激光顯示的色域擴(kuò)展研究.pdf

1、激光顯示是一種新型的寬色域顯示技術(shù)，以紅、綠、藍(lán)激光作為顯示三基色，其色域可以覆蓋自然界70％的色彩，達(dá)到NTSC制式色域的1.8倍，能夠顯示非常豐富和艷麗的顏色。由于激光顯示的色域與目前的色域標(biāo)準(zhǔn)不同，現(xiàn)有顯示制式的圖像信號(hào)無法直接應(yīng)用于激光顯示設(shè)備中。為了使激光顯示兼容現(xiàn)有圖像信號(hào)，同時(shí)體現(xiàn)激光顯示的寬色域優(yōu)勢，從標(biāo)準(zhǔn)色域到激光顯示色域的色域擴(kuò)展映射成為激光顯示中的必要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵技術(shù)，因而激光顯示的色域擴(kuò)展研究具有重要的理論意義和很

2、高的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文對(duì)激光顯示的色域擴(kuò)展算法及硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，提出了一種色域擴(kuò)展算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)、一種色域邊界求解的優(yōu)化算法和兩種色域擴(kuò)展方法。
　　 本文對(duì)大量圖片進(jìn)行色域擴(kuò)展后發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)膚色等人眼敏感顏色的飽和度后會(huì)造成“過度渲染”問題，對(duì)局部顏色進(jìn)行大系數(shù)擴(kuò)展會(huì)造成明顯的色階色塊問題，這兩種問題都會(huì)嚴(yán)重影響圖像的映射及顯示效果，色域擴(kuò)展算法應(yīng)避免出現(xiàn)以上兩種問題。本文以“過度渲染”和色階色塊問題作為色域擴(kuò)展

3、效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并利用該指標(biāo)對(duì)色域擴(kuò)展進(jìn)行了研究。
　　 本文在現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上提出了一種多層次(Multilevel)色域擴(kuò)展方法，該方法包含變色調(diào)非線性色域擴(kuò)展算法和圖像相關(guān)色度平滑算法兩部分。
　　 變色調(diào)非線性色域擴(kuò)展算法采用隨顏色色調(diào)變化的擴(kuò)展函數(shù)對(duì)顏色進(jìn)行色域擴(kuò)展。該擴(kuò)展函數(shù)分為非線性擴(kuò)展區(qū)、過渡區(qū)和線性擴(kuò)展區(qū)三個(gè)部分，利用“靜態(tài)色相似性函數(shù)”將人眼敏感顏色歸為非線性擴(kuò)展區(qū)域，敏感顏色周圍的臨界顏色納入過渡區(qū)

4、域，而遠(yuǎn)離敏感顏色的部分則屬于線性擴(kuò)展區(qū)域。該算法綜合了線性擴(kuò)展與非線性擴(kuò)展的利弊，利用非線性擴(kuò)展避免“過度渲染”問題，同時(shí)利用線性擴(kuò)展減少了色階色塊問題，與現(xiàn)有算法相比映射圖像具有更好的視覺效果。
　　 圖像相關(guān)色度平滑算法屬于圖像相關(guān)的色域映射算法，用于消除變色調(diào)非線性色域擴(kuò)展算法中的殘留色階色塊問題。該算法在圖像經(jīng)過變色調(diào)非線性擴(kuò)展后，利用人眼對(duì)比敏感度函數(shù)(Human Contrast Sensitivity Funct

5、ion)對(duì)映射圖像與原圖像的差值圖像進(jìn)行色度濾波，得到對(duì)比差異圖像(Contrast Difference Image)，將映射圖像與對(duì)比差異圖像的差值圖像作為最終映射圖像。對(duì)比差異圖像顯示了映射圖像由非線性擴(kuò)展而可能產(chǎn)生色階色塊的區(qū)域和嚴(yán)重程度，該算法可以有效地消除映射圖像中的色階色塊問題，同時(shí)保留映射圖像的色度和對(duì)比度信息。
　　 色域擴(kuò)展算法一般需要求解色域邊界，本文針對(duì)三角形片面法中尋找匹配四面體運(yùn)算量大、耗時(shí)多的問題，

6、提出了三角形重心角算法。該算法首先記錄所有色域邊界三角形重心與原點(diǎn)連線的空間角和目標(biāo)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的空間角，利用空間角的相近度公式提高匹配四面體的查找精度和命中率，減少匹配四面體驗(yàn)證次數(shù)。實(shí)驗(yàn)證明，該算法可使原算法的計(jì)算時(shí)間減少40％左右，在色域邊界采樣點(diǎn)增多時(shí)計(jì)算時(shí)間僅有少量增加。
　　 色域擴(kuò)展算法的實(shí)現(xiàn)成本決定了算法的實(shí)用價(jià)值，為了簡化色域擴(kuò)展算法的復(fù)雜度、降低實(shí)現(xiàn)成本，本文提出了一種RGB空間色域擴(kuò)展算法，并介紹了該算法的