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光谱学与光谱分析 2016年第10期36卷 3119-3126页

作者：潘定平金伟其裘溯范秋梅北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

随着对高亮度、低功耗绿色显示技术的不断追求,RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向,已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色,且需要兼容具有不同子... 详细信息

随着对高亮度、低功耗绿色显示技术的不断追求,RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向,已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色,且需要兼容具有不同子像素布局方式的RGBW显示器,因此,信号映射算法成为RGBW显示的关键。在介绍现有的五种信号映射算法的基础上,分析了RGBW显示器中新增的白色子像素对显示颜色的作用方式以及现有四种RGBW子像素布局方式对映射算法显示效果的影响;提出了优秀映射算法应满足的三点要求,并据此推导出优秀映射算法的普适性等式及衡量映射算法亮度提升能力的亮度因子;针对五种映射算法的模拟实验表明:满足普适性等式的映射算法能更好地保留初始颜色的色调和饱和度,亮度因子可有效表征算法对亮度的提升能力。该模型不仅可用于评价现有映射算法,而且可为新型映射算法的研究提供理论指导,使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示器,有助于RGBW显示技术的普及推广。

关键词： RGB RGBW 色度学白色子像素子像素布局算法评价普适性等式

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RGBW显示器的特性及映射算法评价方法研究

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作者：潘定平北京理工大学

学位级别：硕士

随着对显示设备高亮度、低功耗和准确显示颜色的不断追求,以及高分辨率显示面板的快速发展,RGBW显示技术成为国内外的热门研究方向之一。该技术基于红绿蓝白四色子像素的新型布局方式,通过信号映射算法,将传统RGB显示器的rgb信号转换到R... 详细信息

随着对显示设备高亮度、低功耗和准确显示颜色的不断追求,以及高分辨率显示面板的快速发展,RGBW显示技术成为国内外的热门研究方向之一。该技术基于红绿蓝白四色子像素的新型布局方式,通过信号映射算法,将传统RGB显示器的rgb信号转换到RGBW显示器所需的RGBW信号,优秀的信号映射算法能够给RGBW显示器带来高亮度、低功耗的特性,并且能够在保持显示颜色色品的同时扩大显示颜色空间范围。随着RGBW技术理论的快速发展、硬件制作技术的提高、子像素布局方式的多元化和信号映射算法的不断提出,该技术已进入实用化阶段,部分厂商已在市场上推出各具特色的RGBW显示器。RGBW显示器的显示效果在很大程度上决定于信号映射算法的具体转换过程及算法与子像素布局间的兼容程度,不同算法间亮度提升能力和颜色保留能力均有差别,而同一算法在不同子像素布局上也会有不同的显示性能。因此如何从现有的映射算法中挑选出较为优秀的算法,以及根据子像素布局设计出优秀的新型算法已成为RGBW技术研究的热点领域之一。然而尽我所知,国内外尚没有成体系且科学、有效的RGBW信号映射算法客观评价方法,只有少数针对映射算法的主观评价,但这种评价方法费时费力,且难以分析出优秀信号映射算法的关键本质,针对不同子像素布局显示性能的研究也不充足,这些因素都大大影响了RGBW显示设备在市场上的推广,已成为显示领域亟待解决的重要问题之一。在显示领域,映射算法评价,即对应的RGBW图像评价中最为重要的是综合指标的评价,而非单一指标评价,因此其客观评价模型较难建立。本文在研究分析不同子像素布局基础上,根据其中一种布局方式,对信号映射算法的评价方法进行了深入的研究。具体来讲,为使算法能够有效地兼容不同的子像素布局,本文研究了4种较有代表性的布局方式,以其中一种棋盘式布局为例,深入分析了该布局对显示亮度与颜色空间的影响,这种分析方式同样可应用于其他布局。在了解不同布局方式对显示性能造成的影响后,就可有根据地对映射算法进行相关微调,使之在具有不同布局方式的显示器上取得较好的显示效果。另外,本文对一款已在市场上流通的RGBW显示器进行了亮度、颜色空间和相关显示指标的实际测量,结果也表现出了RGBW系统在各方面的优越性,相关数据使人们对该显示器的性能有了更为直观的认知,这有助于对算法的针对性改进。为对算法进行综合指标的客观评价,本文归纳提出优秀信号映射算法应满足的三点要求,据此提出了可应用于挑选优秀算法的普适性等式和亮度因子n,并设计模拟实验对7种算法进行了针对亮度和色彩等单一评价指标的评价,结果表明满足普适性等式的映射算法在颜色保留方面具有较好地表现,亮度因子也有效表征了算法对显示亮度的提升能力。为了解综合指标与单一指标间的关系,进行了信号映射算法针对亮度、色彩、清晰度和综合四个指标的主观评价实验,并根据评价数据统计构建了综合指标的回归预测模型。因此,通过普适性等式与亮度因子对映射算法进行单一指标的客观评价,再结合该回归预测模型,就可对映射算法进行综合指标的客观评价。本文提出的普适性等式、亮度因子和映射算法综合质量客观评价方法,既可用于对现有映射算法的评价研究,也可为新型映射算法的提出提供理论指导;由于普适性等式的推导过程考虑了具体的子像素布局和硬件参数,所以这一等式可用于修改现有映射算法,使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示设备。因此,本文的研究成果具有重要的指导意义和实际应用价值,有助于RGBW显示技术的普及推广。

关键词： RGBW 白色子像素子像素布局高亮度颜色空间映射算法普适性等式亮度因子客观评价主观评价

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