一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法

本发明涉及屏幕显示，尤其涉及一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法。

背景技术：

1、随着显示设备的发展，人们越来越离不开显示设备的使用。但使用显示设备时存在一个问题，当从低亮环境下到高亮环境下(比如室外)时，由于高亮环境的影响人眼往往很难看清手机内容。从色度学上讲，这是由于进入高亮环境中人眼慢慢适应了高亮环境白点，显示设备内容反射入人眼时的色域范围会变小，会导致部分色彩无法被人眼捕捉到。

2、目前市面上显示设备基本都具备根据环境光调节屏幕亮度的相关算法。亮度调节算法一般通过预设与环境光相关的阈值，进而设置相应的屏幕亮度。当环境光很亮时，比如日光下，即使将亮度调整至最高也难以看清内容。此外这些算法都是从屏幕亮度角度进行调整的，而没有考虑从色彩的变化。

3、因此当环境光变亮时如何准确的调整屏幕色彩是个迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，使得屏幕在当前环境下显示时，可以根据人眼在设备屏幕上接收到的色域，将标准环境下屏幕所显示的色域范围向目标环境下屏幕所显示的色域范围进行映射，以使得人眼可以捕捉到屏幕图像，其具体技术方案如下：

2、一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，包括：

3、获取设备屏幕反射率；

4、基于所述设备屏幕反射率，计算出环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值；

5、获取设备屏幕可显示的色彩范围；

6、将所述设备屏幕可显示的色彩范围加上环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值，得到环境光下人眼对设备屏幕所感知的色域范围；

7、根据所述环境光下人眼对设备屏幕所感知的色域范围，对设备屏幕显示的色域进行映射，从而调节屏幕色彩和亮度，使人眼捕捉到屏幕图像。

8、进一步的，所述获取设备屏幕反射率，通过以下公式得到：

9、

10、其中，m表示待测试设备屏幕，o表示照射到设备屏幕的环境光源，t表示已知反射率的色卡，spdm表示光谱辐射计在人眼观看设备屏幕的角度下测出的环境光源在屏幕上所反射的光谱功率分布，spdt表示光谱辐射计在人眼观看色卡角度下测出的环境光源光谱功率分布，spdo表示由设备相关传感器进行获取的环境光源光谱，rm表示设备屏幕反射率，rt表示已知色卡的反射率。

11、进一步的，所述环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值的计算，具体为：

12、通过公式(3)计算任意光源在设备屏幕上反射的光谱功率分布spd，通过公式(4)将得到的spd转换为cie1931 xyz色彩空间下的三刺激值：

13、spd＝spdo*rm                                               (3)

14、

15、其中，为已知的标准观察者的三刺激值匹配函数，xyzm为环境光在设备屏幕上反射到人眼的xyz三刺激值，即色彩值，δλ为采样间隔。

16、进一步的，所述设备屏幕可显示的色彩范围是按照信息显示器测量标准idms流程，遍历设备所有可显示的xyz三刺激值范围测得。

17、进一步的，所述对设备屏幕显示的色域进行映射，采用sgck色域映射算法进行映射。

18、进一步的，所述sgck色域映射算法，包括：

19、步骤1，根据源色域待映射颜色的彩度将源色域亮度通过s形查找表映射到目标色域亮度范围内，以完成亮度自调节；

20、步骤2，在亮度映射后的等色调面上通过分段压缩的方法将色彩映射到目标色域内，以完成设备屏幕的色彩自调节。

21、进一步的，所述步骤1，具体包括：

22、通过公式(6)将源色域亮度缩放至0到100，表达式为：

23、

24、其中lo、l′o分别为源色域映射前后的亮度值，lomin、lomax分别为源色域最小和最大亮度值；

25、通过公式(7)建立s型查找表，表达式为：

26、

27、其中i为输入亮度，i＝0,1,2，...m；xo、σ分别为平均值和方差，取值与目标色域亮度有关；通过公式(7)输出si，然后通过公式(8)将其输出映射到目标色域范围内，表达式为：

28、

29、其中ltmax、ltmin分别为目标色域亮度最大和最小值；min()和max()分别表示最小和最大值函数；

30、通过建立的s型查找表，将公式(6)中的l′o进行变化得到ls，然后通过公式(9)将源色域亮度映射到目标色域亮度范围内，表达式为：

31、lr＝(1-pc)lo+pcls    (9)

32、其中lr为最终映射后的亮度，pc可由公式(10)得到

33、

34、其中c为源色域的彩度值。

35、进一步的，所述步骤2，具体包括：

36、对处于目标色域90％的范围内颜色不进行映射，处于90％范围外的颜色使用公式(11)进行映射，表达式为：

37、

38、其中s表示目标色域的顶点在l轴上对应亮度点，作为等色调面上映射中心点；dt、do分别表示中心点s到待映射点d对应的目标色域与压缩后源色域的距离，dsd表示中心点s与待映射点d之间的距离，d′表示待映射点色彩压缩后距离点s的距离；

39、根据待映射点色彩压缩后距离点s的距离，即可进而求出对应的最终映射颜色的lch值。

40、相较于传统的显示设备亮度整体缩放，本发明方法采用人眼在屏幕上所接收到的色域范围进行调整，不光有亮度上的调节还有色彩上的调整，极大地提高了人眼的生动性感受，可以使得映射后的图像更加艳丽，更具有喜好性，提升用户对高亮环境下屏幕经过映射后的颜色的感知度，并有效提升了用户的应用体验。

技术特征：

1.一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述获取设备屏幕反射率，通过以下公式得到：

3.如权利要求2所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值的计算，具体为：

4.如权利要求1所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述设备屏幕可显示的色彩范围是按照信息显示器测量标准idms流程，遍历设备所有可显示的xyz三刺激值范围测得。

5.如权利要求1所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述对设备屏幕显示的色域进行映射，采用sgck色域映射算法进行映射。

6.如权利要求5所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述sgck色域映射算法，包括：

7.如权利要求6所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述步骤1，具体包括：

8.如权利要求7所述的一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，其特征在于，所述步骤2，具体包括：

技术总结本发明涉及屏幕显示技术领域，尤其涉及一种屏幕自动调节色彩和亮度的方法，包括：获取并基于设备屏幕反射率，计算环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值；获取设备屏幕可显示的色彩范围；将所述设备屏幕可显示的色彩范围加上环境光在设备屏幕上反射到人眼的色彩值，得到环境光下人眼在设备屏幕上接收到的色域范围；根据所述环境光下人眼对设备屏幕所感知的色域范围，对设备屏幕所显示的色域进行映射，从而调节屏幕色彩和亮度，使人眼捕捉到更为清晰、准确的屏幕图像。采用本发明方法对屏幕进行自调节，极大地提高了屏幕图像的可视性，提升了用户对目标环境下屏幕经过映射后的颜色的感知度，并有效提升了用户的应用体验。技术研发人员：徐力豪,宋振磊受保护的技术使用者：杭州电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26