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用于多基色显示器的颜色转换

阅读:663发布:2023-01-28

专利汇可以提供用于多基色显示器的颜色转换专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种多基色转换方法,用于将限定线性 颜色 空间(X,Y,Z)中的输入 像素 的颜色的输入矢量(CIP)转换(CON)成具有用于驱动显示颜色空间的n种显示基色(P1,...,Pn)的n个分量的驱动矢量(PD)。该驱动矢量(PD)包括用于驱动m组显示基色(P1,...,Pn)的m个子驱动矢量(PDi)。所述转换方法包括:在线性颜色空间(X,Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢量(CIP)相对于三个 色域 (FG,ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB)的 位置 ,所述色域由经过变换的显示基色(CP1,...,CPn)限定,其中所述三个色域(FG,ELG,ELCG)表示:包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)再现的所有颜色的全色域(FG),包括具有等 亮度 并且可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的所有颜色的等亮度子色域(ELG),以及包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的每个具有等亮度和等 色度 的所有颜色的等亮度和等色度子色域(ELCG)。在所述三个色域(FG,ELG,ELCG)的边界(CB)上选择(3;12,13)两个边界矢量(CB1,CB2),以便能够根据这两个边界矢量(CB1,CB2)对输入矢量(CIP)进行插值。根据输入矢量(CIP)相对于所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2)的位置确定(3;14)插值因子(u)。并且在所述显示颜色空间中根据插值因子(u)以及该显示颜色空间中的两个边界矢量(PB1,PB2)对代表输入矢量(CIP)的颜色的驱动矢量(PD)进行插值(4;11),所述两个边界矢量(PB1,PB2)与所述线性颜色空间中的所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2)相应。,下面是用于多基色显示器的颜色转换专利的具体信息内容。

1.一种多基色转换方法,用于将限定线性颜色空间(X,Y,Z)中 的输入像素的颜色的输入矢量(CIP)转换(CON)成具有用于驱动显 示颜色空间的n种显示基色(P1,…,Pn)的n个分量的驱动矢量(PD), 该驱动矢量(PD)包括用于驱动m组显示基色(P1,…,Pn)的m个 子驱动矢量(PDi),所述转换方法包括:
-在线性颜色空间(X,Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢量(CIP) 相对于三个色域(FG,ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB)的位置, 所述色域由经过变换的显示基色(CP1,…,CPn)限定,其中所述三个 色域(FG,ELG,ELCG)表示:包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi) 再现的所有颜色的全色域(FG),包括具有等亮度并且可以利用所述m 组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的所有颜色的等亮度子色域(ELG), 以及包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的每个具 有等亮度和等色度的所有颜色的等亮度和等色度子色域(ELCG);
-在所述三个色域(FG,ELG,ELCG)的边界(CB)上选择(3; 12,13)两个边界矢量(CB1,CB2),以便能够根据这两个边界矢量(CB1, CB2)对输入矢量(CIP)进行插值,
-根据输入矢量(CIP)相对于所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2) 的位置确定(3;14)插值因子(u),以及
-在所述显示颜色空间中根据插值因子(u)以及该显示颜色空间中 的两个边界矢量(PB1,PB2)对代表输入矢量(CIP)的颜色的驱动矢 量(PD)进行插值(4;11),所述两个边界矢量(PB1,PB2)与所述 线性颜色空间中的所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2)相应。
2.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中在线性颜色空间(X, Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢量(CIP)相对于所述三个色域(FG, ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB)的位置包括:
-将显示颜色空间(R,G,B)中的显示基色(P1,…,Pn)变换 (5)到线性颜色空间(X,Y,Z)以便获得经过变换的显示基色(CP1,…, CPn),或者在这些经过变换的显示基色(CP1,…,CPn)已经存在的 情况下,使用这些经过变换的显示基色(CP1,…,CPn),以及
-从这些经过变换的显示基色(CP1,…,CPn)构造(6)全色域 (FG)、等亮度子色域(ELG)以及等亮度和等色度子色域(ELCG)的 边界(CB)中的至少两个,并且
-其中在所述显示颜色空间中对驱动矢量(PD)进行插值(4;11) 包括将线性颜色空间(X,Y,Z)中的所述选择的两个边界矢量(CB1, CB2)变换(4)到该显示颜色空间中的两个边界矢量(PB1,PB2)。
3.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中在线性颜色空间(X, Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢量(CIP)相对于所述三个色域(FG, ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB)的位置包括从用于输入矢量(CIP) 的预存储的表格中获取(9,10)所述显示颜色空间中的显示边界矢量 (PB1,PB2,PB3)、所述显示颜色空间中的所述三个显示色域边界, 其中所述三个显示边界矢量(PB1,PB2,PB3)被选择成允许在线性颜 色空间(X,Y,Z)中对输入矢量(CIP)进行插值,并且其中所述显 示颜色空间中的所述三个显示色域边界与线性颜色空间(X,Y,Z)中 用于确定(3;14)插值因子(u)的所述三个色域(FG,ELG,ELCG) 的边界(CB)相应。
4.如权利要求3所述的多基色转换方法,其中在所述三个色域(FG, ELG,ELCG)的边界(CB)上选择(3;12,13)两个边界矢量(CB1, CB2)包括:
-将所述显示颜色空间中的所述三个显示边界矢量(PB1,PB2, PB3)变换(12)成线性颜色空间(X,Y,Z)中的三个边界矢量(CB1, CB2,CB3),
-计算(12)至少该线性颜色空间(X,Y,Z)中的所述三个边界 矢量(CB1,CB2,CB3)的边界亮度(CBY1,CBY2,CBY3),
-将这些边界亮度(CBY1,CBY2,CBY3)与输入矢量(CIP)的 输入亮度(CIPY)进行比较(13),以及
-选择(13)该线性颜色空间(X,Y,Z)中的所述三个边界矢量 (CB1,CB2,CB3)的两个边界矢量(CB1i,CB2),这两个边界矢量 具有最接近输入亮度(CIPY)的边界亮度(CB1Y,CB2Y),并且其中 确定(3;14)插值因子(u)是根据输入矢量(CIP)相对于所述两个 选择的边界矢量(CB1,CB2)的位置来实现的。
5.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中对于等亮度和等色度 子色域(ELCG)内的输入矢量(CIP),在该等亮度和等色度子色域 (ELCG)的边界上选择所述两个边界矢量(CB1,CB2)。
6.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中对于在等亮度子色域 (ELG)内但是在等亮度和等色度子色域(ELCG)外的输入矢量(CIP), 在所述等亮度子色域(ELG)的边界上选择所述两个边界矢量之一(CB1) 并且在所述等亮度和等色度子色域(ELCG)的边界上选择所述两个边 界矢量之一(CB2)。
7.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中对于等亮度子色域 (ELG)之外以及等亮度和等色度子色域(ELCG)之外的输入矢量 (CIP),在全色域(FG)的边界上选择所述两个边界矢量之一(CB3) 并且在所述等亮度子色域(ELG)的边界上选择所述两个边界矢量之一 (CB2)。
8.如前面的权利要求中任何一项所述的多基色转换方法,其中将输 入矢量(CIP)转换(CON)成驱动矢量(PD)包括:
-产生一(F)的m个子帧(SF1,…,SFm),以及
-将所述m组显示基色(P1,…,Pn)中的每一组分配给所述m个 子帧(SF1,…,SFm)中的相应子帧,其中所述m组显示基色的显示基 色与显示器件(8)的像素(80)的子像素(81,82,83,84)相应。
9.如权利要求1所述的多基色转换方法,其中所述插值(4,11) 是线性插值。
10.一种多基色转换系统,用于将限定线性颜色空间(X,Y,Z) 中的输入像素的颜色的输入矢量(CIP)转换(CON)成具有用于驱动 显示颜色空间的n种显示基色(P1,…,Pn)的n个分量的驱动矢量(PD), 该驱动矢量(PD)包括用于驱动m组显示基色(P1,…,Pn)的m个 子驱动矢量(PDi),所述转换系统包括:
-用于在线性颜色空间(X,Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢 量(CIP)相对于三个色域(FG,ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB) 的位置的装置,所述色域由经过变换的显示基色(CP1,…,CPn)限定, 其中所述三个色域(FG,ELG,ELCG)表示:包括可以利用所述m组子 驱动矢量(PDi)再现的所有颜色的全色域(FG),包括具有等亮度并且 可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的所有颜色的等亮 度子色域(ELG),以及包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的 每一组再现的每个具有等亮度和等色度的所有颜色的等亮度和等色度 子色域(ELCG);
-用于在所述三个色域(FG,ELG,ELCG)的边界(CB)上选择 (3;12,13)两个边界矢量(CB 1,CB2)以便能够根据这两个边界矢 量(CB1,CB2)对输入矢量(CIP)进行插值的装置,
-用于根据输入矢量(CIP)相对于所述选择的两个边界矢量(CB1, CB2)的位置确定(3;14)插值因子(u)的装置,以及
-用于在所述显示颜色空间中根据插值因子(u)以及该显示颜色空 间中的两个边界矢量(PB1,PB2)对代表输入矢量(CIP)的颜色的驱 动矢量(PD)进行插值(4;11)的装置,所述两个边界矢量(PB1, PB2)与所述线性颜色空间中的所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2) 相应。
11.一种显示设备,包括如权利要求10所述的多基色转换系统、每 像素(80)具有n个子像素(81,82,83,84)的显示器件(8)以及 显示器、用于接收驱动矢量(PD)以便向所述n个子像素(81,82,83, 84)提供显示驱动信号PDR的驱动器(7)。
12.一种计算机程序产品,其允许处理器实现权利要求1的功能, 包括用于多基色转换方法中的代码,所述多基色转换方法用于将限定线 性颜色空间(X,Y,Z)中的输入像素的颜色的输入矢量(CIP)转换 (CON)成具有用于驱动显示颜色空间的n种显示基色(P1,…,Pn) 的n个分量的驱动矢量(PD),该驱动矢量(PD)包括用于驱动m组 显示基色(P1,…,Pn)的m个子驱动矢量(PDi),所述代码用于:
-在线性颜色空间(X,Y,Z)中确定(5,6;9,10)输入矢量(CIP) 相对于三个色域(FG,ELG,ELCG)中的至少两个的边界(CB)的位置, 所述色域由经过变换的显示基色(CP1,…,CPn)限定,其中所述三个 色域(FG,ELG,ELCG)表示:包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi) 再现的所有颜色的全色域(FG),包括具有等亮度并且可以利用所述m 组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的所有颜色的等亮度子色域(ELG), 以及包括可以利用所述m组子驱动矢量(PDi)中的每一组再现的每个具 有等亮度和等色度的所有颜色的等亮度和等色度子色域(ELCG);
-在所述三个色域(FG,ELG,ELCG)的边界(CB)上选择(3; 12,13)两个边界矢量(CB1,CB2),以便能够根据这两个边界矢量(CB1, CB2)对输入矢量(CIP)进行插值,
-根据输入矢量(CIP)相对于所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2) 的位置确定(3;14)插值因子(u),以及
-在所述显示颜色空间中根据插值因子(u)以及该显示颜色空间中 的两个边界矢量(PB1,PB2)对代表输入矢量(CIP)的颜色的驱动矢 量(PD)进行插值(4;11),所述两个边界矢量(PB1,PB2)与所述 线性颜色空间中的所述选择的两个边界矢量(CB1,CB2)相应。

说明书全文

技术领域

发明涉及多基色转换方法、用于多基色转换的系统、包括用于多 基色转换的系统的显示器件、包括用于多基色转换的系统的照相机以及 计算机程序产品。

背景技术

WO2004/032523A1公开了一种彩色显示器件,其设有多个像元。该 显示器件具有不止通常的三种显示基色,以便能够显示更宽色域的颜 色。两个可选择的光源具有不同的预定辐射谱。滤色器与这些可选择的 光源相结合能够在所述显示器件上产生对应的第一和第二基色。可替换 地,控制器选择所述可选择的光源之一并且为像元的一部分提供与利用 选择的光源可获得的对应基色相应的图像信息。可以以时间顺序和空间 顺序的方式选择所述显示器件的基色,这允许减少颜色的中断(break up)。
在一个实施例中,这种光谱顺序显示器对于由输入像素值限定的每 个输入驱动两个子帧。在这些子帧中的一个期间,具有第一光谱的光 源产生光,同时另一个光源不起作用,并且在这些子帧中的另一个期间, 具有第二光谱的光源产生光,同时具有第一光谱的光源关闭。存在与所 述显示器件每像素的n个子像素关联的n个不同的滤色器。由特定像素产 生的光取决于哪个光源在起作用、哪个滤色器与该特定像素关联以及哪 个驱动值被提供给该特定像素。所述驱动值可以控制像素的发射 (transmission)。
现有技术在图17中示出了用于彩色显示器件的色域,该彩色显示 器件每场使用两个子场,其中存在两个顺序地起作用的光源,每个光源 在所述两个子场中的一个期间起作用,并且其中每子场照射两个子像 素。在图17的亮度-色度表示中,基色Pa、Pb代表第一子场期间由第一光 源照射的两个子像素的颜色,并且基色Pc、Pd代表第二子场期间由第二 光源照射的另外两个子像素的颜色。该色域还称为全色域。
该现有技术的图18示出了一种子色域,其可以利用由一方面的基色 Pa和Pb以及另一方面的基色Pc和Pd所限定的两个光谱中的等亮度和等 色度来实现。进一步称为等亮度和等色度子色域的该子色域中的颜色可 以在两个子场中利用等亮度和等色度来产生。
所述现有技术的图19示出了一种子色域,其可以利用两个子场中的 等亮度来实现。进一步称为等亮度子色域的该子色域包括所述等亮度和 等色度子色域。
WO2004/032523A1公开了一种减少顺序显示器中的颜色中断的方 法。如果输入像素的输入颜色处于等亮度和等色度子色域之内,那么选 择两个连续的子场期间的子像素的驱动值以便在这两个子场期间获得 等亮度和等色度。如果输入像素的输入颜色处于等亮度和等色度子色域 之外但是处于等亮度子色域之内,那么选择两个连续的子场期间的子像 素的驱动值以便在这两个子场期间获得等亮度。尽管该现有技术提供了 高的性能,但是它并没有公开如何高效地确定所述子场期间的子像素的 驱动值。

发明内容

本发明的目的是提供具有低的计算量的多基色转换。
本发明的第一方面提供了如权利要求1所述的多基色转换方法。本 发明的第二方面提供了如权利要求10所述的用于多基色转换的系统。本 发明的第三方面提供了如权利要求11所述的显示器件。本发明的第四方 面提供了如权利要求12所述的计算机程序产品。从属权利要求中限定了 有利的实施例。
依照本发明第一方面的多基色转换方法将限定线性颜色空间中的 输入像素的颜色的输入矢量转换成例如用于驱动显示器件的驱动矢量。 如果该线性颜色空间为CIE-XYZ空间,那么输入矢量包括三个值,一个 用于X,一个用于Y并且一个用于Z。对于本发明而言,该线性颜色空间 不必为XYZ空间,可以使用任何线性颜色空间中的表示,所述线性颜色 空间例如亮度/色度空间。如果线性颜色空间中没有限定所述输入矢量, 那么首先必须将其变换到线性颜色空间。
所述驱动矢量包括用于驱动显示器件的n种显示基色的n个分量。所 述n种显示基色在显示颜色空间中进行限定。或者换言之,所述n种显示 基色形成在显示器件中用来显示图像的n种基色。显示颜色空间可以是N 个驱动信号的空间(在三基色显示器的情况下类似于RGB空间)。所述 驱动矢量包括驱动m组显示基色的m个子驱动矢量。这些组都可以具有 相同数量的显示基色。像在WO2004/032523A1中一样,可以利用具有不 同光谱的光源来驱动这些显示基色组。所述m组显示基色限定了n基色显 示色域,该色域是全色域。这些基色组可以是与显示器件的子像素关联 的颜色,所述显示器件例如LCD显示器件、DMD显示器件或者任何其他 像素化(pixilated)显示器。通常,限定所述基色组的这些子像素组是 空间移位的。可以同时利用不同的光源照射这些不同的子像素组。这提 供了更宽色域的显示器,其具有提高的空间均匀性和/或减小的像素模式 可见性。可替换地,可以在一定场周期的不同子场中利用具有不同光谱 的光源照射这些不同的子像素组,以便提供其中最小化闪烁和/或颜色中 断的更宽色域的显示器。
在所述线性颜色空间中,确定输入矢量相对于由变换到该线性颜色 空间的显示基色限定的三个色域的边界的位置。这三个色域是:包括可 以利用所述m组子驱动矢量再现的所有颜色的全色域,包括可以利用所 述m组子驱动矢量中的每一组再现的具有等亮度的所有颜色的等亮度子 色域,以及包括可以利用所述m组子驱动矢量中的每一组再现的具有等 亮度和等色度的所有颜色的等亮度和等色度子色域。
在所述线性空间中的所述三个色域的边界上选择两个边界矢量,使 得可以通过这些选择的边界矢量对输入像素矢量进行插值。通常,这些 边界矢量将被选择成最接近输入像素矢量,使得输入颜色矢量介于这些 选择的边界矢量之间。一旦在所述线性颜色空间中选择了边界矢量,那 么就根据输入像素矢量相对于所述选择的两个边界矢量的位置确定插 值因子。该插值因子指示如何根据所述两个边界矢量对所述像素矢量进 行插值。例如,如果该插值是线性的,那么通过所述边界矢量的加权和 获得所述像素矢量并且所述插值因子指示这些权值。如果例如这些边界 矢量和输入矢量都位于相同的直线上,那么所述插值因子可以由分数来 表示。虽然更加复杂,但是可以使用不止两个边界矢量来对像素矢量进 行插值。因此,插值因子应当指示如何根据线性颜色空间中的边界矢量 对像素矢量进行插值。
在显示颜色空间中,根据该显示颜色空间中的两个或更多边界矢量 以及插值因子对代表输入像素的颜色的驱动矢量进行插值。所述显示颜 色空间中的两个或更多边界矢量与所述线性颜色空间中的两个或更多 选择的边界矢量相应。例如,如果在所述线性颜色空间中通过使用该线 性颜色空间中的输入矢量以及两个边界矢量来确定所述插值因子,那么 可以通过将该线性颜色空间中的所述两个边界矢量变换到所述显示颜 色空间来获得该显示颜色空间中的两个相应的边界矢量。这种变换本身 是众所周知的。
算法要求相对较低的计算量,因为确定输入像素矢量相对于所述 边界的位置是简单的。例如,在亮度/色度空间中,这些边界由直线组成 并且只需知道这些直线的方程。因此,确定所述插值因子是相对容易的。 此外,由于从终止于这些边界上的边界显示矢量确定显示驱动矢量,因 而实现所述插值是相对容易的。在选择这些边界上最接近输入矢量的边 界矢量以便确定插值因子的情况下,该算法使性能最优化。这些边界矢 量的这种选择导致最小的闪烁、颜色中断或者像素模式可见性。根据这 些实施例的描述将变得清楚的是,存在实现该算法的许多可替换方案。
在一个实施例中,在所述线性颜色空间中确定输入矢量相对于在该 线性颜色空间中限定的三个色域的边界的位置包括将显示颜色空间中 的显示基色变换到所述线性颜色空间以便获得变换的显示基色。从例如 RGB到XYZ颜色空间的这种变换本身是众所周知的。所述全色域、等亮 度子色域以及等亮度和等色度子色域的边界是从这些经过变换的显示 基色构造的,因而在所述线性颜色空间中,所述输入矢量也在该线性颜 色空间中进行限定。在该线性颜色空间中的边界上选择用于插值的边界 矢量,并且确定所述插值因子。
显示颜色空间中驱动矢量的插值首先将线性颜色空间中的选择的 两个边界矢量变换到该显示颜色空间中的两个显示边界矢量。应当指出 的是,该变换是线性的并且因而在所述线性颜色空间中和所述显示颜色 空间中的矢量之间存在一一对应关系。此外,这种线性允许通过使用如 线性颜色空间中限定的相同插值因子对显示颜色空间中的显示边界矢 量进行插值来确定该显示颜色空间中的驱动矢量。
因此,概而言之,该算法的这个实施例在线性颜色空间中确定输入 矢量相对于所述三个边界位于何处,并且在这些边界上选择至少两个边 界矢量。优选地,在这些边界上选择最接近输入矢量的边界矢量,使得 所述输入颜色矢量介于这些选择的边界矢量之间。然后,该算法根据所 述输入像素矢量以及这些选择的边界矢量计算插值因子。最后,该算法 通过插值计算用于所述基色组的驱动值,该插值根据所述线性颜色空间 中的经过变换的选择的边界矢量、因而根据所述显示空间中的相应边界 矢量使用在所述线性颜色空间中确定的插值因子来进行。
在一个实施例中,在所述线性颜色空间中确定输入矢量相对于所述 三个色域的边界的位置事实上部分地在所述显示颜色空间中实现。在用 于所述线性颜色空间中的每个输入矢量的预存储的表格中,存储了三个 显示色域边界中的每一个边界上的所述显示颜色空间中的一个显示边 界矢量。这些显示边界矢量被选择成能够根据所述线性颜色空间中的相 应边界矢量对输入矢量进行插值。事实上,不需要为每个输入矢量存储 这些显示边界矢量。例如,可以仅为特定数量的输入矢量存储这些显示 边界矢量。对于其他的输入矢量,根据所述存储的显示边界矢量对这些 显示边界矢量进行插值。事实上,代替所述线性颜色空间中的所述三个 色域的边界的是,使用所述显示颜色空间中的相应的三个显示色域边 界。
在所述两个色域的边界上选择最接近输入像素矢量的两个边界矢 量可以通过将显示颜色空间中的所述三个显示边界矢量变换到线性颜 色空间中的三个边界矢量来实现。计算该线性颜色空间中的这三个边界 矢量的边界亮度。将该线性颜色空间中的这些边界亮度与该线性颜色空 间中的输入矢量的输入亮度进行比较。选择所述三个显示边界矢量中的 两个显示边界矢量,其具有最接近输入亮度的边界亮度,从而输入颜色 矢量介于这些选择的边界矢量之间。根据输入像素矢量相对于所述线性 颜色空间中具有最接近输入亮度的两个边界亮度的所述两个边界矢量 的位置来确定所述插值因子。该方法的优点在于,无需从显示颜色空间 中的显示颜色基色到线性颜色空间的实时变换。此外,确定线性颜色空 间中以及显示颜色空间中的最接近的边界矢量是相当简单的,因为显示 颜色空间中的边界矢量的位置已经被预先选择并且存储在例如查找表 中。因此,只需确定线性颜色空间中的亮度以便能够选择用于确定所述 插值因子的所述两个最接近的边界矢量。应当指出的是,如果使用了线 性插值并且输入矢量和边界矢量终止于相同的直线上,那么线性颜色空 间中的插值因子的确定以及显示颜色空间中的随后的插值就变得非常 简单。
在一个实施例中,对于等亮度和等色度子色域内的输入矢量,在该 等亮度和等色度子色域的边界上选择所述两个边界矢量。因此,为了完 全防止闪烁,边界矢量的这种最佳的选择为可以在不同子场中利用相同 的亮度和相同的色度进行显示的输入矢量提供了等亮度和等色度。
在一个实施例中,对于在等亮度子色域内但是在等亮度和等色度子 色域外的输入像素矢量,在所述等亮度子色域的边界上选择所述两个边 界矢量中的一个并且在所述等亮度和等色度子色域的边界上选择所述 两个边界矢量中的另一个。同样,通过这种在边界上选择最接近输入矢 量的边界矢量并且使得可以对该输入矢量进行插值,最小化了任何伪像 (artifact),因为在两个子帧期间使用的边界矢量具有相等的亮度。
在一个实施例中,对于等亮度子色域之外以及等亮度和等色度子色 域之外的输入像素矢量,在全色域的边界上选择所述两个边界矢量之一 并且在所述等亮度子色域的边界上选择所述两个边界矢量之一。
在一个实施例中,将输入矢量转换成用于一帧中的m个子帧的驱动 矢量。将m个具有p种显示基色的组中的每一组分配给所述m个子帧中的 相应子帧。所述m组显示基色的显示基色与所述显示器件的子像素相应。
在一个实施例中,所述插值是线性插值。在这种线性插值中,具有 两个终止于最接近的边界并且与和输入驱动矢量相应的显示驱动矢量 的待插值的值一起终止于相同直线上的显示驱动矢量就足够了。现在, 所述插值因子的确定以及所述插值本身是非常简单的。在其中该直线穿 过颜色空间(例如亮度/色度空间)的原点的实施例中,该算法变得尤其 简单。应当指出的是,所述显示驱动矢量包括子驱动矢量,一个用于所 述m组显示基色中的每一组。这些子驱动矢量是用于所述m组中的每一 组的显示基色的实际使用的驱动值。由所述m组子像素组成的像素显示 的全部颜色由所述显示驱动矢量表示。
附图说明
本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例是清楚明白的,并 且将参照这些实施例进行阐述。
在附图中:
图1示出了显示设备的框图,该显示设备具有用于依照本发明一个 实施例实现多基色转换的电路
图2示出了用于依照本发明另一个实施例实现多基色转换的电路的 框图,
图3示出了一个场及其子场,
图4示出了在多基色转换中获得的全色域,其基于利用两个子场驱 动的系统,其中驱动两组两种显示基色,
图5示出了参照图4阐述的多基色转换的全色域、等亮度色域以及等 亮度和等色度色域,
图6示出了如何确定所述插值因子以及如何根据输入矢量的位置对 驱动矢量进行插值的高级实例,
图7示出了如何确定所述插值因子以及如何确定用于驱动参照图4 限定的多基色转换的两个子场中的显示基色的驱动矢量的详细实例,以 及
图8示出了线性XYZ颜色空间。
应当指出的是,不同附图中具有相同附图标记的项目具有相同的结 构特征和相同的功能,或者是相同的信号。在对这种项目的功能和/或结 构进行了解释的情况下,无需在详细的描述中对其进行重复的解释。

具体实施方式

图1示出了显示设备的框图,该显示设备具有用于依照本发明一个 实施例实现多基色转换的电路。实现多基色转换的电路CON包括边界矢 量确定电路3、插值电路4、变换电路6以及边界构造电路5。该显示设备 包括可选的变换电路2、驱动电路7以及显示器件8。
源伽(gamma)操作由可选的框1执行,该框1例如从照相机9接 收输入信号IN并且提供经过伽马预校正的信号IN’。如果输入信号经过 伽马预校正,或者由于另外的原因未在线性颜色空间中进行限定,那么 可选的变换框2将信号IN’从非线性颜色空间变换到线性颜色空间以便获 得用于多基色转换器CON的输入信号CIP。如果已经在线性颜色空间中 限定了输入到多基色转换器CON的信号,那么就不需要变换框2。例如, 所述线性颜色空间可以是XYZ空间或者LC(亮度/色度)空间。
变换电路6通过使用变换矩阵T将显示颜色空间中的基色P1-Pn变换 成线性颜色空间中的基色CP1-CPn。可替换地,通常,已经将这些显示 基色限定为基色CP1...CPn,因而无需施加变换。换言之,矩阵T已经包 括CP1...CPn。边界构造电路5接收基色CP1-CPn并且构造全色域FG、等 亮度色域ELG以及等亮度和等色度色域ELCG(参见图5)的边界CB。
边界矢量确定电路3接收线性颜色空间中的输入信号CIP以及全色 域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和等色度色域ELCG的边界CB。边界 矢量确定电路3限定终止于全色域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和等 色度色域ELCG(参见图5)的三个边界上并且被选择成能够对输入矢量 CIP进行插值的三个边界矢量CB1、CB2、CB3。事实上,采用这些边界 矢量CB1、CB2、CB3中的两个就足以能够对输入矢量CIP进行插值。优 选地,选择最接近输入矢量IP的两个边界矢量,使得该输入矢量出现在 这两个边界矢量之间。边界矢量确定电路3还提供插值因子u,该插值因 子指示如何根据所述两个或三个边界矢量CB1、CB2、CB3对输入矢量 CIP进行插值。
插值电路4接收边界矢量CB1、CB2、CB3中的所有矢量或两个矢量 以及插值因子u。将边界矢量CB1、CB2、CB3从线性颜色空间变换到显 示颜色空间中的边界矢量PB1、PB2、PB3(参见图6)。通过利用插值 因子u对所述两个或三个边界矢量PB1、PB2、PB3进行插值来获得与输 入矢量CIP相应的驱动矢量PD。因此,如果在所述线性空间中插值因子u 是根据输入矢量CIP以及所述三个边界矢量CB1、CB2、CB3中的两个而 确定的,那么在所述显示空间中根据所述三个边界矢量PB1、PB2、PB3 中的两个相应的矢量通过使用相同的插值因子u来对驱动矢量PD进行插 值。如果仅仅边界矢量PB1、PB2、PB3中的两个,那么只需从线性颜色 空间变换使用的两个。
驱动电路7接收并且处理驱动矢量PD以便获得适合驱动显示器8的 驱动值PDR。例如,该驱动电路可以将所述驱动矢量的平放大到适用 于显示器8的水平,和/或可以将电压转换为电流。显示器8包括由一组子 像素形成的像素80。在所示的实例中,像素80包括四个子像素81-84。在 多基色系统中,这些像素应当包含不止三个子像素。子像素81-84具有可 单独控制的发射、反射或偏振。
应当指出的是,如果在不同的子场中驱动子像素81-84,那么从每子 场的子矢量和值组合(assemble)驱动矢量PD和驱动值PDR。例如,可 以将场划分成两个子场。在这些子场之一中,照射子像素81和82并且只 驱动这些子像素,而在另一个子场中,照射子像素83和84并且只驱动这 些子像素。在这个实例中,子像素81和82的颜色坐标形成基色P1-Pn中 的基色P1和P2(在该实例中n=4),并且限定了可以在相应的子场期间 显示的色域。子像素83和84的颜色坐标形成基色P3和P4,并且限定了可 以在相应的子场期间显示的色域。可替换地,可以在每个子场期间驱动 这四个子像素81-84,从而导致总共八种基色。
图2示出了用于依照本发明另一个实施例实现多基色转换的电路的 框图。索引电路9接收线性颜色空间中的输入矢量CIP以便将索引LI提供 给存储介质10。存储介质10可以是查找表,该查找表提供与索引LI相应 的显示颜色空间中的三个边界矢量PB1、PB2、PB3。因此,查找表10分 别填充了所述显示颜色空间中全色域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和 等色度色域ELCG的边界上的三个点。这些存储的点可以直接用于所述 显示颜色空间中的插值。优点在于,可以事先确定这些边界矢量PB1、 PB2、PB3,从而获得最佳的插值。
计算电路12将与限定输入颜色的实际输入矢量CIP有关的边界矢量 PB1、PB2、PB3变换到线性颜色空间中的边界矢量CB1、CB2、CB3。 例如,计算电路12计算这些边界矢量CB1、CB2、CB3中的每一个的亮 度CB1Y、CB2Y、CB3Y。更一般而言,计算电路12可以计算其他的线 性参数,比如CIE-XYZ空间中的X属性。
比较器13将亮度CB1Y、CB2Y、CB3Y与输入矢量CIP的亮度CIPY 进行比较并且选择与输入矢量CIP的亮度CIPY最接近的两个亮度CBiY 和CBjY。这些最接近的亮度中的一个小于亮度CIPY,这些最接近的亮 度中的另一个大于亮度CIPY。
插值因子确定电路14接收这两个亮度CBiY、CBjY以便确定用于亮 度CIPY的插值因子u。因此,插值因子u确定如何根据这两个亮度CBiY、 CBjY对亮度CIPY进行插值。应当指出的是,在线性颜色空间中可以通 过使用亮度Y或者X或Z平面中的坐标计算插值因子u。可替换地,可以 使用完整的矢量CBi、CBj。
插值器11接收显示颜色空间中与实际的输入矢量CIP相应的边界矢 量PB1、PB2、PB3以及插值因子u,以便根据所述两个边界矢量以及与 用于确定插值因子u的插值相同的插值对驱动矢量PD进行插值。如果应 用了线性插值,那么插值因子u的确定以及所述插值就变得特别简单。
图3示出了一个场及其子场。举例而言,场FR包括M个子场SF1、 SF2、...、SFm。在下文中,将针对其中场FR包括两个子场SF1和SF2的 系统解释多基色转换。并且其中在每个子场期间,两种显示颜色基色限 定了可以在该子场期间显示的颜色。但是更一般而言,在m(m>1)个 子场中存在p(p>1)种颜色基色。通常,颜色基色的数量p对于所有子 场是相同的,于是m和p的乘积提供了显示器的n种基色,其限定了可以 在显示颜色空间中由显示器显示的颜色。
图4示出了在多基色转换中获得的全色域,其基于利用两个子场驱 动的系统,其中驱动两组两种显示基色。亮度L、色度CHR线性颜色空 间的原点O是所有所述矢量的起点。基色CP1和CP2分别为被从显示颜色 空间变换到线性颜色空间的显示基色P1和P2,并且基色CP3和CP4分别 为被从显示颜色空间变换到线性颜色空间的显示基色P3和P3。
因此,可以在第一子场SF1期间显示的颜色由虚线矩形SFD1限定。 这组可显示的颜色也称为基色CP1和CP2的色域。由SFD2表示的矩形限 定了基色CP3和CP4的色域。全色域FD为可以在场FR期间显示的色域。 全色域FD通过色域SFD1中的矢量与色域SFD2中的矢量的矢量相加而获 得。例如,顶点HP1为矢量CP4和CP2的相加,顶点HP2为矢量CP3、CP4 和CP2的相加,顶点HP3为所有矢量CP1-CP4的相加,顶点HP4为矢量 CP1、CP2和CP3的相加,以及顶点HP5为矢量CP1和CP3的相加。
如果在全场FR期间而不是子场SF1的半场周期持续时间期间使用基 色CP1和CP2,那么由FD1表示的矩形将是基色CP1和CP2的色域。如果 在全场FR期间而不是子场SF2的半场周期持续时间期间使用基色CP3和 CP4,那么由FD2表示的矩形将是基色CP3和CP4的色域。
图5示出了参照图4阐述的多基色转换的全色域、等亮度色域以及等 亮度和等色度色域。基色CP1-CP4及其色域SFD1和SFD2以及全色域FG 与图4的相同。
等亮度和等色度子色域ELCG具有顶点O、HP11、HP10和HP12,并 且包括可以在场FR期间显示且由在子场SF1和SF2期间具有相同亮度和 相同色度的颜色(矢量)组成的所有颜色。例如,位于由基色CP1和CP2 限定的色域的边界上并且因而可以在子场SF1期间显示的颜色SP1也可 以在子场SF2期间通过基色CP3和CP4显示。在包括这些子场SF1和SF2的 场期间的得到的颜色为顶点HP10的颜色。
等亮度子色域ELG具有顶点O、HP2、HP21、HP22、HP23和HP24, 并且包括可以在场FR期间显示且由在场FR的子场SF1和SF2期间具有相 同亮度但是不具有相同色度的颜色组成的所有颜色。例如,当在子场SF1 期间完全驱动基色CP1而不驱动基色CP2并且在子场SF2期间驱动基色 CP3和CP4,使得得到矢量EL4时,获得顶点HP24的颜色。应当指出的是, 矢量CP1和EL4具有相同的亮度L但是具有不同的色度CHR,并且其矢量 和为终止于顶点HP24的矢量。通过相同的方式,子场SF1期间的等亮度 矢量PA以及子场SF2期间的PC产生终止于顶点HP21的矢量。等亮度矢量 PA和PB限定了顶点HP22。
图6示出了如何确定所述插值因子以及如何根据输入矢量的位置对 驱动矢量进行插值的高级实例。图中示出了与图5相同的线性颜色空间 中的基色CP1-CP4、全色域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和等色度色 域ELCG。为了阐明何种命名法用于线性颜色空间,该线性颜色空间中 的所有项目都用(X,Y,Z)表示。应当指出的是,这些项目通常都以 大写字母C开头。在显示颜色空间中限定的项目用(P1,P2,P3,P4) 表示并且都以大写字母P开头。应当指出的是,在下文中并不总是使用 (X,Y,Z)和(P1,P2,P3,P4)以便保持推理简单,尽管如此,根 据开头大写字母可清楚表示的是哪种颜色空间。显示颜色空间中的基色 直接用P1、P2、P3、P4表示。因此,显示颜色空间中的基色P1、P2、P3、 P4分别与线性颜色空间中的基色CP1、CP2、CP3和CP4相应。原点O(参 见图5)现在由与显示颜色空间中的边界矢量PBO(P1,P2,P3,P4)相应 的线性颜色空间中的边界矢量CBO(X,Y,Z)表示。
添加直线LI1以便阐述用于线性插值的插值机制。直线LI1贯穿原点 O、与等亮度和等色度色域ELCG的边界矢量PB1(P1,P2,P3,P4)相应 的边界矢量CB1(X,Y,Z)、与等亮度色域ELG的边界矢量PB2(P1,P2, P3,P4)相应的边界矢量CB2(X,Y,Z)以及与全色域FG的边界矢量PB(P1, P2,P3,P4)相应的边界矢量CB3(X,Y,Z)。
如果输入矢量CIP1(X,Y,Z)出现在等亮度和等色度色域ELCG之内, 那么根据该输入矢量相对于边界矢量CB1和CBO的位置确定插值因子u。 因此,相应的场驱动矢量PD1(P1,P2,P3,P4)通过使用插值因子u对矢 量PBO和PB1进行插值来确定。
如果输入矢量CIP2(X,Y,Z)出现在等亮度和等色度色域ELCG之外 但是在等亮度色域ELG之内,那么根据该输入矢量相对于边界矢量CB2 和CB1的位置确定插值因子u。因此,相应的场驱动矢量PD2(P1,P2, P3,P4)通过使用插值因子u对矢量PB2和PB1进行插值来确定。
如果输入矢量CIP2(X,Y,Z)出现在等亮度色域ELG之外,那么根 据该输入矢量相对于边界矢量CB3和CB2的位置确定插值因子u。因此, 相应的场驱动矢量PP3(P1,P2,P3,P4)通过使用插值因子u对矢量PB3 和PB2进行插值来确定。
矢量PD1-PD3为包括子场SF1和SF2的一个场的全部矢量。获得矢量 PD1-PD3所需的子场SF1、SF2中的矢量参照图7中示出的实例进行阐述。
图7示出了如何确定所述插值因子以及如何确定用于驱动参照图4 限定的多基色转换的两个子场中的显示基色的驱动矢量的详细实例。全 部在线性颜色空间中的基色CP1-CP4、全色域FG、等亮度色域ELG、等 亮度和等色度色域ELCG、输入矢量CIP2以及相同直线LI1上的边界矢量 CB1、CB2、CB3与图6中的相应项目相同。
在所述线性颜色空间中,根据输入矢量CIP2相对于边界矢量CB1和 CB2的位置确定插值因子u。选择边界矢量CB1和CB2,因为输入矢量 CIP2介于这些边界矢量CB1和CB2之间。如果应用了线性插值,那么这 些项目之间的关系由下式限定:
CIP2=u*CB1+(1-u)*CB2。
并且因而:
u = | CIP 2 - CB 2 | | CB 1 - CB 2 | .
应当指出的是,CIP2、CB1和CB2为矢量并且因而这些减法是矢量减法。 所述插值因子为这些矢量减法的长度之比。
在显示颜色空间中,可以通过使用相同的线性插值来确定场驱动矢 量PD2:
PD2=u*PB1+(1-u)*PB2
式中,显示颜色空间中的边界矢量PB1和PB2与线性颜色空间中的边界 矢量CB1和CB2相应。由于已经在所述线性颜色空间中确定了u,并且PB1 和PB2已知,因为所述线性颜色空间和显示颜色空间之间的变换是已知 的,因此这个方程直接提供了场驱动值PD2的正确值。然而,在一个场 中不能产生这个场驱动值PD2,而是应当作为子场SF1、SF2中的驱动值 相加的结果来构造该场驱动值PD2。因此,可以对于每个子场SF1、SF2 进行所述插值。
线性颜色空间中的边界矢量CB1由子场SF1期间的矢量 CVA=CP2+CP1A以及子场SF2中的矢量CVA=CP3A+CP4A组成。在两个 子场SF1和SF2中,使用了相同的矢量CVA,因为边界矢量CB1位于等亮 度和等色度色域ELCG的边界上。
线性颜色空间中的边界矢量CB2位于等亮度色域ELG的边界上并且 因而必须由对应子场SF1和SF2中的两个矢量CV1和CV2组成,所述两个 矢量CV1和CV2具有为边界矢量CB2的亮度的一半的相同亮度CB2/2,但 是具有不同的色度。矢量CV1由基色CP1和CP2组合而成,并且矢量CV2 由基色CP3和CP4组合而成。
在子场SF1中在显示颜色空间中的边界矢量PB1的部分通过将子场 SF1中的矢量CVA(CP1,CP2)变换到显示颜色空间中的矢量VA(P1,P2) (未示出)来找到。在子场SF1中在显示颜色空间中的边界矢量PB2的部 分通过将子场SF1中的矢量CV1(CP1,CP2)变换到显示颜色空间中的矢 量V1(P1,P2)(未示出)来找到。因此,用于子场SF1的经过插值的驱 动值PD2(SF1)(未示出)由下式限定:
PD2(SF1)=PD2(P1,P2)=u*VA(P1,P2)+(1-u)*V1(P1,P2)。
尽管现实中不存在,但是线性颜色空间中的相应矢量由下式表示:
CIP2(SF1)=CIP2(CP1,CP2)=u*CVA+(1-u)*CV1。
因此,矢量CIP2(SF1)终止于连接矢量CVA和CV1的端点的直线上。
在子场SF2中在显示颜色空间中的边界矢量PB1的部分通过将子场 SF1中的矢量CVA(CP3,CP4)变换到显示颜色空间中的矢量VA(P3,P4) (未示出)来找到。在子场SF2中在显示颜色空间中的边界矢量PB2的部 分通过将子场SF2中的矢量CV2(CP3,CP4)变换到显示颜色空间中的矢 量V2(P3,P4)(未示出)来找到。因此,用于子场SF2的经过插值的驱 动值PD2(SF2)由下式限定:
PD2(SF2)=PD2(P3,P4)=u*VA(P3,P4)+(1-u)*V2(P3,P4)。
尽管现实中不存在,但是线性颜色空间中的相应矢量由下式表示:
CIP2(SF2)=CIP2(CP3,CP4)=u*CVA+(1-u)*CV2。
因此,矢量CIP2(SF2)终止于连接矢量CVA和CV2的端点的直线上。
图8示出了线性CIE-XYZ颜色空间。该线性颜色空间由具有轴X、Y 和Z的笛卡尔坐标系统限定,其中Y为亮度。因此,输入矢量CIP由分别 沿着轴X、Y、Z的成分CIX、CIY、CIZ组成。
应当指出的是,上述实施例说明而不是限制了本发明,并且本领域 技术人员在不脱离所附权利要求书的范围的情况下将能够设计出许多 可替换的实施例。
在权利要求书中,置于括号中的任何附图标记都不应当被视为对权 利要求的限制。动词“包括”及其变体的使用并没有排除存在权利要求中 未列出的元件或步骤。元件之前的冠词“一”并没有排除存在多个这样的 元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于经过适当 编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中,这些装置 中的一些可以由同一硬件项实现。在相互不同的从属权利要求中陈述了 某些技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利 用。
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