專利名稱：將三原色輸入信號轉換成四個驅動信號的制作方法
將三原色輸入信號轉換成四個驅動信號本發(fā)明涉及一種將三原色輸入信號轉換成用于驅動多原色顯示器 的四種原色的四個驅動信號的方法，涉及一種用于將三原色輸入信號 轉換成四個驅動信號的系統(tǒng)，涉及一種包括該系統(tǒng)的顯示器件，涉及 一種用于將三原色輸入信號轉換成四個驅動信號的計算機程序產品， 涉及一種包括該系統(tǒng)的照相機，以及涉及一種包括該照相機的便攜式 設備。US6570584B公開了一種OLED顯示設備，該顯示設備具有比常規(guī)的 紅、綠、藍子像素更多的子像素。附加的子像素可以具有在通常的紅、 綠、藍子像素可能的色域之外而選擇的顏色，從而獲得更寬的色域。 可選擇的是，附加的子像素可以具有在紅、綠、藍子像素可能的色域 內部的顏色，從而提高顯示器的效率和壽命。該顯示系統(tǒng)利用常規(guī)的 RGB輸入信號來產生用于驅動所有子像素的適當?shù)亩嗌盘?。彩色?shù)據(jù)變換電路將輸入信號轉換成控制每個子像素所需要的 值。該變換電路根據(jù)三個可用子像素顏色中的每一個顏色利用公知的 矩陣變換或查找表計算適當?shù)墓饬?，以便在四個子像素中的每一個子 像素處再現(xiàn)所希望的顏色。子像素所產生的光的量取決于供給該子像 素的數(shù)值。該數(shù)值例如是八位或六位值。 一般來說，能夠按照不同的 方式將三原色輸入信號變換為子像素的四個驅動值。執(zhí)行矩陣變換的變換電路具有需要大量矩陣乘法的缺點。這需要 昂貴且快速的計算電路或者必須構造一種算法來預先計算大多數(shù)計算 強度大的數(shù)學計算以便能夠進行實時操作。預先計算和利用查找表的 變換電路的缺點在于，該算法被預先固定為可能的解決方案中的一 種。本發(fā)明的目的在于提供一種將三原色輸入信號轉換成用于驅動多 原色顯示器的四種原色的四個驅動信號的方法，所述轉換在從可能的 解決方案中選擇一個解決方案方面具有高度的靈活性。本發(fā)明的第一方面提供一種如權利要求l所述的方法。本發(fā)明的第 二方面提供一種如權利要求7所述的系統(tǒng)。本發(fā)明的第三方面提供一種 如權利要求8所述的顯示器件。本發(fā)明的第四方面提供一種如權利要求
U所述的計算機程序產品。本發(fā)明的第五方面提供一種如權利要求14 所述的照相機。本發(fā)明的第六方面提供一種如權利要求15所述的便攜 式設備。從屬權利要求中限定了有利的實施例。依照本發(fā)明第一方面的方法將三原色輸入信號轉換成四個驅動信 號，這四個驅動信號驅動多原色顯示器的四種原色。三原色輸入信號 通常是RGB信號，但是可以使用限定了通常顯示器的驅動信號的任何其 他信號來代替，所述通常顯示器具有三種不同顏色的子像素。三原色 輸入信號可以定義在XYZ空間中。但是目前在具有四種不同顏色子像素 的多原色顯示器中，必須將四個驅動信號供給這四種子像素。通常， 多原色顯示器的每個像素都具有三個標準的RGB子像素以及至少一個 具有不同顏色的另外的子像素。所述不同顏色可以在由RGB子像素所規(guī) 定的色域之內或之外進行選擇。所述不同顏色可以是白色。三原色輸入信號包括第一、第二和笫三輸入信號。該方法將這些 輸入信號轉換成包括第一、第二、第三和第四驅動信號的四原色驅動 信號。這些驅動信號驅動多原色顯示器的四種原色。盡管認為驅動信 號驅動原色，但是實際上四個子像素的顏色不需要是如色度理論中所 定義的原色。無論為子像素選擇哪種顏色都無關緊要，其作用就像原 色，因為其確定要在顯示器上顯示的顏色。該方法定義了將第一、第二和笫三驅動信號表示為第四驅動信號 的函數(shù)的三個函數(shù)。在線性系統(tǒng)中，這三個函數(shù)是直線。在非線性色 空間中，這三個函數(shù)可以規(guī)定為彎曲線。然后，為下面的交點確定笫 四驅動信號的值(i)這三個函數(shù)彼此的交點，(ii)這三個函數(shù)與等于 自身的第四驅動信號所定義的直線的交點。笫四驅動信號在所有這些 交點處的值另外也稱作交點值。關于由(i)和(ii)所規(guī)定的交點，僅僅 具有相反符號的一階導數(shù)的函數(shù)的這些交點值是有用的(relevant )。 此外，通過計算第一、笫二和第三函數(shù)在第四驅動信號的邊界值處的 那些值能夠直接得到函數(shù)與邊界線的交點。通過確定第四驅動信號的 值的范圍能夠得到第四驅動信號的邊界值，在所述范圍內所有四個驅 動信號都具有有效值。這些有效值是在轉換算法的硬件或軟件實現(xiàn)中 所允許的值。例如，在數(shù)字實現(xiàn)中，如果用8位字代表這些信號，那么 有效值可以是在0到"5的范圍內的值。有效值可以標準化為例如僅僅 在從0到1的范圍。在尚未公開的歐洲專利申請05102641. 7中詳細地闡
明了第四驅動信號的有效范圍的確定。該方法計算在第四驅動信號的交點值處的相關聯(lián)的笫一、第二和 第三驅動信號以獲得計算值。在每個交點值處，確定包括該交點值和 在該交點值處的計算值的值的集合中的最大值或最小值。所述值的集 合另外也稱為所關心的值。最后，選擇交點值，在該交點值處的最大 值是最小的或者在該交點值處的最小值是最大的。因此，現(xiàn)在選擇了 適合三個輸入信號的四個驅動信號的所有可能組合中一個特定的組 合。實際上，利用在從三個輸入信號轉換為四個輸出信號中的自由度 來優(yōu)化在一個約束之下的轉換，在這種情況下該約束或者是(i)在相關 交點處的驅動值的最大值中的最小值，或者是(ii)在相關交點處的驅 動值的最小值中的最大值。在第四驅動信號的每個相關交點值處確定所述值的集合的最大值 提供了在相關聯(lián)的交點值處四個驅動信號中最大的一個。如果選擇了 一個交點值，在該交點值處該最大值是最小的，那么這是產生四個驅 動值中最小的一個最大值的轉換。這例如在對背光進行調制并相應地 按比例調整驅動電壓的顯示器中是有利的。選擇產生最小的一個最大 值的轉換使背光照明最大程度地變暗。如果選擇了一個交點值，在該 交點值處該最小值是最大的，那么這是產生四個驅動值中最大的一個 最小值的轉換。這例如在處于低水平的伽瑪值不很容易再現(xiàn)并且應當 盡可能地防止低驅動電壓的顯示器中是有利的。在如權利要求2所限定的依照本發(fā)明的實施例中，在線性系統(tǒng)中， 三個函數(shù)是直線，因此能夠很容易地確定。在如權利要求3所限定的依照本發(fā)明的實施例中，可以利用簡單方 程來確定各自的一階導數(shù)具有不同符號的那些直線的交點。在如權利要求4所限定的依照本發(fā)明的實施例中，如果相應于在有效范圍之外的第四驅動值的交點值出現(xiàn)了交點，那么將該交點值裁切 成第四驅動值的最近邊界值。第四驅動值的邊界值是第四驅動值的有效值范圍的極值。在如權利要求5所限定的依照本發(fā)明的實施例中，通過為第一、第 二和第三驅動信號確定第四驅動信號相應的范圍來確定第四驅動值的 有效范圍，對于該范圍來說，第一、第二或第三驅動信號都具有有效 值。第四驅動值的有效范圍規(guī)定為第四驅動信號的公共范圍，在該范 圍中笫一、第二和第三驅動信號中的每一個都具有有效值。在如權利要求6所限定的依照本發(fā)明的實施例中，如果第四驅動信 號的公共范圍是不可實現(xiàn)的，那么裁切該輸入信號。在附圖中圖l示意性地示出依照本發(fā)明的轉換器的方框圖。 圖2示出作為第四驅動值的函數(shù)的四個驅動值的圖表的例子， 圖3示出依照本發(fā)明的算法的流程圖， 圖4示出該算法在已調制的背光顯示器中應用的方框圖， 圖5A至5C示出了用于闡明在已調制的背光顯示器中的應用的圖 表，以及圖6示出對于RGBW顯示器來說作為笫四驅動值的函數(shù)的四個驅動 值的圖表。

圖1示意性地示出依照本發(fā)明的轉換器的方框圖。該轉換器包括 信號處理電路4、有效范圍確定功能元件1 (另外也稱作范圍功能元件 1 )、選擇功能元件2、顯示器驅動功能元件5，以及顯示器3。信號處 理電路4、范圍功能元件1以及選擇功能元件2可以由適當編程的處理 器來實現(xiàn)，或者由處理軟件算法的專用硬件來實現(xiàn)。信號處理電路4接收圖像輸入信號IV并提供原色輸入信號Cl、 C2、 C3。范圍功能元件1接收三個輸入信號C1、 C2、 C3和系數(shù)矩陣MC 以提供第四驅動值P4的公共范圍VS。這三個輸入信號分量C1、 C2、 C3共同稱作IS，該信號通常是RGB信號，但也可以是規(guī)定標準三個子 像素顯示器的每像素三個子像素的光量的另一個信號。依照本發(fā)明， 必須將這三個輸入信號IS變換成用于四個子像素顯示器3的每像素34 包含的四個子像素30至33的驅動信號P1至P、或者將這三個輸入信 號IS映射在驅動信號Pl至P4上。驅動信號Pl至P4也共同稱作DS。 范圍功能元件1使用了三個函數(shù)Fl至F3 (參見圖2 )，所述函數(shù)Fl 至F3中的每一個函數(shù)都將三個驅動值Pl至P3中的一個驅動值定義為 輸入信號IS以及剩余的第四個驅動值P4的函數(shù)。系數(shù)矩陣MC由4個 子4象素的顏色點(color point)來定義。圖2中詳述了對于利用標準化的驅動值時的三原色到四原色轉換
的范圍功能元件1的操作。選擇功能元件2接收有效范圍VS、輸入信號IS、系數(shù)矩陣MC以 及選擇準則或約束C0N以便經(jīng)由顯示器驅動功能元件5將N個驅動信 號DS供給顯示器3的子像素30至33。當在線性光域中執(zhí)行在顯示器 驅動功能元件5之前的操作時，顯示器驅動功能元件5可以包括伽瑪 函數(shù)。本發(fā)明涉及實現(xiàn)特定的約束CON，從而在從三個輸入信號Cl、 C2、 C3到四個驅動信號P1至P4的可能映射中選擇最佳的一個。首先，確 定將第一、第二和第三驅動信號Pl、 P2、 P3表示為第四驅動信號P4 的函數(shù)的三個函數(shù)F1-P1(P4)， F2-P2(P4)和F3-P3(P4)。然后，在下 面的一組交點上確定第四驅動信號P4的交點值P4i:這三個函數(shù)Fl、 F2、 F3彼此的交點，以及這三個函數(shù)Fl、 F2、 F3與等于自身的笫四 驅動信號P4所規(guī)定的直線F4的交點。只有具有相反符號的一階導數(shù) 的那些函數(shù)的交點值P4i是有用的?，F(xiàn)在，計算在第四驅動信號P4的 交點值P4i處的第一、第二和第三驅動信號P1、 P2、 P3以獲得計算值 CV1、 CV2、 CV3。另外，計算在笫四驅動信號P4的有效范圍VR的邊界 值P4min、 P4max處的相關聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號Pl、 P2、 P3。這些值的集合稱作所關心的值(CVl，CV2,CV3，P4i )，其包括笫 四驅動信號P4的交點值P4i和邊界值P4min、 P4max以及相關聯(lián)的計 算值CV1、 CV2、 CV3。為每個集合確定在第四驅動值P4的相關聯(lián)的值 處的所關心的值CV1， CV2, CV3， P4i中的最大值Vmax或最小值Vmin。 相關聯(lián)的值P4或者是交點值之一，或者是最大值Vmax或最小值Vmin 中的一個。最后，選擇第四驅動值P4的值，在該值處，最大值Vmax 或最小值Vmin分別是最小的或最大的。參考圖2和3進一步闡明這種算法。信號處理電路4可以用照相機來代替，由照相機提供三個輸入信 號C1、 C2、 C3，并且不存在輸入信號IV。該照相機也可以提供四個驅 動信號P1、 P2、 P3、 P4。優(yōu)選的是，該照相機接受規(guī)定了是否應該提 供三個輸入信號C1、 C2、 C3或四個驅動信號P1、 P2、 P3、 P4的用戶 輸入。圖2示出作為第四驅動值的函數(shù)的四個驅動值的圖表的例子。沿 水平軸繪出第四驅動信號P4，沿垂直軸繪出三個驅動信號Pl至P3連
同第四驅動信號P4。將三個驅動信號Pl至P3定義為笫四驅動信號P4 的函數(shù)F1=P1(P4)， F2-P2(P4)和F3=P3(P4)。第四驅動信號P4是 通過原點的直線，且一階導數(shù)為1。將四個驅動信號Pl至P4的有效范 圍標準化到區(qū)間0至1。笫四驅動信號P4的/么、共范圍VS從值P4，min 延伸至P4，max并包括這些邊界值，在所述公共范圍VS中，所有的三 個驅動信號P1至P3的值都在其有效范圍內。優(yōu)選的是，選擇線性光域，其中將三個驅動信號Pl至P3定義為 第四驅動信號P4的函數(shù)的函數(shù)由下面的方程式來定義尸l尸l'戶2=+尸3P3'A3其中Pl至P3是三個驅動信號，(Pl' ， P2' ， P3')由通常是 RGB信號的輸入信號來定義，系數(shù)ki規(guī)定了在與3個驅動值Pl至P3 相關聯(lián)的3原色的顏色點以及與笫四驅動信號P4相關聯(lián)的原色之間的 相關性。為了進一步闡明這些函數(shù)的元素之間的關系，現(xiàn)在示出上面的函 數(shù)與標準三原色到四原色轉換有怎樣的關系。在標準三原色到四原色 轉換中，通過下面的矩陣運算將包括驅動信號Pl至P4的驅動信號DS 變換成線性色空間XYZ。Oc，,12H3/14一/21/22Z23X,31,32/33/34具有系數(shù)tij的矩陣定義了四個子像素的四種原色的色坐標。驅動信號Pl至P4是未知的，其必須由多原色轉換來確定。該方程式1 不能直接解出，因為引入了第四原色而存在多個可能的解?，F(xiàn)在用Cx、 Cy、 Cz來代替輸入信號分量Cl、 C2、 C3來表明其定義在線性XYZ色 空間中。本發(fā)明中解決的問題是怎樣構成一種算法，該算法有效地處理了 轉換中的自由度，其是有效的，從而使實時確定公共范圍成為可能。 應用在驅動信號Pl至P4的驅動值的這些可能性之中的特定實時選擇。方程式1可以改寫成 <formula>formula see original document page 13</formula>其中，矩陣[A]規(guī)定為在標準三原色系統(tǒng)中的變換矩陣。方程式2 的項與逆矩陣[A—']相乘得到方程式3。<formula>formula see original document page 13</formula>(3)向量[pr ， P2〃 ， P3']代表如果顯示系統(tǒng)僅包含三原色而獲得的原色值。最后，方程式3改寫成方程式4。<formula>formula see original document page 13</formula>(4)這樣，通過方程式4將任何三原色Pl至P3的驅動信號都表示為 第四原色P4的函數(shù)。這些線性函數(shù)定義了由笫四原色P4和第四原色 P4的值所限定的二維空間中的三條直線，如圖2中所示。將圖2中的 所有值標準化，這意味著四個驅動值P1至P4的值必須在0<Pi《l的 范圍內。從圖2更清楚直接地看到P4的公共范圍VS是所有函數(shù)P1至 P3的值都在有效范圍內的這樣一個范圍。基本上，如果不存在這種公共范圍VS，那么輸入顏色在四原色色 域之外，并因此不能正確地再現(xiàn)該輸入顏色。對于這些顏色，應該應 用裁切(clip)算法，其將這些顏色裁切到該色域。在未預先公開的歐洲專利申請05102641.7中闡明了計算公共范 圍P4， min至P4，邁ax的方案。在圖2中所示的例子中，由函數(shù)F2來確定有效范圍VS的邊界 P4，min，對于小于P4，min的P4的那些值來說，該函數(shù)F2具有比1 大的值。由函數(shù)F3來確定有效范圍VS的邊界P4，max，對于比P4，max 大的P4的那些值來說，該函數(shù)F3具有比1大的值。函數(shù)F1和F4的交點出現(xiàn)在第四驅動值P4的值P4il處。函數(shù)F1 和F3的交點出現(xiàn)在笫四驅動值P4的值P"2處。函數(shù)F3和F4的交點 出現(xiàn)在第四驅動值P4的值P4i3處。函數(shù)F2和F3的交點出現(xiàn)在第四 驅動值P4的值P4i4處。函數(shù)F2和F4的交點出現(xiàn)在第四驅動值P4的
值P4i5處。圖中未示出函數(shù)F1和F2的交點。位于P4i3處的交點與函數(shù)Fl、 F2的交點是沒有用的，因為交叉 的函數(shù)的一階導數(shù)具有相同的符號。還有，交點P4il和P4i5沒有用， 因為這些交點位于有效范圍VS之外。確定函數(shù)Fl至F3在其他交點 P4i2、 P4i4的每一個交點處以及在邊界值P4min、 P4max處的值。在 所示的例子中，僅僅示出了函數(shù)Fl至F3在交點P4il處的值CVll、 CV21、 CV31以及在交點P4i4處的值CV14、 CV24、 CV34。函數(shù)F4在 交點P4il和P4i4處的值等于該交點值?，F(xiàn)在檢查在每個交點和邊界值處函數(shù)Fl至F4中的哪一個具有最 高(或最低)值。在所示的例子中，對于邊界值和有效范圍內的交點 值P4min、 P4i2、 P4i4、 P4max，函數(shù)Fl至F4的最高值分別是1、 CV22、 LMAX、 1。接著選擇交點或邊界值，在所述值處的最高值是最小的(或者在 所述值處的最低值是最大的)。在所示的例子中，這些函數(shù)在交點或 邊界值處的最高值中最小的值分別是函數(shù)F2和F3在交點值P4i4處的 值CV24和CV34。這些最高值中的最小值用LMAX來表明。圖3示出依照本發(fā)明的算法的流程圖。在步驟S0中，將變量i和 u設為0。在步驟S1中，使變量j等于變量i+l。在步驟S2中，將系 數(shù)k (i)的符號與系數(shù)k (j)的符號相比較，其中系數(shù)k (i)和k (j)是方 程式4中的系數(shù)kl至k3。如果符號相同，那么該算法繼續(xù)進行步驟 S10并使變量j加l。在步驟S9中，檢查增加的變量j是否小于4。如 果j小于4，那么算法繼續(xù)進行步驟S2，如果j不小于4，那么在步驟 S8中，將變量i加1，并且在步驟S7中檢查增加的變量i是否小于4。 如果i小于4，那么該算法繼續(xù)進行步驟S1，如果i不小于4，那么該 算法繼續(xù)進行步驟Sll。如果在步驟S2中檢測到符號不相同，且因此這些直線具有相反符 號的一階導數(shù)，那么在步驟S3中，由下面的方程式來確定這兩條直線 的交點值P4iP4i = (Pj'-Pi')/(ki-kj)其中Pj'和Pi'分別是被增加的方程式4的Pl'至P4'中的一 個，所增加的部分為等于自身的第四驅動信號(P4)由下面的方程 式來定義 P4 = P4'+k4*P4 ，其中P4, =0并且1^4 = 1。在步驟S4中，檢查交點值P4i是否小于有效范圍的上限P4max并 大于該有效范圍的下限P4min。如果該交點值P4i不在該有效范圍內， 那么該算法繼續(xù)進行步驟SIO。如果該交點值P4i在該有效范圍內，那 么在步驟S5中將其值存儲為P4(u)，并且在步驟S6中將u的值加1。在步驟Sll中，將下邊界值P4min存儲為P4(u)，在步驟S12中， 將u的值加1，在步驟S13中，將邊界值P4max存儲為P4 (u)，并且在 步驟S14中，將變量u設為l。在步驟S15中，對于u的實際值來說， 通過針對u的值而存儲的P4的值使用方程式4來計算值Pl至P3。用 P4(u)來表示P4的被存儲值，并且該被存儲值是交點值P4i中的一個 或邊界值P4min、 P4max中的一個。該被存儲值P4(u)本身也取作P4 的值。在步驟S16中，將值P1至P4的最大值存儲為P4m(u)。在步驟S17 中，將u的值加l，并且在步驟S20中，檢查是否u<size(P4)。其中， size(P4)是一個數(shù)量，其是交點值P4i和兩個邊界值P4min、 P4max 的數(shù)量總和。如果u〈size(P4)，那么在步驟S15中計算P1至P4的值。在步驟 S16中，確定并存儲值P1至P4的最大值P4m(u)。在步驟S17中，將 變量u加l，并且該算法繼續(xù)進行步驟S20。在計算所有最大值之后， 在步驟S20中的檢查結果為否，那么在步驟S18中，確定所有被存儲 的最大值P4m(u)中的最小值P4opt?，F(xiàn)在該算法的核心在步驟S19結 束。現(xiàn)在可以通過將該最佳值P"pt代入三個函數(shù)Fl至F3中來計算 其他驅動值Pl至P3的值。該最小值P4opt (在圖2中是Pui4 )限定 了從三原色輸入信號Cx、 Cy、 Cz到四個驅動值Pl至P4中的所選擇映 射，其中在利用特定約束時進行這種選擇。該特定選擇是，在函數(shù)F1 至F4在所有所關心的點處的值的集合中，選擇其最大值是最小的那些 值的集合。所關心的點包括函數(shù)Fl至F4的所有交點P4i以及兩個邊 界值P4min、 P4max?？蛇x擇的是，該特定約束可以是，在每個所關心 的點處的值的集合中確定最小值，并且在選擇的所關心的點處該最小 值是最大的。如果所有交點都在有效范圍VS之外，那么p4opt等于邊界值 P4min或P4max中的一個。圖4示出該算法在已調制的背光顯示器中應用的方框圖。將上文 描述的多原色轉換與顯示器中的公知的動態(tài)對比度增強技術相結合， 在所述顯示器中，存在照明單元來照射該顯示器的像素。公知的例于 是與LCD結合的背光單元。塊MPA代表依照本發(fā)明實施例在特定約束下的多原色轉換。該多 原色轉換接收三個輸入信號R、 G、 B，并提供四個驅動信號Pl至P4。 動態(tài)對比度增強電路DCE接收這四個驅動信號Pl至P4，并向四原色顯 示器FPD提供校正的驅動信號P1'至P4'。該動態(tài)對比度增強電路DCE 進一步向背光單元BL提供控制信號BLM，該背光單元照射顯示器FPD 的像素。參照圖5來闡明已調制的背光顯示器的操作。圖5A至5C示出用于闡明將該算法應用于具有三原色R、 G和B的 已調制的背光顯示器中的圖表。在圖5A至5C的所有圖中，水平軸代 表輸入信號R、 G和B的可能的值。在所示的例子中，輸入信號R、 G 和B是8位字，其值在0至255的范圍內。垂直軸代表一個值在特定 的輸入圖像中出現(xiàn)的次數(shù)。圖5A示出輸入信號R的直方圖，輸入信號R通常代表紅色的原色。 對于該特定的輸入圖像，輸入信號R的最大值是MVR。圖5B示出輸入 信號G的直方圖，輸入信號G通常代表綠色的原色。輸入信號G的最 大值是MVG。圖5C示出輸入信號B的直方圖，輸入信號B通常代表藍 色的原色。輸入信號B的最大值是MVB。在所示的例子中，輸入信號B具有在最大值中最高的值。因此， 可以將所有輸入信號R、 G、 B都放大相同的倍數(shù)，所述倍數(shù)選擇為使 值MVB變成等于255。必須對背光單元BL進行控制以使其亮度以相同 的倍數(shù)減小，以便獲得的顯示器亮度與具有原始R、 G、 B輸入信號以 及原始背光單元BL的亮度相同。多原色轉換MPA在驅動值Pl至P4的最大值是最小的這種約束下 將輸入信號R、 G、 B (其通常是EBU R、 G、 B信號)映射成驅動值Pl 至P4。因此，能夠使背光單元BL最大程度地變暗。可選擇的是，在其他應用中，可能有利的是確定這樣一種映射， 其在一定約束下將輸入信號R、 G、 B映射成驅動值Pl至P4，所述約束 是驅動值Pl至P4的最小值是最大的從而盡可能地避免低驅動值，例如避免特定顯示器的伽瑪函數(shù)中的誤差。依照本發(fā)明的多原色轉換MPA不需要將由輸入信號R、 G、 B所規(guī) 定的完整的輸入色范圍按照相同的方式映射成驅動值P1至P4。多原色 轉換MPA可以利用在輸入色范圍的子集上的特定約束，所述輸入色范 圍例如僅僅是與輸入信號R、 G、 B所規(guī)定的圖像直方圖(圖5A至C) 的邊界鄰近的那些顏色。圖6示出了對于RGBW顯示器來說作為第四驅動值的函數(shù)的四個驅 動值的圖表。在W子像素的色度與RGB子像素所建立的色度圖的白色點相符的 特殊情況下，函數(shù)F1至F3變得更簡單方程式4的所有系數(shù)kl至k3 具有相等的負值。這樣，代表函數(shù)Fl至F3的直線以相同的角度與直 線P4-P4相交。另外，如果W子像素的最大可能亮度等于RGB子像素 的最大可能亮度，那么方程式4的所有系數(shù)kl至k3的值為-1，并且 代表函數(shù)F1至F3的直線以90度與直線P4-P4相交。在圖6所示的特定實施例中，顯示器FPD包括RGBW(紅、綠、藍、 白)子像素，其中在方程式4中，系數(shù)kl至k3的值都為-1。因此， 函數(shù)F1至F3都是以90度與直線P4=P4相交的直線，其在垂直軸上分 別具有P1' 、 P2'和P3'的起始值。這種顯示器允許特殊有效的背光 調制，因為大部分顏色都部分地使用了白色分量?，F(xiàn)在第四驅動值P4 的有效范圍覆蓋0至1的各個值。函數(shù)F1-P1(P4)和F4=P4(P4)的交點出現(xiàn)在P4=P4il3。函數(shù) F2-P2(P4)和F4的交點出現(xiàn)在P4=P4il2。函數(shù)F3-P3 (P4)和F4的交 點出現(xiàn)在P4=P4ill。確定所有函數(shù)Fl至F4在P4的每個交點值處以 及在邊界值0和1處的值。將函數(shù)Fl至F4在P4的這些值中的每一個 值處的最大值進行比較，選擇P4使得該最大值最小。在圖6中所示的例子中，對于P4-0，最大值是P1'，對于P4-P4i11 和P4-P4i12，最大值是函數(shù)F1的值，對于P4-P4i13，最大值是等于 F4的值的函數(shù)F1的那個值，在P4-P4max處，最大值是函數(shù)F4的值。 根據(jù)圖6顯而易見的是，所確定的最大值中的最小值出現(xiàn)在 P4=P4il3。在包括照相機、打印機和顯示器的系統(tǒng)中，重要的是打印和顯示 正確的顏色。因此，在照相才幾和打印才幾或顯示設備之間交換的圖l象信
息應當具有通用的格式。這種通用的格式優(yōu)選是XYZ色空間。從照相 機接收圖像的這些設備具有顏色管理模塊，其將XYZ色空間中的圖像 轉換成該設備所需的色空間。在打印機中，該顏色管理模塊通常將XYZ 空間中的圖像轉換成CMY色空間。在顯示器中，該顏色管理模塊通常 將XYZ空間中的圖像轉換成RGB色空間。但是，在依照本發(fā)明的顯示 器中，顯示器中的顏色管理模塊將XYZ空間中的圖像轉換成由四個子 像素的四原色所定義的色空間。這種轉變可以直接進行，或者經(jīng)由RGB 色空間進行。此外，必須注意，在實踐中，本文中^^開的算法部分可以整體或 部分地以硬件實現(xiàn)，或者以在專用的數(shù)字信號處理器或通用處理器等 上運行的軟件來實現(xiàn)。該硬件可以是專用IC的一部分。應當將計算機程序產品理解為使通用或專用處理器能夠執(zhí)行一種發(fā)明的任何特性函數(shù)的命令集的任何物理實現(xiàn)。這些命令可以在一個 步驟中或者在一 系列裝入步驟中裝入到處理器中。這一 系列裝入步驟 可以包括中間轉換步驟，例如譯成中間語言和/或最終的處理器語言。 特別是，該計算機程序產品可以實現(xiàn)為在例如盤或磁帶、存儲器的栽 體上的數(shù)據(jù)、在有線或無線網(wǎng)絡連接上傳送的數(shù)據(jù)，或者在例如紙張 的任何其他媒體上的程序代碼。除了程序代碼之外，也可以將該程序 所需的特性數(shù)據(jù)包括在計算機程序產品內。該方法的操作所需的 一些 步驟可以已經(jīng)存在于該處理器的功能中來代替定義在該計算機程序產 品中，所述步驟例如數(shù)據(jù)輸入和輸出步驟。應該注意，上述實施例是說明而非限制本發(fā)明，本領域的技術人 員將能夠設計出許多不背離隨附的權利要求的范圍的許多可選擇的實 施例。在權利要求中，置于括號之間的任何附圖標記都不應當理解為限 制該權利要求。使用的動詞"包括"及其動詞變化不排除還存在除了 該權利要求所指定的元件或步驟之外的元件或步驟。位于元件前面的 冠詞"一"或"一個"不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可以借助于 包括幾個不同的元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在 列舉了幾個裝置的設備權利要求中，這些裝置的幾個可以具體化為同 一個硬件。在彼此不同的從屬權利要求中列舉的某些措施不表示不能 夠利用這些措施的組合。
權利要求
1.一種將包括第一、第二和第三輸入信號(C1、C2、C3)的三原色輸入信號轉換成包括第一、第二、第三和第四驅動信號(P1、P2、P3、P4)的四原色驅動信號的方法，所述四原色驅動信號用于驅動多原色加色顯示器(3)的四種原色，該方法包括定義將第一、第二和第三驅動信號(P1、P2、P3)表示為第四驅動信號(P4)的函數(shù)的三個函數(shù)(F1、F2、F3)，確定第四驅動信號(P4)在下面的一組交點上的交點值(P4i)這三個函數(shù)(F1、F2、F3)彼此的交點，以及這三個函數(shù)(F1、F2、F3)與等于自身的第四驅動信號(P4)所定義的直線(F4)的交點，其中僅僅具有相反符號的一階導數(shù)的那些函數(shù)的交點值(P4i)是有用的，計算在第四驅動信號(P4)的交點值(P4i)處以及在第四驅動信號(P4)的有效范圍(VR)的邊界值(P4min、P4max)處的相關聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號(P1、P2、P3)，以獲得計算值(CV1、CV2、CV3)，在所述有效范圍中，所有的驅動信號(P1、P2、P3、P4)都具有有效值，確定所關心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)，其包括交點值(P4i)和邊界值(P4min、P4max)以及相關聯(lián)的計算值(CV1、CV2、CV3)，選擇在交點值(P4i)和邊界值(P4min、P4max)處所關心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)，以及選擇交點值(P4i)或邊界值(P4min、P4max)，在所選擇的值處的最大值(Vmax)是最小的，或者在所選擇的值處的最小值(Vmin)是最大的。
2. 如權利要求l所述的方法，其中這三個函數(shù)(F1、 F2、 F3)是 由下面的方程式所確定的三條直線<formula>formula see original document page 2</formula>其中pi至PA分別是第一、第二、第三和第四驅動信號，pr 、 P2'、P3'由第一、笫二和第三輸入信號(Cl、 C2、 C3)來定義，系數(shù)kl至k3 定義了在與第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)相關聯(lián)的三原 色以及與第四驅動信號(P4)相關聯(lián)的另一種原色之間的相關性。
3. 如權利要求2所述的方法，其中等于自身的第四驅動信號(P4) 由下面的方程式來定義P4 = P4'+k4*P4 ，其中P4, -O并且k何其中對于給定的一對直線，其相關聯(lián)的系數(shù)(kl、 k2、 k3、 k4) 具有不同的符號，交點值(P4i)是 P4i-(Pj-Pm)/(km-kj)，其中Pj是與那一對直線的第一條直線相關聯(lián)的Pl' 、 P2' 、 P3' 、 P4'中 的一個，Pm是與那一對直線的第二條直線相關聯(lián)的Pl' 、 P2' 、 P3' 、 P4' 中的一個，Kj是與第一條直線相關聯(lián)的系數(shù)kl、 k2、 k3、 k4中的一個， Km是與第二條直線相關聯(lián)的系數(shù)kl、 k2、 k3、 k4中的一個。
4. 如權利要求l所述的方法，其中將第四驅動值(P4)的有效范 圍之外的交點值(P4i)裁切到與該交點值(P4i)最接近的邊界值(P4min、 P4max )中的一個，從而獲得裁切后的第四交點值 (P紐in;P4max)，并且其中在確定與有效范圍之外的交點值(P4i)相關聯(lián)的所關心的值(CV1、 CV2、 CV3、 P4i)中利用該裁切后的第四交點值(P4min; P4max )。
5. 如權利要求l所述的方法，其中通過執(zhí)行下面的步驟來確定第 四驅動信號(P4)的有效范圍(VR)使所有驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4 )都具有有效值為第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)確定第四驅動信號 (P4)的相應范圍，對于該范圍來說，第一、第二或第三驅動信號(P1、 P2、 P3)都具有有效值，以及將該有效范圍(VR)確定(l)為第四驅動信號(P4)的公共范圍， 在該范圍中，第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)中的每一個 都具有有效值。
6. 如權利要求5所述的方法，進一步包括如果第四驅動信號(P4) 的公共范圍是不可實現(xiàn)的，那么裁切(clip)該輸入信號(Cl、 C2、 C3)。
7. —種用于將包括第一、第二和第三輸入信號(Cl、 C2、 C3)的 三原色輸入信號轉換成包括第一、第二、第三和第四驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)的四原色驅動信號的系統(tǒng)，所述四原色驅動信號用于驅 動多原色加色顯示器(3)的四種原色，該系統(tǒng)包括用于定義將第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)表示為第 四驅動信號(P4)的函數(shù)的三個函數(shù)(Fl、 F2、 F3)的裝置，用于確定第四驅動信號(P4 )在下面的一組交點上的交點值(P4i ) 的裝置這三個函數(shù)(F1、 F2、 F3)彼此的交點，以及這三個函數(shù)(F1、 F2、 F3)與等于自身的第四驅動信號(P4)所定義的直線(F4)的交 點，其中僅僅具有相反符號的一階導數(shù)的那些函數(shù)的交點值(P4i )是 有用的，用于計算(i)在第四驅動信號(P4)的交點值(P4i)處的相關 聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)以獲得計算值(CV1、 CV2、 CV3)，并計算(ii )在第四驅動信號(P4)的有效范圍(VR) 的邊界值(P4min、 P4max)處的相關聯(lián)的第一、笫二和第三驅動信號 (Pl、 P2、 P3)的裝置，在所述有效范圍中，所有的驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)都具有有效值，用于確定所關心的值(CV1、 CV2、 CV3、 P4i)的裝置，其包括交 點值(P4i)和邊界值(P4min、 P4max )以及相關聯(lián)的計算值(CV1、 CV2、 CV3)，用于選擇在交點值(P4i )和邊界值(P4min、 P4max )處所關心的 值(CV1、 CV2、 CV3、 P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的裝 置，以及用于選擇交點值(P4i )的裝置，在所選擇的值處的最大值(Vmax ) 是最小的，或者在所選擇的值處的最小值(Vmin)是最大的。
8. —種顯示器件，其包括權利要求7的系統(tǒng)、用于接收代表將要 被顯示的圖像的輸入信號以便向該系統(tǒng)提供第 一 、第二和第三輸入信 號(Cl、 C2、 C3)的信號處理器，以及用于接收第一、第二、第三和 第四驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)到顯示設備的子像素的顯示設備。
9. 如權利要求8所述的顯示器件，進一步包括光單元，其用于照 射子像素并具有用于接收調制信號的輸入端，該調制信號用于調制由 該光單元產生的光的強度，其中用于選擇最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的裝置配置為選擇最大值，用于選擇交點值(P4i )的裝置配 置為在選出的最大值中選擇最小值(Vmin)，并且其中該顯示器件進 一步包括控制單元，其用于接收第一、第二、第三和第四驅動信號(P1、 P2、 P3、 P4)以提供調制信號來使光的強度降低并且如果第一、第二、 第三和第四驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)中具有最大振幅的那一個驅動信號的振幅小于或等于最大容許振幅，那么相應地增大第一、第二、 第三和第四驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)的振幅。
10. 如權利要求8所述的顯示器件，其中該顯示設備具有伽瑪函 數(shù)，并且其中用于選擇最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的裝置配置 為選擇最小值，用于選擇交點值(P4i)的裝置配置為在選出的最小值 中選擇最大值(Vmax)。
11. 如權利要求8或IO所述的顯示器件，其中該顯示設備具有伽 瑪函數(shù)，并且其中用于選擇最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的裝置 配置為選擇最大值，用于選擇交點值(P4i)的裝置配置為在選出的最 大值中選擇最小值(Vmin)。
12. —種計算機程序產品，其包括使處理器能夠執(zhí)行權利要求1 的方法的處理器可讀代碼，該處理器可讀代碼包括用于定義將第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)表示為第 四驅動信號(P4)的函數(shù)的三個函數(shù)(Fl、 F2、 F3)的代碼，用于確定第四驅動信號(P4 )在下面的一組交點上的交點值(P4i ) 的代碼這三個函數(shù)(F1、 F2、 F3)對彼此的交點，以及這三個函數(shù) (Fl、 F2、 F3)與等于自身的第四驅動信號(P4)所定義的直線(FO 的交點，其中僅僅具有相反符號的一階導數(shù)的那些函數(shù)的交點值 (P4i )是有用的，用于計算在第四驅動信號(P4)的交點值(P")處以及在第四驅 動信號(P4)的有效范圍(VR)的邊界值(P4min、 P4max )處的相關 聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號(Pl、 P2、 P3)以獲得計算值(CV1、 CV2、 CV3)的代碼，在所述有效范圍中，所有的驅動信號(Pl、 P2、 P3、 P4)都具有有效值，用于確定所關心的值(CV1、 CV2、 CV3、 P4i)的代碼，其包括交 點值(P4i)和邊界值(P4min、 P4max )以及相關聯(lián)的計算值(CV1、 CV2、 CV3)， 用于選擇在交點值(P4i )和邊界值(P4min、 P4max )處所關心的 值(CV1、 CV2、 CV3、 P4i)的最大值(Vmax )或最小值(Vmin)的代 碼，以及用于選擇交點值(P4i)或邊界值(P4min，P4max)的代碼，在所 選擇的值處的最大值(Vmax)是最小的，或者在所選擇的值處的最小 值(ViDin)是最大的。
13. 如權利要求12所述的計算機程序產品，其中該計算機程序產 品是在圖像處理應用中的軟件插件。
14. 一種照相機，其包括權利要求7的系統(tǒng)，以及提供第一、第 二和笫三輸入信號(Cl、 C2、 C3)的圖像傳感器。
15. —種便攜式設備，其包括權利要求14的照相機。
全文摘要
一種將包括第一、第二和第三輸入信號(C1、C2、C3)的三原色輸入信號轉換成包括第一、第二、第三和第四驅動信號(P1、P2、P3、P4)的四原色驅動信號的方法，所述四原色驅動信號用于驅動多原色加色顯示器(3)的四種原色。該方法定義了將第一、第二和第三驅動信號(P1、P2、P3)表示為第四驅動信號(P4)的函數(shù)的三個函數(shù)(F1、F2、F3)。確定第四驅動信號(P4)在下面的一組交點上的交點值(P4i)這三個函數(shù)(F1、F2、F3)彼此的交點，以及這三個函數(shù)(F1、F2、F3)與等于自身的第四驅動信號(P4)所定義的直線(F4)的交點，其中僅僅具有相反符號的一階導數(shù)的那些函數(shù)的交點值(P4i)是有用的(relevant)。計算(i)在第四驅動信號(P4)的交點值(P4i)處的相關聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號(P1、P2、P3)以獲得計算值(CV1、CV2、CV3)，并計算(ii)在第四驅動信號(P4)的有效范圍(VR)的邊界值(P4min、P4max)處的相關聯(lián)的第一、第二和第三驅動信號(P1、P2、P3)，在所述有效范圍中，所有的驅動信號(P1、P2、P3、P4)都具有有效值。確定所關心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)，其包括第四驅動信號(P4)的交點值(P4i)以及相關聯(lián)的計算值(CV1、CV2、CV3)。計算在交點值(P4i)處所關心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)。最后，選擇交點值(P4i)，在所選擇的值處的最大值(Vmax)是最小的，或者在所選擇的值處的最小值(Vmin)是最大的。
文檔編號G09G5/02GK101164098SQ200680013210
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權日2005年4月21日
發(fā)明者G·J·赫克斯特拉, N·拉曼, O·貝利克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司