

将目标LVxy(i)转换为XYZ(i)数据，进行矩阵运算来求得线性RGB亮度值，

RGB亮度值与校正因子结合运算，具体的R’(j,i)＝R(j,i)

上述数值进行量化取值，用bit来表示映射值的位深，其受存储和运算平台影响决定，具体数据为[R

进一步的，在1044步骤之后，还包括以下具体实施方式：

1044、将所述EETF矩阵写入预置硬件存储空间中。

在1044步骤中，不同环境光色温下对应的EETF调整矩阵预存在LED控制系统相应的硬件存储空间内，如FPGA或者Tcon等等，待在应用时根据实际场景进行选取。

105、根据所述EETF矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

在本实施例中，在采集调试阶段后获取的不同环境光色温下对应的EETF可保存在PC或者FPGA的硬件存储空间内。在产品实际应用时，配备环境光检测设备，来实现不同环境光下EETF的调取，调整外部光照下LED显示屏的显示图像实现准确的颜色复现。

在一次调试后可进行测试已核准色彩管理后的准确性，如果仍旧有偏差，可在软件上实现反馈机制的二次实时修正，也即是循环执行101-105的步骤，直至EETF矩阵在固定外部光照下实现了准确的颜色校准后。

进一步的，请参阅图4，图4为本发明实施例中LED显示屏的色彩调整方法的105步骤的一个具体实施例，在105步骤包括以下具体实施方式：

1051、当颜色样本为非连续整数时，则对所述EETF矩阵进行内插运算处理，得到全灰阶RGB矩阵；

1052、根据所述全灰阶RGB矩阵，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

在1051-1052步骤中，为了计算快速，i计算时取值不是连续整数，上述i颜色样本的取值为非全显示灰阶，则将[R

进一步的，在105步骤之后，还包括以下具体实施方式：

1053、接收外部环境光；

1054、基于所述外部环境光，匹配出所述外部环境光对应的EETF矩阵系数；

1055、根据所述外部环境光对应的EETF矩阵系数，调整外部光照下LED显示屏的显示图像。

在1053-1054步骤中，接收外部环境光时候，可以不使用光枪进行采集而是在屏幕的四周设置有光源传感器，光源传感器采集外部环境光，可以是环境光的颜色、光强、色温等数据。基于外部环境光，可以是设置在PC端的数据库中找到外部环境光对应的EETF矩阵系数，根据该矩阵系数可以调整LED显示屏的显示图像数据，实现LED显示屏的色彩管理。

EETF调整矩阵可FPGA上实现，也可在Tcon等平台实现。当FPGA外设不支持环境光感应时，可配备手持式感应设备，在实际应用环境中测量得到环境光亮色度信息时，采用手动调整的方式来选取对应的EETF调整矩阵。当FPGA外设支持环境光感应式，则可实现实时的环境光量测度检测，实时选取对应的EETF调整矩阵。

在本发明实施例中，在不同环境光下进行LED的显示数据采集，并且根据采集到的数据搭配相应算法生成不同环境光下对应的EETF曲线，当识别到环境光变化时，可调用不同的EETF曲线，实现LED显示屏色彩准确性的调整。本发明考虑了LED本身的显示色域与目标标准色域的偏差，此部分导致的色彩偏差，结合色彩管理目标反馈推算得到的色彩管理所用的EETF，理论上色彩纠偏更加准确，解决了当前LED显示技术由于非目标色域的100％覆盖和未考虑到应用环境光对显示的影响导致LED色彩复现不准的技术问题。

图5是本发明实施例提供的一种LED显示屏的色彩调整设备的结构示意图，该LED显示屏的色彩调整设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)510(例如，一个或一个以上处理器)和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对LED显示屏的色彩调整设备500中的一系列指令操作。更进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在LED显示屏的色彩调整设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。

基于LED显示屏的色彩调整设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，Free BSD等等。本领域技术人员可以理解，图5示出的LED显示屏的色彩调整设备结构并不构成对基于LED显示屏的色彩调整设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述LED显示屏的色彩调整方法的步骤。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。