技术领域
[0001] 本
发明涉及
图像处理领域，特别是一种针对电润湿
电子纸显示器的色调映射方法。
背景技术
[0002] 近年来，电子纸显示器件因其观感效果类似于纸张，低功耗、环保等优点而备受关注。电润湿电子纸相较于
电泳电子纸，同样能实现高
亮度、高
对比度、低能耗，且在响应速度上快于电泳电子纸，因而成为新一代电子纸显示器的重点研究方向。
[0003] 然而，与传统
液晶显示器相比，目前的全彩色电润湿电子纸显示器(EWD)技术并不能达到令人满意的
色域。图1显示了各类色域曲线。蛇形封闭曲线为CIE1931
色度轮廓，包括物理上一切能实验的
颜色，即理想色域曲线，向下弯曲的曲线是
黑体色温轨迹线，多边形包围区域为彩色电润湿显示器的色域，三
角形包围区域为sRGB色域。可以发现，彩色电润湿显示屏呈现的色彩范围比sRGB色域小，尤其是蓝绿色区域比sRGB色域范围小很多，所以将输入的RGB图像
信号输出到彩色电润湿显示器上显示时，显示图像必然会与输入图像存在差异，容易出现原始图像色调失真和轮廓伪影。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提出一种针对电润湿电子纸显示器的色调映射方法，能够改善电润湿显示图像色调失真和轮廓伪影，提高图像显示
质量。
[0005] 本发明采用以下方案实现：一种针对电润湿电子纸显示器的色调映射方法，根据测量的电润湿显示器的色度随
饱和度变化情况，实现基于饱和度的色调映射，使所有原始饱和度值都在电润湿显示器正常
渲染的范围内，解决色度饱和度曲线的高饱和度区域的色度异常变化，改善电润湿显示图像色调失真和轮廓伪影，提高图像显示质量。
[0006] 进一步地，具体包括以下步骤：
[0007] 步骤S1：将彩色电润湿显示器置于室温的一间光室，测量电润湿显示器的色度随饱和度变化情况；
[0008] 步骤S2：将输入图像RGB值转换为与设备相关的HSB颜色空间，测量彩色电润湿显示器的
感知色彩与不同HSB值之间的关系；
[0009] 步骤S3：获得不同HSB值下的CIE三刺激值，将CIEXYZ数据转换为以D65为白色参考点的CIELAB值，并计算相应的色度
[0010] 步骤S4：通过上述两个步骤得到电润湿显示器在不同B值和H值下色度 相对于S值的变化情况，并与使用D65为白色参考点的理想彩色电润湿的相似色饱和度特性对比，得到输入饱和度值，超过该值，感知色彩会随饱和度异常变化；
[0011] 步骤S5：进行色调映射，使用色调映射曲线将饱和度S值映射到新值；
[0012] 步骤S6：将新的HSB值转换回RGB值并输入电润湿显示器，使所有原始饱和度值都在电润湿显示器正常渲染的范围内。
[0013] 进一步地，步骤S3中，采用分光
辐射计获得不同HSB值下的CIE三刺激值。
[0014] 进一步地，步骤S3中，采用下式计算相应的色度
[0015]
[0016] 式中，a*表示CIELAB颜色空间中从洋红色至绿色的范围，b*表示CIELAB颜色空间中* * * *从黄色至蓝色的范围。a ，b的范围均从+127至-128，其中+127a代表洋红色，-128a代表绿色；同理，+127b*是黄色，-128b*是蓝色。
[0017] 进一步地，步骤S6中，采用Matlab
软件将新的HSB值转换回RGB值并输入电润湿显示器。
[0018] 与
现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明能够改善电润湿显示图像色调失真和轮廓伪影，提高图像显示质量。
附图说明
[0019] 图1为本发明背景技术中的彩色电润湿显示色域图。
[0021] 图3为本发明实施例的色调映射曲线(实线)示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0023] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本
申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本
说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0025] 如图2所示，本实施例提供了一种针对电润湿电子纸显示器的色调映射方法，根据测量的电润湿显示器的色度随饱和度变化情况，实现基于饱和度的色调映射，使所有原始饱和度值都在电润湿显示器正常渲染的范围内。
[0026] 在本实施例中，具体包括以下步骤：
[0027] 步骤S1：将彩色电润湿显示器置于室温的一间光室，测量电润湿显示器的色度随饱和度变化情况；
[0028] 步骤S2：将输入图像RGB值转换为与设备相关的HSB(色相、饱和度和亮度)颜色空间，测量彩色电润湿显示器(EWD)的感知色彩与不同HSB值之间的关系；
[0029] 步骤S3：获得不同HSB值下的CIE三刺激值(XYZ)，将CIEXYZ数据转换为以D65为白色参考点的CIELAB值，并计算相应的色度
[0030] 步骤S4：通过上述两个步骤得到电润湿显示器在不同B(亮度)值和H(色相)值下色度 相对于S(饱和度)值的变化情况，并与使用D65为白色参考点的理想彩色电润湿的相似色饱和度特性对比，得到输入饱和度值，超过该值，感知色彩会随饱和度异常变化；在这里定义红、绿、蓝三种颜色的“转折点”，即色度 开始异常变化(包括升高和下降)时对应的S值，分别表示为SthR，SthG、SthB；
[0031] 步骤S5：进行色调映射，使用色调映射曲线将饱和度S值映射到新值；
[0032] 步骤S6：将新的HSB值转换回RGB值并输入电润湿显示器，使所有原始饱和度值都在电润湿显示器正常渲染的范围内。
[0033] 较佳的，步骤S1中，将彩色电润湿显示器置于室温的一间光室，分光辐射计瞄准显示器中心，并距显示器中心0.5m。其中光室的照度设置为标准
光源D65，显示器上的照度设置为1240lux。此外，为了获得所显示图像，用相机取代分光辐射计，拍摄显示图像。
[0034] 较佳的，步骤S2将输入图像RGB值转换为与设备相关的HSB颜色空间，测量彩色电润湿显示器(EWD)的感知色彩与不同HSB值之间的关系。对三种颜色进行测量，色相H值为H＝0°(红色)、H＝120°(绿色)、H＝240°(蓝色)；饱和度S值从0.1到1，步长为0.1，共10步；基于4位灰度，将亮度B值划分为16步(0，1，2，…，15)。采用480种HSB值的不同组合测量，即S值10步，B值16步，H值3步。
[0035] 在本实施例中，步骤S3中，采用分光辐射计获得不同HSB值下的CIE三刺激值。
[0036] 在本实施例中，步骤S3中，采用下式计算相应的色度
[0037]
[0038] 式中，a*表示CIELAB颜色空间中从洋红色至绿色的范围，b*表示CIELAB颜色空间中从黄色至蓝色的范围。a*，b*的范围均从+127至-128，其中+127a*代表洋红色，-128a*代表绿色；同理，+127b*是黄色，-128b*是蓝色。
[0039] 较佳的，步骤S5具体为：利用式 将原始饱和度从0到1的分布映射为0到SthX的范围，其中X可以是R(红色)，G(绿色)，B(蓝色)，也就是三基色的转折点。如图3所示。找到公式 与S′＝S的交点，并保持
该交点左侧的原始饱和度。色调映射曲线由保持和映射两部分组成。确定
的一个适当的指数γX。γX接近0的值将使色调映射段太
平坦,会引起色调截断；相比之下,γX值接近1将导致色调保持和映射段的交叉段太小,导致中度甚至低饱和度。因此,γX的最终值是0.45,曲线的形状如图3实线所示。
[0040] 在本实施例中，步骤S6中，用Matlab软件将新的HSB值转换回RGB值并输入EWD，使所有原始饱和度值都在电润湿显示器正常渲染的范围内，得到色调映射后的新色度饱和度特征图，解决色度饱和度曲线的高饱和度区域的色度异常变化。
[0041] 较佳的，本实施例可设置一系列能够全面
覆盖的可能使用场景(显示器)的照度。对于某种光源，测量在不同B(亮度)值和H(色相)值下 相对于S(饱和度)值的变化情况，并根据测量的色度饱和特性导出相应的色调映射曲线。通过对所有制备的光源重复执行上述步骤，可以生成不同的色调映射曲线并将其存储为
数据库。这样，当EWD在未知环境光下工作时，一个简单的色温
传感器获得环境色温，然后从数据库中加载相应的色调映射曲线，使用所提出的基于饱和度的色调映射方法来提高图像质量。
[0042] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或
计算机程序产品。因此，本申请可采用完全
硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘
存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0043] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的
流程图和/或方
框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程
数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
[0044] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0045] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0046] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
