用於多基色顯示器的顏色轉換的製作方法

2023-09-22 16:20:10 4

專利名稱：用於多基色顯示器的顏色轉換的製作方法
技術領域：
本發明涉及多基色轉換方法、用於多基色轉換的系統、包括用於多 基色轉換的系統的顯示器件、包括用於多基色轉換的系統的照相機以及 電腦程式產品。
背景技術：
WO2004/032523Al公開了一種彩色顯示器件，其設有多個像元。該 顯示器件具有不止通常的三種顯示基色，以便能夠顯示更寬色域的顏 色。兩個可選擇的光源具有不同的預定輻射譜。濾色器與這些可選擇的 光源相結合能夠在所述顯示器件上產生對應的第一和第二基色。可替換 地，控制器選擇所述可選擇的光源之一併且為像元的一部分提供與利用 選擇的光源可獲得的對應基色相應的圖像信息。可以以時間順序和空間 順序的方式選擇所迷顯示器件的基色，這允許減少顏色的中斷(break up )。在一個實施例中，這種光語順序顯示器對於由輸入像素值限定的每 個輸入幀驅動兩個子幀。在這些子幀中的一個期間，具有第一光譜的光 源產生光，同時另一個光源不起作用，並且在這些子幀中的另一個期間， 具有第二光譜的光源產生光，同時具有第一光譜的光源關閉。存在與所 述顯示器件每像素的n個子像素關聯的n個不同的濾色器。由特定像素產 生的光取決於哪個光源在起作用、哪個濾色器與該特定像素關聯以及哪 個驅動值被提供給該特定像素。所述驅動值可以控制像素的發射 (transmission )。該現有技術在圖17中示出了用於彩色顯示器件的色域，該彩色顯示 器件每場使用兩個子場，其中存在兩個順序地起作用的光源，每個光源 在所述兩個子場中的一個期間起作用，並且其中每子場照射兩個子像 素。在圖17的亮度-色度表示中，基色Pa、 Pb代表第一子場期間由第一光 源照射的兩個子像素的顏色，並且基色Pc、 Pd代表第二子場期間由第二 光源照射的另外兩個子像素的顏色。該色域還稱為全色域。 」該現有技術的圖18示出了一種子色域，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所限定的兩個光譜中的等亮度和等 色度來實現。進一步稱為等亮度和等色度子色域的該子色域中的顏色可 以在兩個子場中利用等亮度和等色度來產生。所述現有技術的圖19示出了一種子色域，其可以利用兩個子場中的 等亮度來實現。進一步稱為等亮度子色域的該子色域包括所述等亮度和 等色度子色域。WO2004/032523A1公開了 一種減少順序顯示器中的顏色中斷的方 法。如果輸入像素的輸入顏色處於等亮度和等色度子色域之內，那麼選 擇兩個連續的子場期間的子像素的驅動值以便在這兩個子場期間獲得 等亮度和等色度。如果輸入像素的輸入顏色處於等亮度和等色度子色域 之外但是處於等亮度子色域之內，那麼選擇兩個連續的子場期間的子像 素的驅動值以便在這兩個子場期間獲得等亮度。儘管該現有技術提供了 高的性能，但是它並沒有公開如何高效地確定所述子場期間的子像素的 驅動值。發明內容本發明的目的是提供具有低的計算量的多基色轉換。 本發明的第 一方面提供了如權利要求1所述的多基色轉換方法。本 發明的第二方面提供了如權利要求IO所述的用於多基色轉換的系統。本 發明的第三方面提供了如權利要求ll所述的顯示器件。本發明的第四方 面提供了如權利要求12所述的電腦程式產品。從屬權利要求中限定了 有利的實施例。依照本發明第 一方面的多基色轉換方法將限定線性顏色空間中的 輸入像素的顏色的輸入矢量轉換成例如用於驅動顯示器件的驅動矢量。 如果該線性顏色空間為CIE-XYZ空間，那麼輸入矢量包括三個值， 一個 用於X， 一個用於Y並且一個用於Z。對於本發明而言，該線性顏色空間 不必為XYZ空間，可以使用任何線性顏色空間中的表示，所述線性顏色 空間例如亮度/色度空間。如果線性顏色空間中沒有限定所述輸入矢量， 那麼首先必須將其變換到線性顏色空間。所述驅動矢量包括用於驅動顯示器件的n種顯示基色的n個分量。所 述n種顯示基色在顯示顏色空間中進行限定。或者換言之，所述n種顯示 基色形成在顯示器件中用來顯示圖像的n種基色。顯示顏色空間可以是N個驅動信號的空間(在三基色顯示器的情況下類似於RGB空間)。所述 驅動矢量包括驅動m組顯示基色的m個子驅動矢量。這些組都可以具有 相同數量的顯示基色。像在WO2004/032523Al中一樣，可以利用具有不 同光語的光源來驅動這些顯示基色組。所述m組顯示基色限定了n基色顯 示色域，該色域是全色域。這些基色組可以是與顯示器件的子像素關聯 的顏色，所述顯示器件例如LCD顯示器件、DMD顯示器件或者任何其他 像素化(pixilated)顯示器。通常，限定所述基色組的這些子像素組是 空間移位的。可以同時利用不同的光源照射這些不同的子像素組。這提 供了更寬色域的顯示器，其具有提高的空間均勻性和/或減小的像素模式 可見性。可替換地，可以在一定場周期的不同子場中利用具有不同光語 的光源照射這些不同的子像素組，以便提供其中最小化閃爍和/或顏色中 斷的更寬色域的顯示器。在所述線性顏色空間中，確定輸入矢量相對於由變換到該線性顏色 空間的顯示基色限定的三個色域的邊界的位置。這三個色域是包括可 以利用所述m組子驅動矢量再現的所有顏色的全色域，包括可以利用所 迷m組子驅動矢量中的每一組再現的具有等亮度的所有顏色的等亮度子 色域，以及包括可以利用所述m組子驅動矢量中的每 一 組再現的具有等亮度和等色度的所有顏色的等亮度和等色度子色域。在所述線性空間中的所述三個色域的邊界上選擇兩個邊界矢量，使 得可以通過這些選擇的邊界矢量對輸入像素矢量進行插值。通常，這些 邊界矢量將被選擇成最接近輸入像素矢量，使得輸入顏色矢量介於這些 選擇的邊界矢量之間。 一旦在所述線性顏色空間中選擇了邊界矢量，那 麼就根據輸入像素矢量相對於所述選擇的兩個邊界矢量的位置確定插 值因子。該插值因子指示如何根據所述兩個邊界矢量對所述像素矢量進 行插值。例如，如果該插值是線性的，那麼通過所述邊界矢量的加權和 獲得所述像素矢量並且所述插值因子指示這些權值。如果例如這些邊界 矢量和輸入矢量都位於相同的直線上，那麼所述插值因子可以由分數來 表示。雖然更加複雜，但是可以使用不止兩個邊界矢量來對像素矢量進 行插值。因此，插值因子應當指示如何根據線性顏色空間中的邊界矢量 對像素矢量進行插值。在顯示顏色空間中，根據該顯示顏色空間中的兩個或更多邊界矢量 以及插值因子對代表輸入像素的顏色的驅動矢量進行插值。所述顯示顏9色空間中的兩個或更多邊界矢量與所述線性顏色空間中的兩個或更多 選擇的邊界矢量相應。例如，如果在所述線性顏色空間中通過使用該線 性顏色空間中的輸入矢量以及兩個邊界矢量來確定所述插值因子，那麼 可以通過將該線性顏色空間中的所述兩個邊界矢量變換到所述顯示顏 色空間來獲得該顯示顏色空間中的兩個相應的邊界矢量。這種變換本身 是眾所周知的。
該算法要求相對較低的計算量，因為確定輸入像素矢量相對於所述 邊界的位置是簡單的。例如，在亮度/色度空間中，這些邊界由直線組成
並且只需知道這些直線的方程。因此，確定所述插值因子是相對容易的u
此外，由於從終止於這些邊界上的邊界顯示矢量確定顯示驅動矢量，因 而實現所述插值是相對容易的。在選擇這些邊界上最接近輸入矢量的邊 界矢量以便確定插值因子的情況下，該算法使性能最優化。這些邊界矢 量的這種選擇導致最小的閃爍、顏色中斷或者像素模式可見性。根據這 些實施例的描述將變得清楚的是，存在實現該算法的許多可替換方案。 在 一 個實施例中，在所述線性顏色空間中確定輸入矢量相對於在該 線性顏色空間中限定的三個色域的邊界的位置包括將顯示顏色空間中 的顯示基色變換到所述線性顏色空間以便獲得變換的顯示基色。從例如
RGB到XYZ顏色空間的這種變換本身是眾所周知的。所述全色域、等亮 度子色域以及等亮度和等色度子色域的邊界是從這些經過變換的顯示 基色構造的，因而在所述線性顏色空間中，所述輸入矢量也在該線性顏 色空間中進行限定。在該線性顏色空間中的邊界上選擇用於插值的邊界 矢量，並且確定所述插值因子。
顯示顏色空間中驅動矢量的插值首先將線'〖生顏色空間中的選擇的 兩個邊界矢量變換到該顯示顏色空間中的兩個顯示邊界矢量。應當指出 的是，該變換是線性的並且因而在所述線性顏色空間中和所述顯示顏色 空間中的矢量之間存在——對應關係。此外，這種線性允許通過使用如 線性顏色空間中限定的相同插值因子對顯示顏色空間中的顯示邊界矢 量進行插值來確定該顯示顏色空間中的驅動矢量。
因此，概而言之，該算法的這個實施例在線性顏色空間中確定輸入 矢量相對於所述三個邊界位於何處，並且在這些邊界上選擇至少兩個邊 界矢量。優選地，在這些邊界上選擇最接近輸入矢量的邊界矢量，使得 所述輸入顏色矢量介於這些選擇的邊界矢量之間。然後，該算法根據所述輸入像素矢量以及這些選擇的邊界矢量計算插值因子。最後，該算法 通過插值計算用於所述基色組的驅動值，該插值根據所述線性顏色空間 中的經過變換的選擇的邊界矢量、因而根據所述顯示空間中的相應邊界 矢量使用在所述線性顏色空間中確定的插值因子來進行。
在 一 個實施例中，在所述線性顏色空間中確定輸入矢量相對於所述 三個色域的邊界的位置事實上部分地在所述顯示顏色空間中實現。在用 於所述線性顏色空間中的每個輸入矢量的預存儲的表格中，存儲了三個 顯示色域邊界中的每一個邊界上的所述顯示顏色空間中的一個顯示邊 界矢量。這些顯示邊界矢量被選擇成能夠根據所述線性顏色空間中的相 應邊界矢量對輸入矢量進行插值。事實上，不需要為每個輸入矢量存儲 這些顯示邊界矢量。例如，可以僅為特定數量的輸入矢量存儲這些顯示 邊界矢量。對於其他的輸入矢量，根據所述存儲的顯示邊界矢量對這些 顯示邊界矢量進行插值。事實上，代替所述線性顏色空間中的所述三個 色域的邊界的是，使用所述顯示顏色空間中的相應的三個顯示色域邊 界。
在所述兩個色域的邊界上選擇最接近輸入像素矢量的兩個邊界矢 量可以通過將顯示顏色空間中的所述三個顯示邊界矢量變換到線性顏 色空間中的三個邊界矢量來實現。計算該線性顏色空間中的這三個邊界 矢量的邊界亮度。將該線性顏色空間中的這些邊界亮度與該線性顏色空 間中的輸入矢量的輸入亮度進行比較。選擇所述三個顯示邊界矢量中的 兩個顯示邊界矢量，其具有最接近輸入亮度的邊界亮度，從而輸入顏色 矢量介於這些選擇的邊界矢量之間。根據輸入像素矢量相對於所述線性 顏色空間中具有最接近輸入亮度的兩個邊界亮度的所述兩個邊界矢量 的位置來確定所述插值因子。該方法的優點在於，無需從顯示顏色空間 中的顯示顏色基色到線性顏色空間的實時變換。此外，確定線性顏色空 間中以及顯示顏色空間中的最接近的邊界矢量是相當簡單的，因為顯示 顏色空間中的邊界矢量的位置已經被預先選擇並且存儲在例如查找表 中。因此，只需確定線性顏色空間中的亮度以便能夠選擇用於確定所述 插值因子的所述兩個最接近的邊界矢量。應當指出的是，如果使用了線 性插值並且輸入矢量和邊界矢量終止於相同的直線上，那麼線性顏色空 間中的插值因子的確定以及顯示顏色空間中的隨後的插值就變得非常 簡單。在一個實施例中，對於等亮度和等色度子色域內的輸入矢量，在該 等亮度和等色度子色域的邊界上選擇所述兩個邊界矢量。因此，為了完 全防止閃爍，邊界矢量的這種最佳的選擇為可以在不同子場中利用相同 的亮度和相同的色度進行顯示的輸入矢量提供了等亮度和等色度。
在一個實施例中，對於在等亮度子色域內但是在等亮度和等色度子 色域外的輸入像素矢量，在所述等亮度子色域的邊界上選擇所述兩個邊 界矢量中的一個並且在所述等亮度和等色度子色域的邊界上選擇所述 兩個邊界矢量中的另一個。同樣，通過這種在邊界上選擇最接近輸入矢 量的邊界矢量並且使得可以對該輸入矢量進行插值，最小化了任何偽像
(artifact),因為在兩個子幀期間使用的邊界矢量具有相等的亮度。
在一個實施例中，對於等亮度子色域之外以及等亮度和等色度子色 域之外的輸入像素矢量，在全色域的邊界上選擇所述兩個邊界矢量之一 並且在所述等亮度子色域的邊界上選擇所述兩個邊界矢量之一。
在一個實施例中，將輸入矢量轉換成用於一幀中的m個子幀的驅動 矢量。將m個具有p種顯示基色的組中的每一組分配給所述m個子幀中的 相應子幀。所迷m組顯示基色的顯示基色與所述顯示器件的子像素相應。 在一個實施例中，所述插值是線性插值。在這種線性插值中，具有 兩個終止於最接近的邊界並且與和輸入驅動矢量相應的顯示驅動矢量 的待插值的值一起終止於相同直線上的顯示驅動矢量就足夠了 。現在， 所述插值因子的確定以及所述插值本身是非常簡單的。在其中該直線穿 過顏色空間(例如亮度/色度空間)的原點的實施例中，該算法變得尤其 簡單。應當指出的是，所述顯示驅動矢量包括子驅動矢量， 一個用於所 述m組顯示基色中的每一組。這些子驅動矢量是用於所述m組中的每一 組的顯示基色的實際使用的驅動值。由所迷m組子像素組成的像素顯示 的全部顏色由所述顯示驅動矢量表示。


本發明的這些和其他方面根據以下描述的實施例是清楚明白的，並 且將參照這些實施例進行闡述。 在附圖中
圖l示出了顯示設備的框圖，該顯示設備具有用於依照本發明一個 實施例實現多基色轉換的電路，圖2示出了用於依照本發明另 一個實施例實現多基色轉換的電路的 框圖，
圖3示出了一個場及其子場，
圖4示出了在多基色轉換中獲得的全色域，其基於利用兩個子場驅 動的系統，其中驅動兩組兩種顯示基色，
圖5示出了參照圖4闡述的多基色轉換的全色域、等亮度色域以及等 亮度和等色度色域，
圖6示出了如何確定所述插值因子以及如何根據輸入矢量的位置對 驅動矢量進行插值的高級實例，
圖7示出了如何確定所述插值因子以及如何確定用於驅動參照圖4 限定的多基色轉換的兩個子場中的顯示基色的驅動矢量的詳細實例，以 及
圖8示出了線性XYZ顏色空間。
應當指出的是，不同附圖中具有相同附圖標記的項目具有相同的結 構特徵和相同的功能，或者是相同的信號。在對這種項目的功能和/或結 構進行了解釋的情況下，無需在詳細的描述中對其進行重複的解釋。
具體實施例方式
圖l示出了顯示設備的框圖，該顯示設備具有用於依照本發明一個 實施例實現多基色轉換的電路。實現多基色轉換的電路CON包括邊界矢 量確定電路3、插值電路4、變換電路6以及邊界構造電路5。該顯示設備 包括可選的變換電路2、驅動電路7以及顯示器件8。
源伽馬(gamma)操作由可選的框l執行，該框1例如從照相機9接 收輸入信號IN並且提供經過伽馬預校正的信號IN'。如果輸入信號經過 伽馬預校正，或者由於另外的原因未在線性顏色空間中進行限定，那麼 可選的變換框2將信號IN，從非線性顏色空間變換到線性顏色空間以便獲 得用於多基色轉換器CON的輸入信號CIP。如果已經在線性顏色空間中 限定了輸入到多基色轉換器CON的信號，那麼就不需要變換框2。例如， 所述線性顏色空間可以是XYZ空間或者LC (亮度/色度)空間。
變換電路6通過使用變換矩陣T將顯示顏色空間中的基色P1-Pn變換 成線性顏色空間中的基色CPl-CPn。可替換地，通常，已經將這些顯示 基色限定為基色CPl...CPn,因而無需施加變換。換言之，矩陣T已經包括CPl...CPn。邊界構造電路5接收基色CPl-CPn並且構造全色域FG、等 亮度色域ELG以及等亮度和等色度色域ELCG (參見圖5)的邊界CB。
邊界矢量確定電路3接收線性顏色空間中的輸入信號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的邊界CB。邊界 矢量確定電路3限定終止於全色域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和等 色度色域ELCG (參見圖5)的三個邊界上並且被選擇成能夠對輸入矢量 CIP進行插值的三個邊界矢量CB1、 CB2、 CB3。事實上，採用這些邊界 矢量CB1、 CB2、 CB3中的兩個就足以能夠對輸入矢量CIP進行插值。優 選地，選擇最接近輸入矢量IP的兩個邊界矢量，使得該輸入矢量出現在 這兩個邊界矢量之間。邊界矢量確定電路3還提供插值因子u,該插值因 子指示如何根據所述兩個或三個邊界矢量CB1、 CB2、 CB3對輸入矢量 CIP進行插值。
插值電路4接收邊界矢量CB1、 CB2、 CB3中的所有矢量或兩個矢量 以及插值因子u。將邊界矢量CB1、 CB2、 CB3從線性顏色空間變換到顯 示顏色空間中的邊界矢量PB1、 PB2、 PB3 (參見圖6)。通過利用插值 因子u對所述兩個或三個邊界矢量PBl、 PB2、 PB3進行插值來獲得與輸 入矢量CIP相應的驅動矢量PD。因此，如果在所述線性空間中插值因子u 是根據輸入矢量CIP以及所述三個邊界矢量CB1、 CB2、 CB3中的兩個而 確定的，那麼在所述顯示空間中根據所述三個邊界矢量PB1、 PB2、 PB3 中的兩個相應的矢量通過使用相同的插值因子u來對驅動矢量PD進行插 值。如果僅僅邊界矢量PB1、 PB2、 PB3中的兩個，那麼只需從線性顏色 空間變換使用的兩個。
驅動電路7接收並且處理驅動矢量PD以便獲得適合驅動顯示器8的 驅動值PDR。例如，該驅動電路可以將所述驅動矢量的水平放大到適用 於顯示器8的水平，和/或可以將電壓轉換為電流。顯示器8包括由一組子 像素形成的像素80。在所示的實例中，像素80包括四個子像素81-84。在 多基色系統中，這些像素應當包含不止三個子像素。子像素81-84具有可 單獨控制的發射、反射或偏振。
應當指出的是，如果在不同的子場中驅動子像素81-84,那麼從每子 場的子矢量和值組合(assemble)驅動矢量PD和驅動值PDR。例如，可 以將場劃分成兩個子場。在這些子場之一中，照射子像素81和82並且只 驅動這些子像素，而在另一個子場中，照射子像素83和84並且只驅動這
14些子像素。在這個實例中，子像素81和82的顏色坐標形成基色P1-Pn中 的基色P1和P2 (在該實例中11=4),並且限定了可以在相應的子場期間 顯示的色域。子像素83和84的顏色坐標形成基色P3和P4，並且限定了可 以在相應的子場期間顯示的色域。可替換地，可以在每個子場期間驅動 這四個子像素81-84,從而導致總共八種基色。
圖2示出了用於依照本發明另 一個實施例實現多基色轉換的電路的 框圖。索引電路9接收線性顏色空間中的輸入矢量CIP以便將索引LI提供 給存儲介質IO。存儲介質10可以是查找表，該查找表提供與索引LI相應 的顯示顏色空間中的三個邊界矢量PB1、 PB2、 PB3。因此，查找表10分 別填充了所述顯示顏色空間中全色域FG、等亮度色域ELG以及等亮度和 等色度色域ELCG的邊界上的三個點。這些存儲的點可以直接用於所述 顯示顏色空間中的插值。優點在於，可以事先確定這些邊界矢量PB1、 PB2、 PB3,從而獲得最佳的插值。
計算電路12將與限定輸入顏色的實際輸入矢量CIP有關的邊界矢量 PB1、 PB2、 PB3變換到線性顏色空間中的邊界矢量CB1、 CB2、 CB3。 例如，計算電路12計算這些邊界矢量CB1、 CB2、 CB3中的每一個的亮 度CB1Y、 CB2Y、 CB3Y。更一般而言，計算電路12可以計算其他的線 性參數，比如CIE-XYZ空間中的X屬性。
比較器13將亮度CB1Y、 CB2Y、 CB3Y與輸入矢量CIP的亮度CIPY 進行比較並且選擇與輸入矢量CIP的亮度CIPY最接近的兩個亮度CBiY 和CBjY。 k些最接近的亮度中的一個小於亮度CIPY，這些最接近的亮 度中的另 一個大於亮度CIPY。
插值因子確定電路14接收這兩個亮度CBiY、 CBjY以便確定用於亮 度CIPY的插值因子u。因此，插值因子u確定如何根據這兩個亮度CBiY、 CBjY對亮度CIPY進行插值。應當指出的是，在線性顏色空間中可以通 過使用亮度Y或者X或Z平面中的坐標計算插值因子u。可替換地，可以 使用完整的矢量CBi、 CBj。
插值器11接收顯示顏色空間中與實際的輸入矢量CIP相應的邊界矢 量PB1、 PB2、 PB3以及插值因子u,以便根據所述兩個邊界矢量以及與 用於確定插值因子u的插值相同的插值對驅動矢量PD進行插值。如果應 用了線性插值，那麼插值因子u的確定以及所述插值就變得特別簡單。
圖3示出了一個場及其子場。舉例而言，場FR包括M個子場SF1、SF2、 ...、 SFm。在下文中，將針對其中場FR包括兩個子場SF1和SF2的 系統解釋多基色轉換。並且其中在每個子場期間，兩種顯示顏色基色限 定了可以在該子場期間顯示的顏色。卩旦是更一般而言，在m(m:M)個 子場中存在p (p>l )種顏色基色。通常，顏色基色的數量p對於所有子 場是相同的，於是m和p的乘積提供了顯示器的n種基色，其限定了可以 在顯示顏色空間中由顯示器顯示的顏色。
圖4示出了在多基色轉換中獲得的全色域，其基於利用兩個子場驅 動的系統，其中驅動兩組兩種顯示基色。亮度L、色度CHR線性顏色空 間的原點0是所有所述矢量的起點。基色CP 1和CP2分別為被從顯示顏色 空間變換到線性顏色空間的顯示基色P1和P2,並且基色CP3和CP4分別 為被從顯示顏色空間變換到線性顏色空間的顯示基色P3和P3。
因此，可以在第一子場SF1期間顯示的顏色由虛線矩形SFD1限定。 這組可顯示的顏色也稱為基色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為可以在場FR期間顯示的色域。 全色域FD通過色域SFD1中的矢量與色域SFD2中的矢量的矢量相加而獲 得。例如，頂點HP1為矢量CP4和CP2的相加，頂點HP2為矢量CP3、 CP4 和CP2的相加，頂點HP3為所有矢量CP1-CP4的相加，頂點HP4為矢量 CP1、 CP2和CP3的相加，以及頂點HP5為矢量CPI和CP3的相加。
色CP1和CP2，那麼由FD1表示的矩形將是基色CP1和CP2的色域。如果 在全場FR期間而不是子場SF2的半場周期持續時間期間使用基色CP3和 CP4 ，那麼由FD2表示的矩形將是基色CP3和CP4的色域。
圖5示出了參照圖4闡述的多基色轉換的全色域、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 與圖4的相同。
等亮度和等色度子色域ELCG具有頂點O、 HPll、 HP10和HP12,並 且包括可以在場FR期間顯示且由在子場SF1和SF2期間具有相同亮度和 相同色度的顏色(矢量)組成的所有顏色。例如，位於由基色CP1和CP2
以在子場SF2期間通過基色CP3和CP4顯示。在包括這些子場SF1和SF2的 場期間的得到的顏色為頂點HP 10的顏色。
等亮度子色域ELG具有頂點O、 HP2、 HP21、 HP22、 HP23和HP24，並且包括可以在場FR期間顯示且由在場FR的子場SF1和SF2期間具有相 同亮度但是不具有相同色度的顏色組成的所有顏色。例如，當在子場SF1 期間完全驅動基色CP1而不驅動基色CP2並且在子場SF2期間驅動基色 CP3和CP4，使得得到矢量EL4時，獲得頂點HP24的顏色。應當指出的是， 矢量CP1和EL4具有相同的亮度L但是具有不同的色度CHR，並且其矢量 和為終止於頂點HP24的矢量。通過相同的方式，子場SF1期間的等亮度 矢量PA以及子場SF2期間的PC產生終止於頂點HP21的矢量。等亮度矢量 PA和PB限定了頂點HP22。
圖6示出了如何確定所述插值因子以及如何根據輸入矢量的位置對 驅動矢量進行插值的高級實例。圖中示出了與圖5相同的線性顏色空間 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。為了闡明何種命名法用於線性顏色空間，該線性顏色空間中 的所有項目都用(X, Y， Z)表示。應當指出的是，這些項目通常都以 大寫字母C開頭。在顯示顏色空間中限定的項目用(PI, P2, P3， P4) 表示並且都以大寫字母P開頭。應當指出的是，在下文中並不總是使用 (X, Y， Z)和(Pl， P2, P3, P4)以便保持推理簡單，儘管如此，根 據開頭大寫字母可清楚表示的是哪種顏色空間。顯示顏色空間中的基色 直接用P1、 P2、 P3、 P4表示。因此，顯示顏色空間中的基色P1、 P2、 P3、 P4分別與線性顏色空間中的基色CP1、 CP2、 CP3和CP4相應。原點O(參 見圖5)現在由與顯示顏色空間中的邊界矢量PB0(P1， P2, P3, P4)相應 的線性顏色空間中的邊界矢量CBO(X, Y, Z)表示。
添加直線LI1以便闡述用於線性插值的插值機制。直線LI1貫穿原點 O、與等亮度和等色度色域ELCG的邊界矢量PBl(Pl, P2, P3， P4)相應 的邊界矢量CB1(X, Y, Z)、與等亮度色域ELG的邊界矢量PB2(P1， P2, P3，P4)相應的邊界矢量CB2(X, Y,Z)以及與全色域FG的邊界矢量PB(Pl, P2, P3， P4)相應的邊界矢量CB3(X， Y, Z)。
如果輸入矢量CIP1(X，Y,Z)出現在等亮度和等色度色域ELCG之內， 那麼根據該輸入矢量相對於邊界矢量CBl和CBO的位置確定插值因子u。 因此，相應的場驅動矢量PDl(Pl, P2, P3， P4)通過使用插值因子u對矢 量PBO和PB 1進行插值來確定。
如果輸入矢量CIP2(X, Y， Z)出現在等亮度和等色度色域ELCG之外 但是在等亮度色域ELG之內，那麼根據該輸入矢量相對於邊界矢量CB2和CBl的位置確定插值因子u。因此，相應的場驅動矢量PD2(P1， P2， P3, P4)通過使用插值因子u對矢量PB2和PB 1進行插值來確定。
如果輸入矢量CIP2(X， Y， Z)出現在等亮度色域ELG之外，那麼根 據該輸入矢量相對於邊界矢量CB3和CB2的位置確定插值因子u。因此， 相應的場驅動矢量PP3(P1， P2， P3, P4)通過使用插值因子u對矢量PB3 和PB2進行插值來確定。
矢量PD]-PD3為包括子場SF1和SF2的一個場的全部矢量。獲得矢量 PD1-PD3所需的子場SF1、 SF2中的矢量參照圖7中示出的實例進行闡述。
圖7示出了如何確定所述插值因子以及如何確定用於驅動參照圖4 限定的多基色轉換的兩個子場中的顯示基色的驅動矢量的詳細實例。全 部在線性顏色空間中的基色CP1-CP4、全色域FG、等亮度色域ELG、等 亮度和等色度色域ELCG、輸入矢量CIP2以及相同直線LI1上的邊界矢量 CB1、 CB2、 CB3與圖6中的相應項目相同。
在所述線性顏色空間中，根據輸入矢量CIP2相對於邊界矢量CB 1和 CB2的位置確定插值因子u。選擇邊界矢量CB1和CB2，因為輸入矢量 CIP2介於這些邊界矢量CB1和CB2之間。如果應用了線性插值，那麼這 些項目之間的關係由下式限定
CIP2 = u*CBl +(l-u)*CB2。
並且因而
|OP2 - CB2| M— |dO 2| °
應當指出的是，CIP2、 CB1和CB2為矢量並且因而這些減法是矢量減法。 所述插值因子為這些矢量減法的長度之比。
在顯示顏色空間中，可以通過使用相同的線性插值來確定場驅動矢 量PD2:
PD2 = u*PBl +(l-u)*PB2 式中，顯示顏色空間中的邊界矢量PB1和PB2與線性顏色空間中的邊界 矢量CB1和CB2相應。由於已經在所述線性顏色空間中確定了 u,並且PB 1 和PB2已知，因為所述線性顏色空間和顯示顏色空間之間的變換是已知 的，因此這個方程直接提供了場驅動值PD2的正確值。然而，在一個場 中不能產生這個場驅動值PD2，而是應當作為子場SF1、 SF2中的驅動值 相加的結果來構造該場驅動值PD2。因此，可以對於每個子場SF1、 SF2進行所述插值。
線性顏色空間中的邊界矢量CB1由子場SF1期間的矢量 CVA=CP2+CP1 A以及子場SF2中的矢量CVA二 CP3A+CP4A組成。在兩個 子場SF1和SF2中，使用了相同的矢量CVA,因為邊界矢量CB1位於等亮 度和等色度色域ELCG的邊界上。
線性顏色空間中的邊界矢量CB2位於等亮度色域ELG的邊界上並且 因而必須由對應子場SF1和SF2中的兩個矢量CV1和CV2組成，所述兩個 矢量CV1和CV2具有為邊界矢量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組合而成，並且矢量CV2 由基色CP3和CP4組合而成。
在子場SF1中在顯示顏色空間中的邊界矢量PB1的部分通過將子場 SFl中的矢量CVA(CPl, CP2)變換到顯示顏色空間中的矢量VA(P1， P2) (未示出)來找到。在子場SF]中在顯示顏色空間中的邊界矢量PB2的部 分通過將子場SF1中的矢量CV1(CP1 ， CP2)變換到顯示顏色空間中的矢 量Vl(Pl, P2)(未示出)來找到。因此，用於子場SF1的經過插值的驅 動值PD^SF1)(未示出)由下式限定
PD2(SF1) = PD2(P1， P2) = u*VA(Pl, P2) + (1 - u) * V1(P1 ， P2)。 儘管現實中不存在，但是線性顏色空間中的相應矢量由下式表示
CIP2(SF1) = CIP2(CP1， CP2) = u * CVA + (1- u) * CV1 。 因此，矢量CIP2(SF1)終止於連接矢量CVA和CV1的端點的直線上。
在子場SF2中在顯示顏色空間中的邊界矢量PB1的部分通過將子場 SF1中的矢量CVA(CP3， CP4)變換到顯示顏色空間中的矢量VA(P3， P4) (未示出)來找到。在子場S F 2中在顯示顏色空間中的邊界矢量P B 2的部 分通過將子場SF2中的矢量CV2(CP3, CP4)變換到顯示顏色空間中的矢 量V2(P3， P4)(未示出)來找到。因此，用於子場SF2的經過插值的驅 動值PD2(SF2)由下式限定
PD2(SF2) = PD2(P3， P4) = u * VA(P3， P4) + (1 - u) * V2(P3， P4)。 儘管現實中不存在，但是線性顏色空間中的相應矢量由下式表示
CIP2(SF2) = CIP2(CP3， CP4) = u * CVA + (1- u) * CV2。 因此，矢量CIP2(SF2)終止於連接矢量CVA和CV2的端點的直線上。
圖8示出了線性CIE-XYZ顏色空間。該線性顏色空間由具有軸X、 Y 和Z的笛卡爾坐標系統限定，其中Y為亮度。因此，輸入矢量CIP由分別Y、 Z的成分CIX、 CIY、 CIZ組成。
應當指出的是，上述實施例說明而不是限制了本發明，並且本領域 技術人員在不脫離所附權利要求書的範圍的情況下將能夠設計出許多 可替換的實施例。
在權利要求書中，置於括號中的任何附圖標記都不應當被視為對權 利要求的限制。動詞"包括"及其變體的使用並沒有排除存在權利要求中 未列出的元件或步驟。元件之前的冠詞"一"並沒有排除存在多個這樣的 元件。本發明可以藉助於包括若干不同元件的硬體以及藉助於經過適當 編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的設備權利要求中，這些裝置 中的一些可以由同 一硬體項實現。在相互不同的從屬權利要求中陳述了 某些技術措施這一事實並不意味著這些技術措施的組合不可以加以利 用。
權利要求
1.一種多基色轉換方法，用於將限定線性顏色空間(X，Y，Z)中的輸入像素的顏色的輸入矢量(CIP)轉換(CON)成具有用於驅動顯示顏色空間的n種顯示基色(P1，…，Pn)的n個分量的驅動矢量(PD)，該驅動矢量(PD)包括用於驅動m組顯示基色(P1，…，Pn)的m個子驅動矢量(PDi)，所述轉換方法包括-在線性顏色空間(X，Y，Z)中確定(5，6；9，10)輸入矢量(CIP)相對於三個色域(FG，ELG，ELCG)中的至少兩個的邊界(CB)的位置，所述色域由經過變換的顯示基色(CP1，…，CPn)限定，其中所述三個色域(FG，ELG，ELCG)表示包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)再現的所有顏色的全色域(FG)，包括具有等亮度並且可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的所有顏色的等亮度子色域(ELG)，以及包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的每個具有等亮度和等色度的所有顏色的等亮度和等色度子色域(ELCG)；-在所述三個色域(FG，ELG，ELCG)的邊界(CB)上選擇(3；12，13)兩個邊界矢量(CB1，CB2)，以便能夠根據這兩個邊界矢量(CB1，CB2)對輸入矢量(CIP)進行插值，-根據輸入矢量(CIP)相對於所述選擇的兩個邊界矢量(CB1，CB2)的位置確定(3；14)插值因子(u)，以及-在所述顯示顏色空間中根據插值因子(u)以及該顯示顏色空間中的兩個邊界矢量(PB1，PB2)對代表輸入矢量(CIP)的顏色的驅動矢量(PD)進行插值(4；11)，所述兩個邊界矢量(PB1，PB2)與所述線性顏色空間中的所述選擇的兩個邊界矢量(CB1，CB2)相應。
2. 如權利要求l所述的多基色轉換方法，其中在線性顏色空間(X, Y, Z)中確定(5， 6; 9, 10)輸入矢量(CIP )相對於所述三個色域(FG, ELG， ELCG)中的至少兩個的邊界(CB)的位置包括-將顯示顏色空間(R, G， B)中的顯示基色(PI, ...， Pn)變換 (5 )到線性顏色空間(X, Y， Z )以便獲得經過變換的顯示基色(CP1,...， CPn),或者在這些經過變換的顯示基色(CP1,CPn)已經存在的 情況下，使用這些經過變換的顯示基色(CP1,CPn)，以及-從這些經過變換的顯示基色(CP1, ...， CPn)構造(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)的邊界(CB)中的至少兩個，並且-其中在所述顯示顏色空間中對驅動矢量(PD)進行插值(4; 11) 包括將線性顏色空間(X, Y， Z)中的所述選擇的兩個邊界矢量(CB1, CB2)變換(4)到該顯示顏色空間中的兩個邊界矢量(PB1, PB2)。
3. 如權利要求l所述的多基色轉換方法，其中在線性顏色空間(X， Y, Z)中確定(5, 6; 9, 10 )輸入矢量(CIP )相對於所述三個色域(FG, ELG, ELCG )中的至少兩個的邊界(CB )的位置包括從用於輸入矢量(CIP ) 的預存儲的表格中獲取(9， 10)所述顯示顏色空間中的顯示邊界矢量(PB1, PB2, PB3)、所述顯示顏色空間中的所迷三個顯示色域邊界， 其中所述三個顯示邊界矢量(PB1, PB2, PB3 )被選擇成允許在線性顏 色空間(X， Y， Z)中對輸入矢量(CIP)進行插值，並且其中所述顯 示顏色空間中的所述三個顯示色域邊界與線性顏色空間(X, Y, Z)中 用於確定(3; 14)插值因子(u)的所述三個色域(FG， ELG, ELCG) 的邊界(CB)相應。
4. 如權利要求3所述的多基色轉換方法，其中在所述三個色域(FG, ELG, ELCG)的邊界(CB)上選擇(3; 12, 13 )兩個邊界矢量(CB1, CB2)包括-將所述顯示顏色空間中的所述三個顯示邊界矢量(PB1, PB2, PB3)變換(12)成線性顏色空間(X, Y， Z)中的三個邊界矢量(CB1, CB2, CB3),-計算(12)至少該線性顏色空間(X, Y, Z)中的所述三個邊界 矢量(CB1, CB2, CB3)的邊界亮度(CBY1， CBY2, CBY3 ),-將這些邊界亮度(CBY1， CBY2, CBY3)與輸入矢量(CIP )的 輸入亮度(CIPY)進行比較(13)，以及-選擇(13)該線性顏色空間(X， Y, Z)中的所述三個邊界矢量 (CB1， CB2, CB3)的兩個邊界矢量(CBli, CB2),這兩個邊界矢量 具有最接近輸入亮度(CIPY)的邊界亮度(CB1Y, CB2Y),並且其中 確定(3; 14)插值因子(u)是根據輸入矢量(CIP)相對於所述兩個 選擇的邊界矢量(CB1, CB2)的位置來實現的。
5. 如權利要求l所述的多基色轉換方法，其中對於等亮度和等色度 子色域(ELCG)內的輸入矢量(CIP),在該等亮度和等色度子色域(ELCG)的邊界上選擇所述兩個邊界矢量(CB1, CB2)。
6. 如權利要求l所述的多基色轉換方法，其中對於在等亮度子色域(ELG )內但是在等亮度和等g度子色域(ELCG )外的輸入矢量(CIP ), 在所述等亮度子色域(ELG)的邊界上選擇所述兩個邊界矢量之一(CB1 ) 並且在所述等亮度和等色度子色域(ELCG)的邊界上選擇所述兩個邊 界矢量之一 (CB2)。
7. 如權利要求l所述的多基色轉換方法，其中對於等亮度子色域 (ELG)之外以及等亮度和等色度子色域(ELCG)之外的輸入矢量 (CIP)，在全色域(FG)的邊界上選擇所述兩個邊界矢量之一 (CB3)並且在所述等亮度子色域(ELG)的邊界上選擇所述兩個邊界矢量之一 (CB2 )。
8. 如前面的權利要求中任何一項所述的多基色轉換方法，其中將輸 入矢量(CIP)轉換(CON)成驅動矢量(PD)包括-產生一幀(F)的m個子幀(SF1,…，SFm),以及 -將所述m組顯示基色(P1， ...， Pn)中的每一組分配給所述m個 子幀(SF1,SFm)中的相應子幀，其中所述m組顯示基色的顯示基 色與顯示器件(8)的像素(80)的子像素(81， 82， 83, 84 )相應。
9. 如權利要求1所述的多基色轉換方法，其中所述插值(4, 11) 是線性插值。
10. —種多基色轉換系統，用於將限定線性顏色空間(X, Y， Z) 中的輸入像素的顏色的輸入矢量(CIP)轉換(CON)成具有用於驅動 顯示顏色空間的n種顯示基色(PI,... ， Pn )的n個分量的驅動矢量(PD ), 該驅動矢量(PD)包括用於驅動m組顯示基色(PI, ...， Pn)的m個 子驅動矢量(PDi),所述轉換系統包括-用於在線性顏色空間(X, Y, Z)中確定(5, 6; 9， 10)輸入矢 量(CIP)相對於三個色域(FG， ELG， ELCG)中的至少兩個的邊界(CB) 的位置的裝置，所述色域由經過變換的顯示基色(CP1, CPn)限定， 其中所述三個色域(FG， ELG, ELCG)表示包括可以利用所述m組子 驅動矢量(PDi)再現的所有顏色的全色域(FG),包括具有等亮度並且 可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的所有顏色的等亮 度子色域(ELG),以及包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的 每一組再現的每個具有等亮度和等色度的所有顏色的等亮度和等色度 子色域(ELCG);-用於在所述三個色域(FG, ELG, ELCG)的邊界(CB )上選擇 (3; 12, 13)兩個邊界矢量(CB1, CB2)以便能夠根據這兩個邊界矢 量(CB1， CB2)對輸入矢量(CIP)進行插值的裝置，-用於根據輸入矢量(CIP )相對於所述選擇的兩個邊界矢量(CB1, CB2)的位置確定(3; 14)插值因子(u)的裝置，以及-用於在所述顯示顏色空間中根據插值因子(u )以及該顯示顏色空 間中的兩個邊界矢量(PB1, PB2)對代表輸入矢量(CIP)的顏色的驅 動矢量(PD)進行插值(4; 11)的裝置，所述兩個邊界矢量(PB1, PB2)與所述線性顏色空間中的所述選擇的兩個邊界矢量(CB1, CB2) 相應。
11. 一種顯示設備，包括如權利要求IO所述的多基色轉換系統、每 像素(80)具有n個子像素(81, 82， 83， 84)的顯示器件(8)以及 顯示器、用於接收驅動矢量(PD)以便向所述n個子像素(81, 82， 83, 84)提供顯示驅動信號PDR的驅動器(7)。
12. —種電腦程式產品，其允許處理器實現權利要求1的功能， 包括用於多基色轉換方法中的代碼，所述多基色轉換方法用於將限定線 性顏色空間(X， Y, Z)中的輸入像素的顏色的輸入矢量(CIP)轉換(CON)成具有用於驅動顯示顏色空間的n種顯示基色(P1, Pn) 的n個分量的驅動矢量(PD),該驅動矢量(PD)包括用於驅動m組 顯示基色(Pl， ...， Pn)的m個子驅動矢量(PDi)，所述代碼用於-在線性顏色空間(X, Y, Z)中確定(5, 6; 9, IO)輸入矢量(CIP) 相對於三個色域(FG, ELG, ELCG)中的至少兩個的邊界(CB )的位置， 所述色域由經過變換的顯示基色(CP1， ...， CPn)限定，其中所述三個 色域(FG, ELG, ELCG)表示包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi) 再現的所有顏色的全色域(FG),包括具有等亮度並且可以利用所述m 組子驅動矢量(PDi )中的每一組再現的所有顏色的等亮度子色域(ELG ), 以及包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的每個具 有等亮度和等色度的所有顏色的等亮度和等色度子色域(ELCG);-在所述三個色域(FG, ELG, ELCG)的邊界(CB )上選擇(3; 12, 13 )兩個邊界矢量(CB1, CB2 ),以便能夠根據這兩個邊界矢量(CB1, CB2)對輸入矢量(CIP)進行插值，-根據輸入矢量(CIP )相對於所述選擇的兩個邊界矢量(CB1, CB2 )的位置確定(3; 14)插值因子(u),以及-在所述顯示顏色空間中根據插值因子(u)以及該顯示顏色空間中 的兩個邊界矢量(PB1, PB2)對代表輸入矢量(CIP)的顏色的驅動矢 量(PD)進行插值(4; 11),所述兩個邊界矢量(PB1, PB2)與所述 線性顏色空間中的所述選擇的兩個邊界矢量(CB1， CB2)相應。
全文摘要
一種多基色轉換方法，用於將限定線性顏色空間(X，Y，Z)中的輸入像素的顏色的輸入矢量(CIP)轉換(CON)成具有用於驅動顯示顏色空間的n種顯示基色(P1，...，Pn)的n個分量的驅動矢量(PD)。該驅動矢量(PD)包括用於驅動m組顯示基色(P1，...，Pn)的m個子驅動矢量(PDi)。所述轉換方法包括在線性顏色空間(X，Y，Z)中確定(5，6；9，10)輸入矢量(CIP)相對於三個色域(FG，ELG，ELCG)中的至少兩個的邊界(CB)的位置，所述色域由經過變換的顯示基色(CP1，...，CPn)限定，其中所述三個色域(FG，ELG，ELCG)表示包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)再現的所有顏色的全色域(FG)，包括具有等亮度並且可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的所有顏色的等亮度子色域(ELG)，以及包括可以利用所述m組子驅動矢量(PDi)中的每一組再現的每個具有等亮度和等色度的所有顏色的等亮度和等色度子色域(ELCG)。在所述三個色域(FG，ELG，ELCG)的邊界(CB)上選擇(3；12，13)兩個邊界矢量(CB1，CB2)，以便能夠根據這兩個邊界矢量(CB1，CB2)對輸入矢量(CIP)進行插值。根據輸入矢量(CIP)相對於所述選擇的兩個邊界矢量(CB1，CB2)的位置確定(3；14)插值因子(u)。並且在所述顯示顏色空間中根據插值因子(u)以及該顯示顏色空間中的兩個邊界矢量(PB1，PB2)對代表輸入矢量(CIP)的顏色的驅動矢量(PD)進行插值(4；11)，所述兩個邊界矢量(PB1，PB2)與所述線性顏色空間中的所述選擇的兩個邊界矢量(CB1，CB2)相應。
文檔編號G09G5/02GK101518046SQ200780035050
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月17日 優先權日2006年9月20日
發明者G·J·赫克斯特拉, O·貝利克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司