一种多媒体设备的色域匹配方法及电视机

摘要

本发明公开了一种多媒体设备的色域匹配方法，对所述多媒体设备接收到的视频信号进行色域匹配并输出，所述视频信号所在的色域为第一色域，所述多媒体设备的显示光色域为第二色域，所述多媒体设备的色域匹配方法包括以下步骤：将接收到的视频信号转换为明度信号和色度信号，根据所述明度信号和色度信号计算得到一个二维面，所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域；根据视频信号的明度信号和色度信号计算得到所述视频信号在所述的第一区域的待匹配点的位置，对所述待匹配点进行计算得到在所述第二区域中的匹配点，输出匹配点信号。

说明书

技术领域

本发明涉及视频信号显示处理领域，尤其涉及一种多媒体设备的色域匹配方法及应用所述色域匹配方法的电视机。

背景技术

目前在视频信号显示领域，由于制作视频图像的视频源设备和接收播放视频图像的设备不同，两种设备对视频图像的显示颜色是有差异的。这样就需要一种色彩管理系统使同一幅图像在不同的显示器上能显示出相同的色彩效果，实现色彩的一致性。这种色彩管理系统最主要就是对接收到的视频信号进行色彩匹配，其包括色彩空间转换和色域匹配。

色彩空间转换就是将某一色彩空间表示的颜色转换到另一种色彩空间来表示。如RGB、CMYK、CIELAB等色彩空间的相互转换。色域匹配就是视频设备将接收到的视频信号进行匹配，得到正确色彩再现的视频信号。

目前关于色彩空间转换和色域匹配的技术大都使用在印刷领域，在视频显示领域，多媒体装置(如显示器、电视机、数码相机、数码摄影机等)的显示单元驱动电路一般为RGB信号驱动电路，多媒体装置将驱动电路传送来的RGB色彩信号进行色彩调整后然后再传送到显示单元显示。在具体的色彩调整主要包括色域匹配处理。具体的色域匹配过程是：设置独立色调整色调差异对应表、多色调饱和匹配对应表、多层亮度转换对应表等，然后根据需求分别或同时进行最佳颜色特性的色域匹配。用户观看或量测显示单元上的调整图样以输入调整值，然后将调整值与所建立好的对应表进行一一对应，达到色域匹配与独立色的调整效果。

在如中国专利CN200610136648.7中，还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。

但是在以上的方案中，这种色彩调整不仅仅在具体实现时计算粗糙，而且调整后的画面质量仍然存在失真的情况。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多媒体设备的色域匹配方法以及电视机，能够提供一种优质的图像输出。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供了一种多媒体设备的色域匹配方法，对所述多媒体设备接收到的视频信号进行色域匹配并输出，所述视频信号所在的色域为第一色域，所述多媒体设备的显示光色域为第二色域，其特殊之处在于：所述多媒体设备的色域匹配方法包括以下步骤：将接收到的视频信号转换为明度信号和色度信号，根据所述明度信号和色度信号计算得到一个二维面，所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域；根据视频信号的明度信号和色度信号计算得到所述视频信号在所述的第一区域的待匹配点的位置，对所述待匹配点进行计算得到在所述第二区域中的匹配点，输出匹配点信号。

上述二维面是明度-彩度二维面，明度-色相角二维面、或色相角-彩度二维面，当所述二维面是明度-彩度二维面时，所述多媒体设备的色域匹配方法还包括以下步骤：分别计算第一区域和第二区域的彩度最大点并连线，与明度轴的交点选定为锚点；对所述锚点与所述匹配点连接直线并过第一区域边界得到第一边界点，过第二区域边界得到第二边界点，锚点与第二边界点的距离与锚点到第一边界点的距离的比值选定为缩放比例值；待匹配点与缩放比例值的乘积即得到匹配点。

上述第一色域和第二色域是CIELab空间或CIELuv空间；

上述第一色域和第二色域是CIELab空间时，所述视频信号是L^*、a^*、b^*信号，L^*是明度信号，a^*、b^*是色度信号，所述彩度信号是C^*＝(a^*2+b^*2)^1/2，所述L^*和C^*组成明度-彩度二维面坐标，根据色相角n＝arctanb^*/a^*得到二维面；所述第一色域和第二色域是CIELuv空间时，所述视频信号是L^*、u^*、v^*信号，L^*是明度信号，u^*、v^*是色度信号，所述彩度信号是C^*＝(u^*2+v^*2)^1/2，所述L^*和C^*组成明度-彩度二维面坐标，根据色相角n＝arctanv^*/u^*得到二维面。

对上述二维面按照[0，360°]划分成h个等份二维面，每一个二维面对应360°/h，计算色相角，得到对应的二维面；所述h≥2n，n为正数，h为整数；对缩放比例值按照[-90°，90°]划分成m个，所述m≥2n，m为整数，将所述的缩放比例值预先计算并存储，计算锚点到待匹配点的直线与过锚点的水平线的夹角，得到对应的缩放比例值；根据色相角和锚点到待匹配点的直线与过锚点的水平线的夹角建立二维查找表，得到对应的缩放比例值。

将上述多媒体设备的显示光转换，计算得到R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换并计算得到所述第二色域。

上述多媒体设备显示光可预先进行转换得到第二色域，存储第二色域，供所述视频信号进行色域匹配；或者上述多媒体设备显示光和所述的视频信号同时进行色域转换，计算得到第二色域和待匹配点，将所述待匹配点匹配至第二色域中计算得到匹配点。

第二方面，本发明提供了一种电视机，包括色域匹配装置，对接收到的电视信号进行色域匹配并输出，所述电视信号所在的色域为第一色域，所述电视机为激光显示，所述激光色域为第二色域；所述色域匹配装置包括：转换器，用来将接收到的电视信号转换为明度信号和色度信号；二维面计算器，根据色度信号计算寻找一个二维面，所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域；匹配器，根据转换器得到的明度信号和色度信号计算得到所述电视信号在所述的第一区域的待匹配点的位置，对所述待匹配点进行计算得到在所述第二区域中的匹配点，输出匹配点信号。

上述二维面是明度-彩度二维面，明度-色相角二维面、或色相角-彩度二维面，当所述二维面是明度-彩度二维面时，所述匹配器还包括：锚点计算装置，用来在所述的彩度-明度二维面中，计算锚点；所述锚点的选定方式为：分别计算第一区域的彩度最大点和第二区域的彩度最大点并连直线与明度轴的交点选定为锚点；缩放比例值计算装置，用来计算缩放比例值，待匹配点与缩放比例值的乘积即得到匹配点；所述缩放比例值的计算方式采用：锚点到所述匹配点的直线过第一区域边界得到第一边界点，过第二区域边界得到第二边界点，锚点与第二边界点的距离与锚点到第一边界点的距离的比值选定为缩放比例值。

上述色域匹配装置还包括激光色域转换装置，用来将激光的波长进行转换，并计算得到激光的R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换至色域空间，计算得到所述第二色域；所述色域匹配装置可预先将所述的激光转换为第二色域，并将所述第二色域存储于所述色域匹配装置中，供电视信号进行色域匹配；所述色域空间为CIELab空间或CIELuv空间，所述第一色域和第二色域是CIELab空间时，所述电视信号是L^*、a^*、b^*信号，L^*是明度信号，a^*、b^*是色度信号，所述彩度信号是C^*＝(a^*2+b^*2)^1/2，所述L^*和C^*组成明度-彩度二维面坐标，根据色相角n＝arctanb^*/a^*得到二维面；所述第一色域和第二色域是CIELuv空间时，所述电视信号是L^*、u^*、v^*信号，L^*是明度信号，u^*、v^*是色度信号，所述彩度信号是C^*＝(u^*2+v^*2)^1/2，所述L^*和C^*组成明度-彩度二维面坐标，根据色相角n＝arctanv^*/u^*得到二维面。上述色域匹配装置还包括：二维查找表装置，用来根据接收到的电视信号查找对应的缩放比例值；所述二维查找表为：对二维面按照[0，360°]划分成h个等份二维面，每一个二维面对应360°/h，计算色调角，得到对应的二维面；所述h≥2n，n为正数，h为整数；对缩放比例值按照[-90°，90°]划分成m个，所述m≥2n，m为整数，将所述的缩放比例值预先计算并存储，计算锚点到待匹配点的直线与过锚点的水平线的夹角，得到对应的缩放比例值。

本发明通过将接收到的视频信号转换为明度信号和色度信号，根据所述明度信号和色度信号计算得到一个二维面，所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域；根据视频信号的明度信号和色度信号计算得到所述视频信号在所述的第一区域的待匹配点的位置，对所述待匹配点进行计算得到在所述第二区域中的匹配点，输出匹配点信号。这样可以使接收到的视频信号匹配多媒体设备的显示光色域，进而得到优质的图像色彩显示。以下对本发明进行详细说明，本发明的这些及其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1为本发明多媒体设备的色域匹配方法的实施例流程图；

图2为本发明多媒体设备的色域匹配方法中的色域匹配实施例示意图；

图3为本发明电视机实施例的色域匹配装置示意图；

图4为本发明电视机实施例的匹配器示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明涉及一种视频信号的色彩匹配方法，主要是将接收到的外部的视频信号通过对色彩空间的转换和色域匹配的处理，得到适合的色彩视频信号，并输出。所述接收到的视频信号为NTSC、PAL或SECAM制式的视频信号。

所述视频信号色彩匹配方法可以将接收到的视频信号经过解码得到三基色的色度信号。所述的三基色包括多种类型，如以R、G、B表示的三基色空间、以L、A、B表示的CIE三基色空间，以L、U、V表示的CIE三基色空间等等。在此我们选用R、G、B作为三基色的色度信号，将接收到的视频信号经过解码得到R、G、B三种颜色的强度调制信号。由于彩色的视频信号尤其是彩色电视信号虽然采用的制式不同，其编码方式、荧光粉三基色的色域均不相同，但是无论选用哪种制式，经过解码后，都是可以产生如R、G、B三种颜色类型的强度调制信号。之后对所述的R、G、B信号进行色彩匹配。见图1，具体的匹配过程包括以下步骤：

步骤S1，色彩空间转换。色彩空间转换就是将某一色彩空间表示的颜色转换到另一种色彩空间来表示。在本发明中，具体的是要将接收到R、G、B信号通过一个亮度方程转换为目的色域空间色度信号。目的色域空间可选定均匀颜色空间CIE空间如CIE1976LAB空间、CIE1976LUV空间。选用均匀颜色空间的好处是当颜色的色差大于视觉的恰可察觉而有效于孟塞尔系统中相邻两级的色差值时，能较好的反应物体色的心理感受效果。其中CIE1976LUV空间可以应用于照明、电视显示、CRT显示以及其他的加色混合应用领域。

以电视机为具体实施例，包括以下步骤：

步骤S100，电视机接收电视信号。由于电视信号具有固定的色域，该色域为第一色域。接收到的每一个电视信号都处于第一色域内。电视机本身的显示光可以是激光显示或LED背光显示。这样激光或LED光自身的色域为第二色域。激光和LED光的色域比固有的第一色域具有更宽广的色域。第一色域和第二色域都是一个三维纺锥体。

将接收到的电视信号转换为明度信号和色度信号。具体的转换方式如下：

S101将接收到的电视信号转换为RGB信号。由于目前所有的多媒体设备尤其是电视机都是RGB驱动显示，所以视频信号尤其是彩色电视信号虽然采用的制式不同，其编码方式、荧光粉三基色的色域均不相同，但是无论选用哪种制式，经过解码后，都是可以产生如R、G、B三种颜色类型的强度调制信号。在此本发明所采用的RGB信号作为视频驱动信号的一种代表。这里并不排除有多媒体设备信号采用其他类型的信号进行驱动，但是无论其采用何种驱动方式，在这里的RGB信号将包括其他类型的多媒体设备驱动信号。

将接收到的电视信号转换为R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换并计算得到所述第一色域。

同理第二色域可以由电视机的显示光经过转换，得到R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换并计算得到所述第二色域。

由于第二色域是根据多媒体设备如电视机其本身的固定显示光特性决定的，所以为了进一步加快系统的运行速度以及后续更快更好的进行色域匹配，可以对电视机的显示光提前进行转换得到第二色域，并存储所述的第二色域。

当然为了后续色域匹配工作的同步性，也可以同时对多媒体设备显示光和所述接收到的视频信号同时进行色域转换，计算得到第二色域和待匹配点，将所述待匹配点匹配至第二色域中计算得到匹配点。

之后，选定色域类型，将转换后RGB信号转换为选定色域类型的信号。色域类型可选择均匀颜色空间，如CIE1976LAB空间或CIE1976LUV空间等。选用均匀颜色空间的好处是当颜色的色差大于视觉的分辨率而有效于孟塞尔系统中相邻两级的色差值时，能较好的反应物体色的心理感受效果。其中CIE1976LUV空间可以应用于照明、电视显示、图像显示(如电脑显示、手机显示)以及其他的加色混合应用领域。第一色域和第二色域都属于同一色域类型。由于CIE色彩空间和XYZ坐标信号是相关的。故在此我们选择三基色的色彩信号用XYZ坐标信号表示。如果选定的色域空间类型和其他坐标信号相关，则三基色的色彩信号作适应性的选择。

S102，将RGB信号转换为XYZ信号。其转换计算方程为：

X＝C_rx_rR+C_gx_gG+C_bx_bB

Y＝C_ry_rR+C_gy_gG+C_by_bB    (a)

Z＝C_rz_rR+C_gz_gG+C_bz_bB

其中：

$\left(\begin{array}{c}{C}_r\\ C_g\\ C_b\end{array}\right)={\left(\begin{array}{ccc}{x}_r& x_g& x_b\\ y_r& y_g& y_b\\ z_r& z_g& z_b\end{array}\right)}^{-1}\left(\begin{array}{c}{x}_n/y_n\\ 1\\ z_n/y_n\end{array}\right)---\left(b\right)$

C_rC_gC_b为(R)(G)(B)三原色的匹配分量系数，x_ry_rz_r为(R)基色的色度坐标，x_gy_gz_g为(G)基色的色度坐标，x_by_bz_b为(B)基色的色度坐标。由RGB三基色的色度坐标和参考白光色度坐标，代入(b)式即可得到C_rC_gC_b的数值。

S103将步骤S102得到的XYZ信号表示为选定的色域空间信号。

当选定的色域空间为CIE1976Lab时，根据(a)式得到的色域转换关系式代入以下计算式进行计算，得到：

$L^{*}=\left(\begin{array}{cc}116{(Y/Y_n)}^{1/3}-16& (Y/Y_n>0.008856)\\ 903.3Y/Y_n& (Y/Y_n<=0.008856)\end{array}\right)$

$a^{*}=\left(\begin{array}{cc}500[{(X/X_n)}^{1/3}-{(Y/Y_n)}^{1/3}]& (X/X_n>0.008856)\\ 3893.5[X/X_n-Y/Y_n]& (X/X_n<=0.008856)\end{array}\right)$

$b^{*}=\left(\begin{array}{cc}200[{(Y/Y_n)}^{1/3}-{(Z/Z_n)}^{1/3}]& (Z/Z_n>0.008856)\\ 1557.4[Y/Y_n-Z/Z_n]& (Z/Z_n<=0.008856)\end{array}\right)$

其中L^*为明度(lightness)信号，a^*、b^*为色度信号，分别是色彩空间的坐标值。

当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据(a)式得到的色域转换关系式代入以下计算式进行计算，得到：

$L^{*}=\left(\begin{array}{ccc}116{(Y/Y_n)}^{1/3}-16& \mathrm{If}& Y/Y_n>0.008856\\ 903.3{(Y/Y_n)}^{1/3}& \mathrm{If}& Y/Y_n<=0.008856\end{array}\right)$

u^*＝13L^*(u′-u′_n)

v^*＝13L^*(v′-v′_n)

u′＝4X/(X+15Y+3Z)

v′＝9Y/(X+15Y+3Z)

u_n′＝4X_n/(X_n+15Y_n+3Z_n)

v_n′＝9Y_n/(X_n+15Y_n+3Z_n)

其中，L^*为明度(lightness)信号，u^*、v^*为色度信号，分别是色彩空间的坐标值。(X_nY_nZ_n)为CIE标准照明体照射在全满反射体上，反射到观察者眼中的白色三刺激值，其中Y_n＝100。

上述本发明的将接收到的电视信号转换为明度信号和色度信号的方法具有对世界上不同制式的视频信号尤其是电视信号统一进行色彩变换的优点。

步骤S2，色域匹配。包括以下步骤：

根据步骤S1的色彩空间转换步骤得到的明度和色度信号，计算得到一个二维面，所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域。所述二维面可以是明度-彩度二维面，明度-色相角二维面、或色相角-彩度二维面。

当所述二维面是明度-彩度二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，根据色相角n＝arctanb^*/a^*得到二维面。当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据色相角n＝arctanv^*/u^*得到二维面。在本发明优先选用明度-彩度二维面。

当所述二维面是明度-色相角二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，可以根据彩度C^*＝(a^*2+b^*2)^1/2得到二维面。以上如步骤S200所示，根据得到的彩度信号以及待匹配点的二维面。

当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据彩度C^*＝(u^*2+v^*2)^1/2得到二维面。

当所述二维面是色相角-彩度二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，可以根据明度信号得到二维面。当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据明度信号得到二维面。

为了进一步更快更好的找到所需的二维面，我们可以对二维面设置一维查找表，所述查找表对二维面按照[0，360°]划分成h个等份二维面，每一个二维面对应360°/h，所述；所述h≥2n，n为正数，h为整数；所述h具体可以是360、720、1440等等。当选定明度-彩度二维面时，计算色相角，每一个二维面对应一个色相角，根据色相角的值直接切换得到对应的二维面。当选定明度-色相角二维面时，计算彩度，每一个二维面对应一个彩度，根据彩度的值直接切换得到对应的二维面。同理当选定色相角-彩度二维面时，每一个二维面对应一个明度值，根据得到的明度值直接切换到对应的二维面。当选定明度-彩度二维面时，如果出现计算得到的色相角数据没有在查找表中出现，则可以对该计算的色相角数据进行内插值计算，在所述一维查找表中得到所述色相角最接近的色相角并得到二维面。同理该内插值算法可应用在其他类型的二维面中。

在以上的一维查找表以及查找表中的二维面数据可以提前计算好存储在多媒体设备的信号处理系统中。

所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域。

分别计算第一区域和第二区域的横轴最大点并连线，与纵轴的交点可选定为锚点。对所述锚点与所述待匹配点连接直线并过第一区域边界得到第一边界点，过第二区域边界得到第二边界点，锚点与第二边界点的距离与锚点到第一边界点的距离的比值选定为缩放比例值；待匹配点与缩放比例值的乘积即得到匹配点。以二维面是明度-彩度二维面为例，可以分别计算第一区域和第二区域的彩度最大点并连线，与明度轴的交点选定为锚点；对所述锚点与所述待匹配点连接直线并过第一区域边界得到第一边界点，过第二区域边界得到第二边界点，锚点与第二边界点的距离与锚点到第一边界点的距离的比值选定为缩放比例值；待匹配点与缩放比例值的乘积即得到匹配点。在步骤S200之后还包括步骤S201计算锚点的位置，以及根据锚点的位置计算缩放比例值S202.具体见图2，所述明度-彩度二维面中，横轴C^*为彩度轴，纵轴L^*为明度轴，第一区域A的彩度最大点V1，第二区域B的彩度最大点V2，连线点V1和点V2，所述连线与明度轴L^*的交点R设定为锚点。在本二维面中，待匹配点E的位置在此是已知的。待匹配点E的位置具体就是前期已经计算得到的L^*、a^*、b^*信号。连接锚点R和待匹配点E的直线与第一区域A的边界相交得到第一边界点F，与第二区域B的边界相交得到第二边界点G。缩放比例值K等于锚点R到第二边界点G的距离与锚点R到第一边界点F的比值。待匹配点E与缩放比例值K的乘积即为匹配点的位置。

为了进一步加快系统的工作进程，尽快找到对应的缩放比例值，在二维面中将缩放比例值按照[-90°，90°]划分成m个，所述m≥2n，n为正数，m为整数，m具体可以是180、320、540、720个等等，提前计算所有的缩放比例值并存储，之后计算锚点R到待匹配点E的直线与过锚点R的水平线的夹角，得到对应的缩放比例值。在这里[-90°，90°]是以锚点R为假定原点的。可以直接计算过锚点E的水平线与锚点R到待匹配点E的直线的夹角，也可以对整个二维面做坐标变换，得到锚点R作为原点的数据，得到缩放比例值，并得到匹配点的位置，之后对该二维面做坐标反变换，得到原始平面坐标。

这样结合前面对二维面建立的一维查找表，可以将二维面的数据和缩放比例值的数据建立二维查找表。例如根据色相角得到二维面的值，根据锚点与待匹配点的直线与过锚点的水平线的夹角得到缩放比例值。之后根据缩放比例值得到匹配点在第二色域的位置，输出匹配点的信号即步骤S203，此时，由于匹配点的位置信号此时仍为LAB信号，故还需要步骤S3，对所述的LAB信号做反变换得到RGB信号，将此RGB信号输出给显示屏。所述反变换和前边将RGB信号变换为LAB信号的方式一一对应。

基于以上提出的视频信号色彩匹配方法，本发明还提出了一种多媒体设备。接收到的电视信号转换成统一格式的电视信号。接收到的电视信号为NTSC、PAL或SECAM制式的视频信号。本发明的电视机主要将接收到的外部的电视信号通过对色彩空间的转换和色域匹配的处理，得到适合电视机本身色域输出的彩色电视信号，并输出显示。

所述电视机包括色域匹配装置。所述色域转换装置，可以将接收到的电视信号经过解码得到三基色的色度信号，将所述三基色的色度信号通过一个亮度方程转换为目的色域空间色度信号。所述的三基色包括多种类型，如以R、G、B表示的三基色空间、以X、Y、Z表示的CIE三基色空间，以L、U、V表示的CIE三基色空间等等。在此我们选用R、G、B作为三基色的色度信号，将接收到的电视信号经过解码得到R、G、B三种颜色的强度调制信号。由于彩色的视频信号尤其是彩色电视信号虽然采用的制式不同，其编码方式、荧光粉三基色的色域均不相同，但是无论选用哪种制式，经过解码后，都是可以产生如R、G、B三种颜色类型的强度调制信号。之后对所述的R、G、B信号进行色彩匹配。在本发明中，具体的是要将接收到R、G、B信号通过一个亮度方程转换为目的色域空间色度信号。目的色域空间可选定均匀颜色空间CIE空间如CIE1976LAB空间、CIE1976LUV空间。选用均匀颜色空间的好处是当颜色的色差大于视觉的恰可察觉而有效于孟塞尔系统中相邻两级的色差值时，能较好的反应物体色的心理感受效果。其中CIE1976LUV空间可以应用于照明、电视显示、CRT显示以及其他的加色混合应用领域。

另外电视信号具有固定的色域，该色域为第一色域。接收到的每一个电视信号都处于第一色域内。电视机本身的显示光可以是激光显示或LED背光显示。这样激光或LED光自身的色域为第二色域。激光和LED光的色域比固有的第一色域具有更宽广的色域。第一色域和第二色域都是一个三维纺锥体。

所述色域匹配装置对接收到的电视信号进行色域匹配并输出。如图3所示，所述色域匹配装置包括转换器21、二维面计算器22和匹配器23。

所述转换器21，用来将接收到的电视信号转换为明度信号和色度信号。转换器具体的工作如下：

1)先将接收到的电视信号转换为RGB信号。由于目前所有的多媒体设备尤其是电视机都是RGB驱动显示，所以视频信号尤其是彩色电视信号虽然采用的制式不同，其编码方式、荧光粉三基色的色域均不相同，但是无论选用哪种制式，经过解码后，都是可以产生如R、G、B三种颜色类型的强度调制信号。在此本发明所采用的RGB信号作为视频驱动信号的一种代表。这里并不排除有多媒体设备信号采用其他类型的信号进行驱动，但是无论其采用何种驱动方式，在这里的RGB信号将包括其他类型的多媒体设备驱动信号。

将接收到的电视信号转换为R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换并计算得到所述第一色域。

同理第二色域可以由电视机的显示光经过转换，得到R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换并计算得到所述第二色域。

由于第二色域是根据多媒体设备其本身的固定显示光特性决定的，所以为了进一步加快系统的运行速度以及后续更快更好的进行色域匹配，可以对多媒体设备的显示光提前进行转换得到第二色域，并存储所述的第二色域。

在此本实施例的色域匹配装置还可以设置激光色域转换装置，来将激光显示的电视机的激光的波长进行转换，并计算得到激光的R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号，分别连接R坐标信号、G坐标信号、B坐标信号并得到一个三角形，将所述三角形包含的区域内信号转换至色域空间，计算得到所述第二色域；所述色域匹配装置可预先将所述的激光转换为第二色域，并将所述第二色域存储于所述色域匹配装置中，供电视信号进行色域匹配；所述色域空间为CIELab空间或CIELuv空间。

当然为了后续色域匹配工作的同步性，也可以同时对多媒体设备显示光如激光和所述接收到的视频信号同时进行色域转换，计算得到第二色域和待匹配点，将所述待匹配点匹配至第二色域中计算得到匹配点。

2)选定色域类型，将转换后RGB信号转换为选定色域类型的信号。色域类型可选择均匀颜色空间，如CIE1976LAB空间或CIE1976LUV空间等。选用均匀颜色空间的好处是当颜色的色差大于视觉的分辨率而有效于孟塞尔系统中相邻两级的色差值时，能较好的反应物体色的心理感受效果。其中CIE1976LUV空间可以应用于照明、电视显示、图像显示(如电脑显示、手机显示)以及其他的加色混合应用领域。第一色域和第二色域都属于同一色域类型。由于CIE色彩空间和XYZ坐标信号是相关的。故在此我们选择三基色的色彩信号用XYZ坐标信号表示。如果选定的色域空间类型和其他坐标信号相关，则三基色的色彩信号作适应性的选择。

将RGB信号转换为XYZ信号。其转换计算方程为：

X＝C_rx_rR+C_gx_gG+C_bx_bB

Y＝C_ry_rR+C_gy_gG+C_by_bB    (a)

Z＝C_rz_rR+C_gz_gG+C_bz_bB

其中：

$\left(\begin{array}{c}{C}_r\\ C_g\\ C_b\end{array}\right)={\left(\begin{array}{ccc}{x}_r& x_g& x_b\\ y_r& y_g& y_b\\ z_r& z_g& z_b\end{array}\right)}^{-1}\left(\begin{array}{c}{x}_n/y_n\\ 1\\ z_n/y_n\end{array}\right)---\left(b\right)$

C_rC_gC_b为(R)(G)(B)三原色的匹配分量系数，x_ry_rz_r为(R)基色的色度坐标，x_gy_gz_g为(G)基色的色度坐标，x_by_bz_b为(B)基色的色度坐标。由RGB三基色的色度坐标和参考白光色度坐标，代入(b)式即可得到C_rC_gC_b的数值。

之后将得到的XYZ信号表示为选定的色域空间信号。

当选定的色域空间为CIE1976Lab时，根据(a)式得到的色域转换关系式代入以下计算式进行计算，得到：

$L^{*}=\left(\begin{array}{cc}116{(Y/Y_n)}^{1/3}-16& (Y/Y_n>0.008856)\\ 903.3Y/Y_n& (Y/Y_n<=0.008856)\end{array}\right)$

$a^{*}=\left(\begin{array}{cc}500[{(X/X_n)}^{1/3}-{(Y/Y_n)}^{1/3}]& (X/X_n>0.008856)\\ 3893.5[X/X_n-Y/Y_n]& (X/X_n<=0.008856)\end{array}\right)$

$b^{*}=\left(\begin{array}{cc}200[{(Y/Y_n)}^{1/3}-{(Z/Z_n)}^{1/3}]& (Z/Z_n>0.008856)\\ 1557.4[Y/Y_n-Z/Z_n]& (Z/Z_n<=0.008856)\end{array}\right)$

其中L^*为明度(lightness)信号，a^*、b^*为色度信号，分别是色彩空间的坐标值。

当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据(a)式得到的色域转换关系式代入以下计算式进行计算，得到：

$L^{*}=\left(\begin{array}{ccc}116{(Y/Y_n)}^{1/3}-16& \mathrm{If}& Y/Y_n>0.008856\\ 903.3{(Y/Y_n)}^{1/3}& \mathrm{If}& Y/Y_n<=0.008856\end{array}\right)$

u^*＝13L^*(u′-u ′_n)

v^*＝13L^*(v′-v′_n)

u′＝4X/(X+15Y+3Z)

v′＝9Y/(X+15Y+3Z)

u_n′4X_n/(X_n+15Y_n+3Z_n)

v_n′＝9Y_n/(X_n+15Y_n+3Z_n)

其中，L^*为明度(lightness)信号，u^*、v^*为色度信号，分别是色彩空间的坐标值。(X_nY_nZ_n)为CIE标准照明体照射在全满反射体上，反射到观察者眼中的白色三刺激值，其中Y_n＝100。

上述本发明的将接收到的电视信号转换为明度信号和色度信号的方法具有对世界上不同制式的视频信号尤其是电视信号统一进行色彩变换的优点。

所述二维面计算器22，根据色度信号计算寻找一个二维面。所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域。所述二维面可以是明度-彩度二维面，明度-色相角二维面、或色相角-彩度二维面。

当所述二维面是明度-彩度二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，根据色相角n＝arctanb^*/a^*得到二维面。当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据色相角n＝arctanv^*/u^*得到二维面。

当所述二维面是明度-色相角二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，可以根据彩度C^*＝(a^*2+b^*2)^1/2得到二维面。当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据彩度C^*＝(u^*2+v^*2)^1/2得到二维面。

当所述二维面是色相角-彩度二维面时，当选定的色域空间为CIE1976Lab时，可以根据明度信号得到二维面。当选定的色域空间为CIE1976Luv时，根据明度信号得到二维面。

为了进一步更快更好的找到所需的二维面，我们可以对二维面设置一维查找表，所述查找表对二维面按照[0，360°]划分成h个等份二维面，每一个二维面对应360°/h，所述h≥2n，n为正数，h为整数。

当选定明度-彩度二维面时，计算色相角，每一个二维面对应一个色相角，根据色相角的值直接切换得到对应的二维面。当选定明度-色相角二维面时，计算彩度，每一个二维面对应一个彩度，根据彩度的值直接切换得到对应的二维面。同理当选定色相角-彩度二维面时，每一个二维面对应一个明度值，根据得到的明度值直接切换到对应的二维面。当选定明度-彩度二维面时，如果出现计算得到的色相角数据没有在查找表中出现，则可以对该计算的色相角数据进行内插值计算，在所述一维查找表中得到所述色相角最接近的色相角并得到二维面。同理该内插值算法可应用在其他类型的二维面中。

在以上的一维查找表以及查找表中的二维面数据可以提前计算好存储在多媒体设备的信号处理系统中。

所述匹配器23，根据转换器得到的明度信号和色度信号计算得到所述电视信号在所述的第一区域的待匹配点的位置，对所述待匹配点进行计算得到在所述第二区域中的匹配点，输出匹配点信号。所述二维面和第一色域相切得到第一区域，和第二色域相切得到第二区域。如图4所示，所述匹配器还包括：锚点计算装置24、缩放比例值计算装置25、匹配点计算装置26。所述锚点计算装置24，用来在所述的彩度-明度二维面中，计算锚点；所述锚点的选定方式为：分别计算第一区域和第二区域在所在二维面的横轴最大点并连直线与纵轴的交点选定为锚点。以明度-彩度二维面为具体实施例，可以分别计算第一区域的彩度最大点和第二区域的彩度最大点并连直线与明度轴的交点选定为锚点；所述缩放比例值计算装置25，用来计算缩放比例值，待匹配点与缩放比例值的乘积即得到匹配点；所述缩放比例值的计算方式采用：锚点到所述匹配点的直线过第一区域边界得到第一边界点，过第二区域边界得到第二边界点，锚点与第二边界点的距离与锚点到第一边界点的距离的比值选定为缩放比例值。具体见图2，所述明度-彩度二维面中，横轴C^*为彩度轴，纵轴L^*为明度轴，第一区域A的彩度最大点V1，第二区域B的彩度最大点V2，连线点V1和点V2，所述连线与明度轴L^*的交点R设定为锚点。在本二维面中，待匹配点E的位置在此是已知的。待匹配点E的位置具体就是前期已经计算得到的L^*、a^*、b^*信号。连接锚点R和待匹配点E的直线与第一区域A的边界相交得到第一边界点F，与第二区域B的边界相交得到第二边界点G。缩放比例值K等于锚点R到第二边界点G的距离与锚点R到第一边界点F的比值。匹配点计算装置26根据缩放比例值计算装置25得到的缩放比例值K，将待匹配点E与缩放比例值K相乘得到匹配点的位置。

为了进一步加快系统的工作进程，尽快找到对应的缩放比例值，在二维面中将缩放比例值按照[-90°，90°]划分成m个，所述m≥2n，m为整数，n为正数。

提前计算所有的缩放比例值并存储，之后计算锚点R到待匹配点E的直线与过锚点R的水平线的夹角，得到对应的缩放比例值。在这里[-90°，90°]是以锚点R为假定原点的。可以直接计算过锚点E的水平线与锚点R到待匹配点E的直线的夹角，也可以对整个二维面做坐标变换，得到锚点R作为原点的数据，得到缩放比例值，并得到匹配点的位置，之后对该二维面做坐标反变换，得到原始平面坐标。

这样结合前面对二维面建立的一维查找表，可以将二维面的数据和缩放比例值的数据建立二维查找表。在本实施例的电视机中，还可以设置有二维查找表装置，所述二维查找表装置中提前设置二维面的数据和缩放比例值的数据。然后根据接收到的电视信号查找对应的缩放比例值。具体的以明度-彩度二维面为例，可以根据色相角得到二维面的值，根据锚点与待匹配点的直线与过锚点的水平线的夹角得到缩放比例值。之后根据缩放比例值得到匹配点在第二色域的位置，输出匹配点的信号。由于此时匹配点的信号可能仍是LAB信号，故在此还需要一个反变换装置对所述的LAB信号做反变换得到RGB信号，将此RGB信号输出给显示屏。所述反变换和前边将RGB信号变换为LAB信号的方式一一对应。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它多媒体设备中，如电脑显示设备、电子相框显示设备、手机显示设备等。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。