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2020年04月07日 | OPPO屏幕成像校正系统 还原出最真实色彩
2020-04-07 来源：爱集微
3月6日，OPPO在微博最新解决方案“线上发布会”发布了Find X2系列新品。值得一提的是，这款新机配备了一块曲面OLED屏幕，最大分辨率为3168*1440像素，支持P3广色域，它还能提供120Hz的动态刷新频率，这是传统显示屏幕60Hz频率的两倍！
众所周知，现有的手机很多都采用OLED屏幕，不仅仅是因为OLED较为出色的显示效果，更是由于在OLED屏幕上可以很方便的完成屏下指纹解锁。
然而，对于屏幕下成像系统而言，由于OLED屏幕是具有一定透过率的透明材料制作的多层显示器件，在透过OLED屏幕进行屏下成像时，由于入射进屏幕下成像系统的白光中各波段光在OLED屏幕中的透过率不同，进而导致使用屏幕下成像系统拍摄图像时，获得的图像色彩相较于拍摄目标场景出现颜色失真现象。
针对这个问题，OPPO在19年4月23日申请了一项名为“基于屏幕投射光谱的屏幕下成像系统色彩校正方法及系统”的发明专利（申请号：201910329613.2），申请人为OPPO广东移动通信有限公司。
根据目前公开的专利资料，让我们一起来看看这项成像校正方法吧。
如上图所示为基于屏幕透射光谱的屏幕下成像系统色彩校正方法流程图，首先，利用光谱仪获取OLED屏幕样品的透射率曲线，这个透射率曲线是在不同波长下获取的。而光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，是专门用来测定透射率的，我们知道，手机屏幕的透射率当然是越高越好。
我们可以来看看屏幕透过率曲线示意图，如下所示是根据1931年国际照明委员会确定的RGB三基色波长，R红光参考波长为700nm，G绿光参考波长为546.1nm，B蓝光参考波长为435.8nm，研究人员选取了这三个波长为特征波长，分别获得三个波长下带宽为10nm的平均透过率。
其次，根据透射率曲线确定OLED屏幕样品的初始补偿矩阵，矩阵是线性代数中的一个名词，而这个初始补偿矩阵是针对RGB三个通道的，再利用这个初始补偿矩阵对于屏幕下成像系统进行预校准，这个校准会对于RGB三个通道都进行一定的校准，具体而言为每个通道值乘以某个确定的系数。
最后，利用预校准后的屏幕下成像系统对标准色卡进行拍照测试，获取测试结构中对应区域的RGB三通道测试值，并将对应区域的RGB三个通道的测试值与标准色卡中色彩标准值进行比较来确定补偿矩阵，而判断是否存在偏色，就是利用确定好的补偿矩阵，对屏幕下成像系统进行校准，并对标准色卡进行测试，从而可以确定是否存在有偏色。
下面我们再根据一个具体的流程图来对于上述的过程进行更加细致的了解。
如上图为基于屏幕透射光谱的屏幕下成像系统色彩校正方法具体流程图，可以从这个流程图中清晰的看到：首先使用光谱仪测试屏幕下成像系统所用的屏幕样品透射光谱，根据这个投射光谱计算初始补偿矩阵C，使用初始补偿矩阵对屏幕下成像系统进行初步色彩校正后，利用预校正后的系统拍摄标准色卡S，获得测试值T。
这里补充一下这个初始补偿矩阵的数学表达式，如下所示：
这个初始补偿矩阵就是通过不同波长下的平均透过率获得的，可以利用这个矩阵来对于屏幕下的成像系统进行初步的校准，具体数学表达式如下所示：
可以看到该算法对于成像的RGB色彩的三个通道都进行了处理，根据初始补偿矩阵C来对于每个通道都进行线性变换，从而达到调整色彩值的目的。之后再利用测试值与标准值之间的颜色通道对应数值之差计算出修正补偿矩阵C，再次对标准色卡进行拍摄，根据设计者对于色彩值的需求重复校正过程。
以上就是OPPO发明的屏幕下成像系统色彩校正方法及系统，该专利基于屏幕透射光谱完成了成像系统的校正，尤其是用手机前置摄像头进行屏幕下成像，这样的方法可以适用于流水线生产与校准场景以及手机的OLED屏幕下成像系统的色彩校正，从而给用户带来更加真实的屏幕显示体验！
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