小范围内精确控制显示器亮度和色度方法研究

通过对CRT显示器的亮度和色度的实验测量,研究了显示器的稳定特性和其相对稳定后的色度偏差。结合显示器的亮度和显色特征,提出了一种精确控制CRT显示器的亮度和色度方法,并通过实验进行了验证。实验结果表明,亮度控制相对误差不会超过0.8%。在色度控制误差中,其平均色差、最大色差、最小色差分别为0.2358、0.5532、0.0287ΔE*ab。结果表明,提出的显示器亮度和色度控制方法能够较好的实现精确控制显示器的亮度和色度,比现有的LUT和GOG模型方法具有更高的控制精度。     

变角度色度和LED单管光色多用校准装置研制

采用二维自动转动控制结合伺服电机、传感器及测量软件等设计了一种可实现光源和物体的表面空间变角度光度、色度等参数测量的多用校准装置,解决了目前LED单管、显示器和标准色板等三类产品光度色度参数需使用独立测量装置的问题。结果显示可完成LED单管总光通量、CIE条件A/B场平均发光强度、等光强/照度曲线、小尺寸显示器光度色度和物体表面变角度色度等参数的测量。平均发光强度、总光通量、Y值和色品坐标与标准值偏差分别为:-1.8%、1.5%、0.9和0.005,该装置测量精度高、功能切换方便、自动化水平高、操作简单,达到设计要求。     

颜色视觉匹配中显示器颜色色差阈值的评价

为了对阴极射线管(Cathode ray tube,CRT)显示器颜色恰可辨别的小色差阈值进行评价,在中性灰背景下,用编制的颜色匹配程序,在CRT显示器上随机产生颜色,分别调节程序中R、G、B通道的值,使匹配色与随机色达到视觉上的一致,进行颜色视觉匹配实验,测量CRT显示器上随机色和匹配色的L*a*b*值.用不同的色差公式对实验数据分别从明度、色调、饱和度进行比较分析,色差公式评价小色差的性能是CIEDE2000优于CMC(2∶1)和CIEL*a*b*.在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图.不同色差公式计算的CRT显示器恰可辨别小色差阈值不同.     

基于多项式回归模型的扫描仪色度特征化

为了实现扫描仪精确的色度特征化,详细研究了多种不同项数、不同变换类型多项式回归模型,多项式的项数分别为3,5,9,11,18和20,变换类型包括扫描仪RGB空间到CIEXYZ或CIELAB空间的多种变换。以ANSIIT8.7/2标准色卡为色靶,对同一台扫描仪进行了色度特征化。实验结果表明,多项式项数小于11时,不同类型模型间的精度差异大,且线性化RGB能提高模型精度;项数大于11时,模型间精度差异缩小,而线性化RGB反而会降低模型精度。实验中,多项式项数为20时的RGB到CIEXYZ变换模型特征化精度最好,平均色差和最大色差分别为0.832和2.988 CIELAB色差单位。     

孟塞尔色序系统与CIE1931标准色度系统转换新算法

孟塞尔色序系统到CIE标准色度系统的自动转换在颜色和视觉领域是一个很重要的课题.提出了一种基于等色调线和等彩度线插值的新算法,实现孟塞尔色序系统与CIE1931标准色度系统之间颜色的相互转换.实验测试表明,由孟塞尔系统到CIE色度系统的正向转换准确度为ΔY=0.004,Δx=0.000 13,Δy=0.000 13,由CIE色度系统到孟塞尔系统的反向转换准确度达到了ΔV ≈0,ΔH=0.017 5,ΔC=0.013.     

液晶显示器颜色特征化的分段分空间模型

为了提高液晶显示器(LCD)颜色特征化精度,根据液晶显示器色品恒定性和通道独立性较差的特点,提出了分段分空间模型。该模型首先用分段二次多项式拟合单通道驱动值和三刺激值的关系,然后再根据不同RGB子空间的颜色特性加上适当的干扰项对液晶显示器进行颜色特征化。实验结果表明,在训练样本和检验样本数分别为91和512时分段分空间模型的CIELAB平均色差为1.5881,最大色差为6.0249;通过与三维查找表、Mask、S-Curve及TPC模型的比较研究,验证了当训练样本数不多时分段分空间模型的颜色预测精度最高。     

相机参数可变的齐次多项式色度特征化模型

基于相机的成像原理,建立了不同拍摄参数下响应值之间的转换方程,提出了一种基于齐次多项式回归的色度特征化模型,克服了传统多项式模型非线性外插造成的误差。对Nikon D3x数码相机进行了拍摄参数变化的色度特征化实验,分析了不同项数对特征化精度的影响。实验结果表明,齐次多项式模型适用于描述拍摄参数可变的相机色度特征化,且项数以6、7项为宜;在4种色温和7种照度构成的28种LED光源下的实验中,在色温不变、照度变化的光照下其颜色预测精度优于1.5CIELAB色差单位,与固定参数、固定光照下多项式模型的精度相当,而在色温和照度同时变化的情况下其平均色差小于2.0CIELAB单位,可以满足相机应用的色度精度的性能要求。     

关于光圈颜色的计算分析

一、色度计算简介人眼除了能辨别亮度差别外,还具有分辨彩色的能力。彩色光在人眼中由三种彩色灵敏度不同的接收器官来衡量。三个相对彩色灵敏度的最大值位于光谱的红色、绿色、蓝色区域。这三种基色以不同强度比例组合起来,就产生了彩色视觉。为了研究问题的方便,便于计算,1931年国际上采用了一种新的系统,称为标准基色量系统。一个彩色量可表示为:F=X(x)+Y(y)+Z(z)式中,(x)、(y)、(z)称为标准基色量。X、Y、Z称为标准三色系数。(x)(y)(z)实际上已不代表真正的颜色,只是三种作为计算单位的假想颜色。     

彩色视觉装置的颜色校正对比实验研究

鉴于利用彩色视觉装置进行在线测量是颜色测量在工业应用发展的趋势,而光源的光谱分布和相机响应函数与人眼的光谱响应曲线的不一致会严重影响测量的精确性,在人工D65光源和LED阵列光源照明下,利用相同的工业相机获取校正图片,采用多项式回归方法在与设备无关空间sRGB和CIEL*a*b*空间进行校正。实验结果显示在校正前平均色差分别为27.68E和16.09E,人工D65光源照明下获取的图片色差较小,校正后不同光源下获取图片的色度趋于一致,分别为2.56E和2.39E。采用sRGB颜色空间,在校正精度、校正步骤、图片显示等方面都要优于CIEL*a*b*空间。以一幅拍摄的实际图片校正为例,显示了色度校正对彩色装置的重要性。     

光笔式单目视觉测量系统的关键技术

为了对机械加工部件进行高精度、大尺寸、三维立体空间的现场实时测量,建立了光笔式单目视觉测量系统。对该系统中的新型光笔工艺、算法转换模型、摄像机焦距的优化、光笔笔尖位置的标定进行了研究。首先提出了一种利用光刻工艺设计制作的新型光笔,其次,基于近景摄影测量学中的单像空间后方交会原理,建立了一种新的光笔坐标系与摄像机坐标系之间的转换模型,通过最小二乘平差法循环迭代求解最优的单像空间外方位元素,从而确定了转换模型基本参数。最后,分析了摄像机焦距对光笔式单目视觉测量系统结果的影响,并提出了一种确定相对准确焦距和光笔测头在光笔坐标系下的位置的方法。实验结果表明：摄像机坐标系下x轴、y轴、z轴方向的稳定性误差分别为0.042、0.048、0.066 mm;测量最大误差为0.173 mm,较大程度上满足了光笔式单目测量系统稳定性强和精度高的要求。     

CRT与LCD显示器色域特性研究

 显示器的色域（Color Gamut）决定了显示器能够显示的颜色范围。由于CRT和LCD的显色原理不同,同样的RGB值在不同的显示器上将表现出不同的颜色。通过实验的方法,对不同显示器进行大量不同颜色样块的测量,研究比较LCD和CRT的显色特性和色域。结果表明：LCD的显示色域比CRT要小,并且基本上被完全包围,也就是在CRT上能表现出的图像颜色无法在LCD上表现出来;另外从颜色视觉的感知属性来看,它们所表现出来的颜色明度、彩度和色调范围也有很大的差别。     

小范围内精确控制CRT显示颜色和色差的研究

目前CRT显示器颜色特性化的最高精度大约是0.5ΔEab。一些在CRT上进行颜色和图像视觉评价的实验要求在颜色中心小范围内能更精确地控制显示颜色和色差。实验中采用了线性插值特性化方法,并提出了一种小范围三通道相互影响的颜色控制方法。实验结果表明:该方法对L,a,b控制的精度分别是0.14,0.082,0.103;对三种色差CIELAB,CIE94和CIEDE2000的控制精度分别是0.18,0.18,0.22。     

基于CRT的非对称视觉匹配实验中对立色的显示方法研究

对立色是颜色科学研究中的一类特殊颜色现象,通过对其特殊匹配现象的研究,可以揭示人眼彩色视觉信息传递的规律。针对基于CRT的非对称视觉匹配实验的要求,提出了一种色调均匀分布、强度成线性变化的对立色的定义和显示方法,实现了人眼锥体细胞响应LMS与计算机彩色量化值RGB之间的高精度转换和真彩色再现。     

LCD液晶显示器的颜色特性研究

定量描述了液晶显示器的颜色特性以及对显示彩色图像的影响。在实验测量的基础上,得到了LCD液晶显示器的颜色特性数据。以3D LUT方法建立了设备颜色空间RGB与标准颜色空间L a b 之间的近似转换模型。通过分析比较它们的色域边界特性,了解了与CRT显示器颜色色域的差异以及影响显示彩色图像时颜色失真的特点。     

基于YCbCr颜色空间的Retinex低照度图像增强方法研究

针对Retinex理论的低照度图像增强算法中光照图像估计问题,提出一种基于YCbCr颜色空间的低照度图像增强方法.该方法将原始低照度图像从RGB(Red Green Blue)颜色空间转换到YCbCr颜色空间,提取该空间中Y分量构建为原始光照图像分量L1(x,y),并对L1(x,y)进行Gamma校正得到增强的光照图像分量L2(x,y),经Retinex模型得到增强图像R(x,y),采用多尺度细节增强方法对图像R(x,y)进行细节增强,得到最终增强图像Re(x,y).实验结果表明,所提方法不仅能有效提升亮度,避免亮度和色彩失真,增强了图像的细节信息并获得了更好的视觉效果,而且运行速度快.     

数字彩扩机色域匹配技术研究

数字彩扩机要实现较好的图像彩色复现 ,关键在于CRT与冲扩图像载体之间的色域匹配。因此对于使用LCD作为冲扩图像载体的数字彩扩机 ,需要进行CRT与LCD之间的色域匹配运算。对这一技术进行了研究和探讨 ,建立了CRT和LCD的色域 ,并针对它们各自的色域提出了具体的色域匹配算法 ,将LCD无法显示的CRT色域内的颜色 ,映射到LCD色域 ,对解决使用LCD的数字彩扩机的彩色复现问题具有相当重要的意义     

近景测量系统全景彩色图像光谱法色度校正

在三维多模式扫描近景测量系统中,使用彩色线阵CCD(电荷藕合器件)可得到景物的一维线状彩色信息,将连续获得的不同角度上的一维彩色图像拼接起来即可形成全景彩色图像。直接在电脑彩色CRT(cathode ray tube, 阴极射线管)显示器上输出该图像,将发生色度失真,需要进行色度校正。通过光谱法色度校正,使得在电脑彩色CRT显示器上输出的图像和原始景物尽可能地保持色度不失真。     

三波段白光有机电致发光器件及其色稳定性的控制

制备并研究了基于3种小分子荧光材料的白光有机电致发光器件。发光层采用红色发光材料DCJTB掺杂绿光材料Alq3构成混合发光层,与OXD-7构成的蓝色发光层形成异质结的结构,并以NPB为空穴注入层。通过改变结构参数详细研究了发射光谱及其色坐标的电场依赖性。通过分析载流子注入/传输特性,控制激子的复合区域等措施得到了色坐标稳定性好、光谱丰富的高性能白光电致发光器件。经过优化的器件结构可以覆盖更大的可见光区域,当电压从9 V增加到13 V时,色坐标仅从CIE(x,y)=(0.364,0.314)偏移到CIE(x,y)=(0.332,0.291),具有较好的色稳定性。     

阴极射线管显示器亮度范围内对人眼视觉特性的实验研究

用CRT显示器显示5种频率的目标光栅,通过改变矩形波光栅的平均亮度,测量了9名男性青年在不同平均亮度条件下的对比度觉察阈值,并得出亮度与对比度觉察阈值间的关系曲线,从而探讨人眼在显示器亮度范围内的亮度视觉特性.实验结果表明,不同人眼对频率f＝3.79和4.97cpd(周/度)的目标光栅的对比度觉察阈值非常相近,而对频率f＝1.23,1.97和9.86cpd的目标光栅的对比度觉察阈值相差甚远;提高显示器亮度可以降低对比度觉察阈值,提高显示器显示图像分辨力,但是随着亮度的增加(达到Weber区域),亮度对分辨力的提高达到一定限度,而且,当亮度在60cd/m²左右时,显示信息效果与人眼视觉特性最匹配.基于对人眼在显示器亮度范围内的亮度视觉特性的研究,为在显示器上进行图像处理、显示器制造、摄影、印刷、配色等研究和应用奠定基础. 关键词： 人眼视觉特性 对比度觉察阈值 视角 空间频率