專利名稱：子像素映射的制作方法
專利說明子像素映射 本發(fā)明涉及一種將四原輸入信號映射到顯示設(shè)備的四子像素組的方法、一種計算機程序產(chǎn)品、一種將四原輸入信號映射到顯示設(shè)備的四子像素組的系統(tǒng)、一種驅(qū)動顯示設(shè)備并且包括該系統(tǒng)的電路、一種包括該電路的顯示器件、一種包括該電路的便攜式設(shè)備、一種廣播系統(tǒng)以及一種廣播方法。
當(dāng)前的顯示器含有三種不同顏色的子像素，這些子像素通常含有三原色R(紅)、G(綠)和B(藍)。這些顯示器由三個輸入顏色信號驅(qū)動，對于帶RGB子像素的顯示器而言，這些輸入顏色信號優(yōu)選地是RGB信號。這些輸入顏色信號可以是任何其他相關(guān)的三元信號，例如YUV信號。但是，必須對這些YUV信號進行處理以得到用于RGB子像素的RGB驅(qū)動信號。一般而言，這些具有三種不同顏色子像素的顯示器的色域相對較小。
具有顏色互不相同的四個子像素的顯示器提供了更寬的色域，如果第四個子像素產(chǎn)生的顏色超出由其他三個子像素的顏色所定義的色域?？商鎿Q地，第四個子像素可以產(chǎn)生位于其他三個子像素色域之內(nèi)的顏色。第四個子像素可以產(chǎn)生白光。具有四個子像素的顯示器也稱為四原顯示器。通常，具有發(fā)出R(紅)、G(綠)、B(藍)和W(白)光的子像素的顯示器稱為RGBW顯示器。
更為一般的情況下，具有N≥4種不同顏色子像素的顯示器稱為多原顯示器。用于子像素N原色的N個驅(qū)動信號是通過求解方程組由三個輸入彩色信號計算得到的，所述方程組定義了N個驅(qū)動信號和三個輸入信號的關(guān)系。由于只有三個可用的方程，而待定的未知驅(qū)動信號有N個，因此通常存在許多可能的解。多原變換算法通過從上述許多可能的解中選擇一個解來將三個輸入顏色信號轉(zhuǎn)換成N個驅(qū)動信號。
但是，在四原子像素上映射三原輸入信號看起來是個重大的挑戰(zhàn)。如果一個像素內(nèi)的所有子像素都接收來自同一輸入像素的驅(qū)動值，那么第四個子像素的加入就會引起顯示器分辨率的降低。為了恢復(fù)分辨率，從三原輸入信號到四個驅(qū)動信號的變換包括下采樣操作(采樣因子為2)，該下采樣操作通過在一組四子像素上映射兩個或多個輸入樣本來實現(xiàn)。輸入信號一般包含RGB分量，呈規(guī)則的矩形顯示器像素網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。但是，由于下采樣和映射，這種規(guī)則的矩形顯示器像素網(wǎng)格結(jié)構(gòu)會喪失。下采樣造成顏色偽影，這種偽影取決于三原輸入信號的三個分量的值。
本發(fā)明的一個目的是提供一種將四原輸入信號映射到顯示器的四子像素組的方法，這種方法所引起的分辨率降低更小。
本發(fā)明的第一個方面提供一種如權(quán)利要求1所述的、將四原輸入信號映射到四子像素組的方法。本發(fā)明的第二個方面提供一種如權(quán)利要求8所述的計算機程序產(chǎn)品。本發(fā)明的第三個方面提供一種如權(quán)利要求10所述的、用于將四原輸入信號映射到顯示設(shè)備的四子像素組的系統(tǒng)。本發(fā)明的第四個方面提供一種如權(quán)利要求11所述的、用于驅(qū)動顯示設(shè)備的電路。第五個方面提供一種如權(quán)利要求12所述的顯示器件。第六個方面提供一種如權(quán)利要求13所述的便攜式設(shè)備。第七個方面提供一種如權(quán)利要求14所述的廣播系統(tǒng)。第八個方面提供一種如權(quán)利要求15所述的廣播方法。在從屬權(quán)利要求中限定了有利的實施例。
本發(fā)明目的在于在顯示設(shè)備的四子像素組上映射四原輸入信號的樣本。假定已經(jīng)執(zhí)行了從三個輸入顏色信號到四原輸入信號的變換。可替換地，四原輸入信號可以通過諸如照相機、服務(wù)器或視頻處理設(shè)備之類的輔助設(shè)備來產(chǎn)生。四原輸入信號包括輸入樣本序列，該序列的每個樣本包括四個子樣本，所述四個子樣本分別具有用于第一輸入信號、第二輸入信號、第三輸入信號和第四輸入信號的值。子樣本的這些值稱為樣本分量，或者只稱為分量。
四子像素組包括提供第一顏色光的第一子像素、提供第二顏色光的第二子像素、提供第三顏色光的第三子像素和提供第四顏色光的第四子像素。第一、第二、第三和第四顏色均不相同，并且第四顏色位于第一、第二和第三顏色的色域內(nèi)。
所述方法包括對四原輸入信號的樣本進行下采樣的下采樣過程。第一輸入樣本的第一分量、第二分量和第三分量分別分配給特定相鄰子像素組的第一、第二和第三子像素。第二輸入樣本的第四分量分配給該同一特定相鄰子像素組的第四子像素。第一輸入樣本和第二輸入樣本通過顯示設(shè)備上的相鄰位置關(guān)聯(lián)起來。因此，第一輸入樣本的第四分量和第二輸入樣本的第一、第二、第三分量沒有分配給所述特定相鄰子像素組的子像素。優(yōu)選地，根本不產(chǎn)生或傳送第一和第二輸入樣本的這些分量，這提供了更為有效的多原變換。此外，這還有一個優(yōu)點，即不必在映射前進行濾波。事實上，映射/下采樣是如此簡單，以至于它很可能是多原變換的一部分(即多原變換僅輸出顯示器上所需的子像素值)。
這種下采樣過程以一種亮度方面分辨率的降低更加難以被覺察的方式執(zhí)行，因為第一輸入樣本的第一、第二和第三輸入分量與第二樣本的第四輸入分量兩者的組定義了一個與第四顏色相關(guān)的亮度分量。而且，由于無色(灰度)圖像保持無色，所述變換和映射避免了嚴重的顏色偽影。
因此，這種特別的映射算法的主要優(yōu)點是，一方面的第一、第二和第三子像素組與另一方面的第四子像素兩者代表了與第四子像素顏色有關(guān)的亮度信息。
另外，與第四顏色分量有關(guān)的顏色中不會出現(xiàn)顏色誤差。例如，當(dāng)顯示黑白信息并且使用提供紅光的第一子像素、提供綠光的第二子像素、提供藍光的第三子像素和提供白光的第四子像素時，由于第一、第二和第三子像素構(gòu)成的組能夠提供白光，因此不會出現(xiàn)顏色誤差。如果第四子像素含有另一種顏色，仍然可能用第一、第二和第三子像素構(gòu)成的組產(chǎn)生同一種顏色，因為該另一種顏色位于能夠由第一、第二和第三子像素產(chǎn)生的色域中。
相反，如果映射不包括將同一輸入樣本的分量分配給第一、第二和第三子像素，那么在顯示黑白信息時，如果第四子像素提供白光，就會造成顏色誤差。
在如權(quán)利要求3所述的實施例中，顯示設(shè)備由背后照明單元照明。因此，子像素提供的光是通過調(diào)制來自于背后照明單元的入射光來獲得的。為了得到紅、綠和藍光，分別將紅、綠和藍色濾光器與第一、第二和第三子像素關(guān)聯(lián)起來。背后照明單元提供的光不經(jīng)濾光通過第四子像素。當(dāng)然，所有的子像素，也包括第四子像素，都能響應(yīng)于關(guān)聯(lián)分量確定的驅(qū)動電壓來調(diào)制入射光的強度。優(yōu)選地，背后照明單元提供的光呈白色。但是可替換地，背后照明單元的光可以具有另一種顏色，并且第一到第三子像素的顏色可以有別于紅、綠和藍色。這在應(yīng)用不同(更藍)白點(仍然稱之為“白”)的顯示器中尤其令人感興趣。在彩色時序顯示器中也是令人感興趣的，其中背后照明光平均呈白色，但在交替的幀中呈紅色/綠色/藍色，而顯示器上的子像素仍然是RGBW。
在如權(quán)利要求5所述的實施例中，在四原輸入信號中，另一個輸入樣本相對于特定輸入樣本而被定位，以便同四子像素的位置相對應(yīng)，該位置是四子像素分別同子像素組中第一、第二、第三子像素構(gòu)成的子分組的相對位置。這提供了輸入樣本相對于子像素幾何結(jié)構(gòu)的最佳時間選擇。第四子像素可以位于顯示屏上的同一水平線(行)或豎直線(列)上。但是，也可能是其他幾何結(jié)構(gòu)，例如，第四子像素可以位于第一、第二和第三子像素的中心位置的相鄰線上。
在如權(quán)利要求6所述的實施例中，第二輸入樣本處于視頻輸入圖像第一直線上緊鄰第一輸入樣本之前或之后的位置。第一輸入樣本的第一、第二、第三分量用于驅(qū)動第一子像素組的第一、第二和第三子像素。第二輸入樣本的第四分量用于驅(qū)動第一子像素組的第四子像素。
此外，第三和第四輸入樣本被下采樣到第二子像素組。第二子像素組包括提供第一顏色光的第五子像素、提供第二顏色光的第六子像素、提供第三顏色光的第七子像素和提供第四顏色光的第八子像素。下采樣將第四輸入樣本的第一、第二和第三分量分別分配給第五、第六和第七子像素，將第三輸入樣本的第四分量分配給第八子像素。第四輸入樣本處于視頻輸入圖像第二直線上緊鄰第三輸入樣本之前或之后的位置。第二直線緊鄰第一直線之前或之后。應(yīng)當(dāng)指出，視頻輸入圖像的直線可以沿水平方向或豎直方向延伸。在水平方向上，輸入樣本彼此在時間上緊鄰。在豎直方向上，輸入樣本彼此延遲一個行掃描周期。
在如權(quán)利要求7所述的實施例中，依照本發(fā)明的映射之前是從三原色輸入信號到四原輸入信號的變換。這個變換是在等亮度約束下進行的，該等亮度約束一方面針對第一子像素、第二子像素和第三子像素的組合的亮度，另一方面針對第四子像素的亮度。其優(yōu)點是，第四子像素和第一、第二和第三子像素組之間的亮度差達到最小。
根據(jù)下面描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得明顯，并且將參照下面描述的實施例對其進行闡述。
在附圖中

圖1顯示了用三原子像素組在顯示器上映射三原輸入信號的現(xiàn)有技術(shù)； 圖2示意性地顯示了具有四子像素組并且由背后照明單元照明的LCD顯示器的一部分； 圖3顯示了一種顯示器件的方框圖，該顯示器件包括用于將四原輸入信號映射到四子像素組的系統(tǒng)； 圖4顯示了依照本發(fā)明的一個實施例用四原子像素組在顯示器上對四原輸入信號進行的映射； 圖5顯示了提供信息的廣播系統(tǒng)，所述信息包括用于驅(qū)動四原子像素的信號； 圖6示意性地顯示了一種顯示器件的方框圖，該顯示器件包括一種用于將三原輸入彩色信號變換成N原彩色驅(qū)動信號的系統(tǒng)； 圖7顯示了一個用于說明附加方程的實施例的圖； 圖8顯示了另一個用于說明附加方程的實施例的圖； 圖9顯示了實現(xiàn)依照本發(fā)明的變換的實施例的方框圖。
應(yīng)當(dāng)指出，在不同圖中使用相同參考數(shù)字的項目具有相同的結(jié)構(gòu)特征和相同的功能，或者是相同的信號。當(dāng)接合特定圖對這種項目的功能和/或結(jié)構(gòu)做出解釋后，詳述另一幅圖時不再加以重復(fù)。
在以特定數(shù)量的大寫字母開始隨后是字母i和/或j的參考標記中，i和j是指標。這些指標i和j指示一般由大寫字母表示的項目，或者可以指示由參考標記所表示的多個項目中的任何一個。如果提及這些項目中的一個特定項目，這些指標就用一個數(shù)字代替。例如，如果用大寫字母P表示矩陣顯示器的像素，那么Pij或者表示該矩陣顯示器的所有像素，或者表示這些像素中的一個。與之相對照，Pmn表示第m行第n列的像素。權(quán)利要求中使用的指標僅僅表示在圖中顯示的指標，不能認為這些指標限制了權(quán)利要求的范圍。
圖1顯示了用三原子像素組在顯示器上映射三原輸入信號的現(xiàn)有技術(shù)。
顯示在右側(cè)的顯示設(shè)備DD是個矩陣顯示器，其中像素Pij排列成m行n列。第1行包含像素P11、P12，...，P1n，第2行包含像素P21、P22，...，P2n，最后一行包含像素Pml～Pmn。這些像素中的每一個Pij都包含三個子像素RPij、GPij和BPij。在圖1中，僅使用參考標記表示了子像素RP11、GP11、BP11。
左側(cè)顯示了三原輸入信號TIS。三原輸入信號TIS也稱為輸入信號，它包括輸入樣本Iij序列。這些輸入樣本中的每一個都包括三個值定義紅色分量Rij的第一值，定義綠色分量Gij的第二值，和定義藍色分量Bij的第三值。在圖1中，對于輸入圖像的一幀，只顯示了輸入圖像第一線的樣本I11、I12和I1n，輸入圖像第二線的樣本I21和I22，以及輸入圖像最后一線的樣本Iml和Imn。在第一線中，只表示了分量R11、G11、B11和R12、G12、B12。雖然通常在時間上按順序提供三原驅(qū)動信號的樣本Iij，并且通過使將樣本Iij寫到像素Pij與樣本Iij的出現(xiàn)同步來獲得樣本Iij到正確像素Pij的映射，在圖1的左側(cè)矩陣中，認為這些樣本經(jīng)排列已經(jīng)與顯示設(shè)備DD上的位置具有正確的關(guān)系。
現(xiàn)有映射技術(shù)對欲在對應(yīng)像素Pij處顯示的輸入樣本Iij的映射相當(dāng)直接，其第一分量Rij用來驅(qū)動第一子像素RPij，第二分量Gij用來驅(qū)動第二子像素GPij，第三分量Bij用來驅(qū)動第三子像素BPij。當(dāng)然，與這些分量關(guān)聯(lián)的顏色和子像素必須匹配。通常，第一值Rij是輸入樣本Iij的紅色分量且第一子像素RPij提供紅光，第二值Gij是輸入樣本Iij的綠色分量且第二子像素GPij提供綠光，第三值Bij是輸入樣本Iij的藍色分量且第三子像素BPij提供藍光。當(dāng)然，子像素GPij的順序可以不同。
因此，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的映射是個簡單的一對一映射。但是，如果必須在具有四子像素組的顯示器上顯示原始的三原輸入信號TIS，那么這種映射就會復(fù)雜得多。原始的三原輸入信號TIS首先變換成四原輸入信號IS，其四個分量與四子像素的四種顏色相匹配?，F(xiàn)在，如果四原輸入信號IS的輸入樣本Sij的四個分量中的每一個都一對一地映射到四個子像素，那么或者(如果所述四子像素和三子像素顯示器的子像素的尺寸相同，則)顯示器的分辨率會降低，或者(如果分辨率保持恒定，則)每個子像素的光輸出會降低。這些問題可以通過以采樣因子2對四原驅(qū)動信號進行下采樣來解決。這意味著兩個輸入樣本被映射到同一個四子像素組。
本發(fā)明旨在提供一種從輸入樣本到四子像素的特殊映射。這種特殊映射將參照圖3和4進行闡述。首先，在圖2中說明了顯示設(shè)備DD的一個特殊實施例。
圖2示意性地顯示了具有四子像素組并且由背后照明單元照明的LCD顯示器的一部分。該LCD顯示器具有用LCD材料制造的四子像素組RPij、GPij、BPij、WPij，其傳輸可以通過給LCD材料施加驅(qū)動電壓來以眾所周知的方式加以控制。圖中未顯示LCD顯示器的支撐基底和偏光器。所述四個子像素RPij、GPij、BPij、WPij由用背后照明單元BL產(chǎn)生的光BLL來照明。僅顯示了兩組Pij，各由四個相鄰子像素RPij、GPij、BPij、WPij構(gòu)成。第一濾色器RF與子像素RPij關(guān)聯(lián)，第二濾色器GF與子像素GPij關(guān)聯(lián)，第三濾色器BF與子像素BPij關(guān)聯(lián)。濾色器RF、GF、BF濾除不同的顏色，使得關(guān)聯(lián)的LCD子像素提供不同譜段的光BLL。這些不同的譜段可以部分重疊。沒有濾色器與子像素WPij關(guān)聯(lián)，因此子像素WPij貢獻的光的顏色與光BLL的顏色相同。彩色濾光器RF、GF、BF的選擇使得子像素RPij、GPij和BPij混合光的(可見的)顏色與光BLL的相同。
優(yōu)選地，濾色器RF、GF、BF分別是紅、綠和藍光濾光器，并且光BLL是白光。
圖3顯示了一種顯示器件的方框圖，該顯示器件包括用于將四原驅(qū)動信號映射到四子像素組的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)以具有樣本Iij的三原輸入信號TIS開始，每個樣本都包含Rij(通常為紅色)分量、Gij(通常為綠色)分量和Bij(通常為藍色)分量。多原變換器MPC將三原輸入信號TIS的樣本Iij變換成四原輸入信號IS的樣本Sij。四原輸入信號IS的樣本Sij包含RIij、GIij、BIij、WIij分量。像這樣的多原變換器MPC是眾所周知的。
依照本發(fā)明的下采樣器或映射器MAP將樣本RIij、GIij、BIij、WIij映射到四原輸出信號OS，該四原輸出信號的每個樣本Dij都包含四個分量RDij、GDij、BDij、WDij，這些分量分別驅(qū)動子像素RPij、GPij、BPij和WPij。圖中僅示意性顯示了顯示器DD和發(fā)出背后光BLL的背后照明單元BL。優(yōu)選地，顯示器DD是個矩陣顯示器。顯示器DD可以是如圖2中所示的LCD，或者可以是能夠調(diào)制來自背后照明單元BL的光BLL的另一種顯示器。所述調(diào)制可以通過改變子像素RPij、GPij、BPij和WPij的透射率或反射率來獲得。背后照明單元BL可以從強度和顏色方面調(diào)制光BLL。在諸如LED顯示器之類的、其中子像素發(fā)光的顯示器中，可以忽略背后照明單元BL。
所述顯示器件可以是電視、計算機監(jiān)視器，或者任何其他含有顯示器的設(shè)備，例如用于移動通信或個人用途的手持器件(例如，個人數(shù)字助理，或者電子圖書)。
圖4顯示了依照本發(fā)明實施例用四原子像素組在顯示器上對四原輸入信號進行的映射。圖4顯示了三原輸入信號TIS的四相鄰輸入樣本I11、I12、I21、I22的特定塊到兩個相鄰的四相鄰子像素組(在圖4的右側(cè)示出，為清楚起見，圖4僅顯示了顯示器DD的兩個四相鄰子像素組)的多原變換MPC和映射MAP過程。第一相鄰的四相鄰子像素組P11包含由RP11、GP11、BP11和WP11表示的子像素，在本例中它們是顯示設(shè)備DD顯示屏上第一行像素中的第一個四子像素。第二相鄰的四相鄰子像素組P21包含由RP21、GP21、BP21和WP21表示的子像素。對三原輸入信號TIS的剩余四相鄰樣本塊到剩余四相鄰子像素組Pij的操作施加相同的過程。應(yīng)當(dāng)指出，依照本發(fā)明的映射能夠在其他幾何分布的子像素組上實現(xiàn)。在解釋多原變換MPC和映射過程MAP之前，首先對圖4中的不同信號進行討論。
樣本I11包含分量R11、G11、B11，樣本I12包含分量R12、G12、B12，樣本I21包含分量R21、G21、B21，樣本I22包含分量R22、G22、B22。事實上，三原輸入信號TIS是個樣本序列，每個樣本包含三個分量。每個樣本Iij的分量Rij、Gij、Bij規(guī)定了與三分量Rij、Gij、Bij關(guān)聯(lián)的三原色對樣本Iij的強度和顏色的貢獻。樣本Iij被認為顯示在顯示器上，使得第一分量Rij驅(qū)動第一子像素，該子像素發(fā)出光的顏色和與第一分量關(guān)聯(lián)的原色匹配；第二分量Gij驅(qū)動第二子像素，該子像素發(fā)出光的顏色和與第二分量關(guān)聯(lián)的原色匹配；第三分量Bij驅(qū)動第三子像素，該子像素發(fā)出光的顏色和與第三分量關(guān)聯(lián)的原色匹配。因此，三子像素組能夠顯示由該三子像素的三個不同原色所定義的色域。優(yōu)選地，該色域與由該樣本Iij的三原色定義的色域匹配性最好。通常，樣本Iij的分量Rij、Gij、Bij的三原色和子像素的三原色都是RGB(紅、綠和藍)。
多原變換MPC將輸入樣本I11、I12、I21、I22變換成四原輸入信號IS的另外樣本S11、S12、S21、S22。樣本S11包含分量RI11、GI11、BI11、WI11，樣本S12包含分量RI12、GI12、BI12、WI12，樣本S21包含分量RI21、GI21、BI21、WI21，樣本S22包含分量RI22、GI22、BI22、WI22。分量RIij被認為顯示在含有第一顏色的子像素上，分量GIij被認為顯示在含有第二顏色的子像素上，分量BIij被認為顯示在含有第三顏色的子像素上，分量WIij被認為顯示在含有第四顏色的子像素上。因此，現(xiàn)在原始的三原輸入信號TIS必須顯示在四子像素RPij、GPij、BPij、WPij組Pij上。多原變換MPC必須考慮每個Iij樣本的三分量的原色和四子像素RPij、GPij、BPij、WPij的顏色，將每個Iij樣本的三分量的值變換成每個Sij樣本的四分量的值。
像這樣的多原變換MPC是眾所周知的。本發(fā)明的目的是提供特殊情況下的映射算法MAP，在該情況下子像素WPij的第四顏色位于由第一顏色、第二顏色和第三顏色定義的色域內(nèi)?，F(xiàn)在，映射器MAP有許多種將四原輸入信號IS映射成四原輸出信號OS的可能。四原輸出信號OS包括樣本Dij，其每個樣本都包含分量RDij、GDij、BDij、WDij，這些分量分別驅(qū)動同一組Pij的四相鄰子像素RPij、GPij、BPij、WPij。
有可能將四原輸入信號IS的分量RIij、GIij、BIij、WIij一對一映射到四原輸出信號OS的分量RDij、GDij、BDij、WDij。因此，每個四原輸入樣本Sij都被顯示在四子像素組Pij上。但是，如果不犧牲亮度的話，那么第四子像素的加入會引起顯示器DD分辨率的下降?；蛘?，如果分辨率保持恒定的話，那么每子像素的亮度就會降低。
為了恢復(fù)分辨率，從四原輸入信號IS到四原輸出信號OS的映射MAP包括一個因子為2的下采樣操作，該操作將兩個輸入樣本Sij映射到一個四相鄰子像素RPij、GPij、BPij、WPij組Pij上。原始的三原輸入信號TIS呈規(guī)則的矩形顯示器像素及其子像素網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。映射MAP進一步降低了第四子像素WPij的顏色中的顏色偽影。
依照本發(fā)明的這種特殊的映射MAP緩解了顏色偽影。它的基本思想是將兩個樣本S11和S12(或S21和S22)按照下面的方式映射到一個四子像素RPij、GPij、BPij、WPij組P11(或P21)。四原輸出信號OS的特定樣本Dij的第一分量RDij是第一樣本S11的第一分量RIij，第二分量GDij是第一樣本S11的第二分量GIij，第三分量BDij是第一樣本S11的第三分量BIij，且第四分量WDij是第二樣本S12的第四分量WIij。因此，四原輸入信號IS的兩個連續(xù)樣本Sij被變換成四原輸出信號OS的一個樣本Dij。三個原信號能夠共同提供與第四個原信號相同的亮度，它們來源于兩個相鄰的樣本Sij中的一個，第四個原信號來源于兩個相鄰的樣本Sij中的另外一個。這對于所有其他的兩個相鄰樣本Sij也是成立的。其優(yōu)點是，由于同一組Pij中的其他三個子像素RPij、GPij、BPij能夠提供相同的亮度，因而不會出現(xiàn)亮度誤差。此外，這種方法的優(yōu)點是，可以在一方面第四子像素WPij和另一方面第一、第二和第三子像素RPij、GPij、BPij組上劃分亮度，而不引入顏色誤差。
在一個優(yōu)選的實施例中，依照本發(fā)明的映射MAP與一種多原變換MPC相結(jié)合，所述MPC在每樣本等亮度約束下將三原輸入信號TIS變換成四原輸入信號IS，使得如果可能的話，依輸入顏色而定，能夠產(chǎn)生與第四分量WIij相同顏色的三分量RIij、GIij、BIij，其亮度與第四分量WIij的亮度相同。在申請人案卷編號為PH000227EP1的專利申請中描述了這種等亮度約束下的多原變換，所述專利申請與本專利申請在同一天提交，所述多原變換將參照圖6～9進行說明。
圖4中所示的映射是個特例，顯示了到相鄰行中相鄰的子像素RPij、GPij、BPij、WPij組Sij的有利映射，其中提供第四種光的子像素WPij基本上與三子像素RPij、GPij、BPij組的中心子像素位于相同的行中，所述三子像素RPij、GPij、BPij能夠共同提供與第四子像素WPij相同的顏色。第一樣本S11的第一分量RI11、第二分量GI11、第三分量BI11分別映射到樣本D11的第一分量RD11、第二分量GD11、第三分量BD11，從而分別映射到第一四子像素組P11的第一子像素RP11、第二子像素GP11、第三子像素BP11。樣本S12的第四分量WI12映射到樣本D11的第四分量WD11，從而映射到第一組P11的第四子像素WP11。樣本S21的第四分量WI21映射到樣本D21的第四分量WD21，從而映射到第二相鄰子像素組P21的第四子像素WP21。樣本S22的第一分量RI22、第二分量GI22和第三分量BI22分別映射到樣本D21的第一分量RD21、第二分量GD21和第三分量BD21，從而分別映射到第二組P21的第一子像素RP21、第二子像素GP21和第三子像素BP21。
圖5顯示了一種提供包含信號的信息的廣播系統(tǒng)，所述信號用于驅(qū)動四原子像素RPij、GPij、BPij、WPij。該廣播系統(tǒng)包括提供信息INF給用戶U1、U2、U3的顯示器的配送站BR。信息INF對于這些用戶可以是相同的，或者也可以因用戶的個人需要而不同。對于一個用戶顯示器DD的每個四子像素RPij、GPij、BPij、WPij組Pij而言，信息INF包括特定輸入樣本S11的第一、第二、第三輸入信號RI11、GI11、BI11，以及相鄰輸入樣本S12的第四輸入信號WI12。
圖6示意性地顯示了一種顯示器件的方框圖，該顯示器件包括用于將三原輸入彩色信號變換成N原彩色驅(qū)動信號的系統(tǒng)。用于將三原輸入彩色信號IS變換成N原彩色驅(qū)動信號DS的系統(tǒng)1包括多原變換單元10、約束單元20和參數(shù)單元30。這些單元可以是硬件或軟件模塊。約束單元20向變換單元10提供約束CON。參數(shù)單元30向變換單元10提供原色參數(shù)PCP。
變換單元10接收三原輸入信號IS并且提供N原驅(qū)動信號DS。三原輸入信號IS包括一個輸入樣本序列，其每個樣本都包含三個輸入分量R、G、B。特定輸入樣本的輸入分量R、G、B定義了該輸入樣本的顏色和強度。這些輸入樣本可以是例如由照相機或計算機產(chǎn)生的圖像的樣本。N原驅(qū)動信號DS包括一組驅(qū)動樣本，其每個樣本都包含N個驅(qū)動分量D1～DN。特定輸出樣本的驅(qū)動分量D1～DN定義該驅(qū)動樣本的顏色和強度。通常，這些驅(qū)動樣本通過驅(qū)動電路2在顯示設(shè)備3的像素上顯示，所述驅(qū)動電路2對這些驅(qū)動樣本進行處理，使獲取的輸出樣本適于驅(qū)動顯示器3。驅(qū)動分量D1～DN規(guī)定了用于像素的子像素SP1～SPN的驅(qū)動值01～0N。在圖6中僅顯示了一組子像素SP1～SPN。例如，在RGBW顯示設(shè)備中，像素含有四個子像素SP1～SP4，這些子像素提供紅(R)、綠(G)、藍(B)和白(W)光。特定的驅(qū)動樣本含有四個驅(qū)動分量D1～D4，這些驅(qū)動分量增大特定像素的四個子像素SP1～SP4的四個驅(qū)動值01～04。
該顯示器件進一步包括接收輸入信號IV的信號處理器4，用以提供三原輸入信號IS，所述輸入信號IV表示待顯示的圖像。信號處理器4可以是照相機，那么輸入信號IV就不存在。該顯示器件可以是諸如移動電話或個人數(shù)字助理(PDA)之類的便攜式設(shè)備的一部分。
圖7顯示了一個用于說明附加方程的實施例的圖。圖7顯示的例子中N＝4。該圖顯示了三個驅(qū)動分量D1～D3與第四驅(qū)動分量D4的函數(shù)關(guān)系。第四驅(qū)動分量D4沿水平軸畫出，三個驅(qū)動分量D1～D3與第四驅(qū)動分量D4一道沿豎直軸畫出。通常，驅(qū)動分量D1～D4用于驅(qū)動顯示器3的子像素組，并在此后也稱為驅(qū)動信號。同一驅(qū)動樣本的驅(qū)動分量D1～D4可以驅(qū)動同一像素的子像素。可替換地，相鄰樣本的驅(qū)動分量D1～D4可以被下采樣到同一像素的子像素中。這種情況下，不是所有的驅(qū)動分量D1～D4被真正分配給一個子像素。
將三個驅(qū)動信號D1～D3定義為第四驅(qū)動信號D4的函數(shù)F1＝D1(D4)，F(xiàn)2＝D2(D4)，F(xiàn)3＝D3(D4)。第四驅(qū)動信號D4是條穿過原點的直線，其一階導(dǎo)數(shù)為1。四個驅(qū)動信號D1～D4的有效范圍被歸一化到區(qū)間0～1內(nèi)。第四驅(qū)動信號D4的公共范圍VR從值D4min延伸到值D4max，并且包括這些邊界值，在該范圍內(nèi)，所有四個驅(qū)動信號D1～D4的值均在其有效范圍之內(nèi)。
在這個例子中，選擇了一個線性光域，其中定義了三個驅(qū)動信號D1～D3與第四驅(qū)動信號D4的函數(shù)關(guān)系的函數(shù)由如下線性函數(shù)確定 式中，D1～D3為三個驅(qū)動信號，(P1’，P2’，P3’)由通常是RGB信號的輸入信號定義，系數(shù)ki定義了與三個驅(qū)動值D1～D3關(guān)聯(lián)的三個原信號的顏色點和與第四驅(qū)動信號D4關(guān)聯(lián)的原信號的顏色點之間的依賴關(guān)系。通常這些系數(shù)固定不變，并且可以存儲在存儲器中。
現(xiàn)在為了進一步說明這些函數(shù)的元素間的關(guān)系，給出上述函數(shù)與標準的三對四原信號變換之間的關(guān)系。在標準的三原對四原變換中，包括驅(qū)動信號D1～D4的驅(qū)動信號DS按下面的矩陣運算變換到線性彩色空間XYZ。
系數(shù)為tij的矩陣定義四子像素的四個原的顏色坐標。驅(qū)動信號D1～D4是必須由多原變換確定的未知量。引入第四原的結(jié)果使得方程1存在多個可能的解，因而該方程不能直接求解。通過施加一個約束可以從驅(qū)動信號D1～D4驅(qū)動值的這些可能結(jié)果中選擇一組特定的取值，所述約束是添加到由方程1定義的三個方程中的第四個線性方程。
該第四方程可以通過對N個驅(qū)動分量D1～DN的第一子集和N個驅(qū)動分量D1～DN的第二子集的線性組合定義一個數(shù)值來獲得。第一子集包括N個驅(qū)動分量D1～DN中1≤M1＜N個分量的第一線性組合LC1，第二子集包括N個驅(qū)動分量D1～DN中1≤M2＜N個分量的第二線性組合LC2。第一和第二線性組合互不相同。第一和第二線性組合兩者都可以只包括一個驅(qū)動分量或者多個驅(qū)動分量。通過求解所述擴展方程組得到N個驅(qū)動分量D1～DN的解。優(yōu)選地，第一組中的驅(qū)動分量不在第二組中，第二組中的驅(qū)動分量不在第一組中，使得線性組合LC1和LC2涉及同一像素的子像素的不同子分組。
在這個例子中，線性組合LC1與像素的子像素的第一子分組的加權(quán)亮度有關(guān)，線性組合LC2與同一像素的其他子像素的第二子分組的加權(quán)亮度有關(guān)。這樣，附加的方程就定義了加權(quán)亮度的一種線性組合，它應(yīng)該與所述值相等。子像素的第一子分組和子像素的第二子分組可以僅包括一個子像素，并且不必都包含一個像素的所有子像素。
優(yōu)選地，第一線性組合LC1定義了第一子集的驅(qū)動分量的亮度，第二線性組合定義了第二子集的驅(qū)動分量的亮度。因此，線性組合LC1直接指示了與驅(qū)動分量相關(guān)聯(lián)的子像素產(chǎn)生的亮度，所述驅(qū)動分量是第一子集的成員。并且，線性組合LC2直接指示了與驅(qū)動分量相關(guān)聯(lián)的子像素產(chǎn)生的亮度，所述驅(qū)動分量是第二子集的成員。所述值定義了對這些亮度的線性組合的約束。例如，該約束規(guī)定第一線性組合的亮度應(yīng)該等于第二線性組合的亮度，以使由同一像素的相鄰子像素SP1～SPN的過于不相同的亮度造成的偽影數(shù)量最少。對于這樣的等亮度約束而言，第一和第二子集的線性組合是個減法，并且所述值基本上為零。這種等亮度約束將針對不同的實施例參照圖7和8進行說明。
但是，首先在此后，將說明定義三個驅(qū)動信號D1～D3與第四驅(qū)動信號D4的函數(shù)關(guān)系的函數(shù)是如何確定的。
方程1可以被重寫為 式中，矩陣[A]在標準三原系統(tǒng)中被定義為變換矩陣。用逆矩陣[A-1]乘以方程2的各項，得到方程3。
矢量[P1′P2′P3′]代表在顯示系統(tǒng)僅包含三原的情況下獲取的原值，并且通過逆矩陣[A-1]與矢量[Cx Cy Cz]的矩陣乘法得到。最后，將方程3重寫為方程4。
因此，任意三原D1～D3的驅(qū)動信號均可由方程4表示成第四原D4的函數(shù)。如圖7中所示，在由第四原D4和第四原D4的值定義的二維空間中，這些線性函數(shù)F1～F3確定了三條直線。圖7中所有的值均被歸一化，這意味著四個驅(qū)動D1～D4的值都必須在0≤Di≤1范圍內(nèi)。由圖7顯然可見D4的公共范圍VR，對于該公共范圍而言，所有函數(shù)F1～F3和第四驅(qū)動信號D4的值均在有效范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)指出，系數(shù)k1～k3由與驅(qū)動值D1～D4關(guān)聯(lián)的子像素的顏色坐標預(yù)先定義。
在圖7中所示的例子中，有效范圍VR的邊界D4min由函數(shù)F2確定，該函數(shù)的值在D4的值小于D4min時大于1。有效范圍VR的邊界D4max由函數(shù)F3確定，該函數(shù)的值在D4的值大于D4max時大于1。基本上，如果不存在這種公共范圍VR，那么輸入顏色就超出四原色域之外，因而不能被正確地復(fù)現(xiàn)。對于這些顏色而言，必須施加將這些顏色裁切到色域的裁切算法。在非在先公開的歐洲專利申請05102641.7中說明了一種計算公共范圍D4min～D4max的方案，該專利申請在此引入作為參照。公共范圍VR的存在表明，對于從三輸入分量R、G、B的特定值到四驅(qū)動分量D1～D4的變換，存在許多可能的解。有效范圍VR包含驅(qū)動分量D4的所有可能的值，對于這些值提供的變換而言，四子像素的強度和顏色與由三輸入分量R、G、B指示的強度和顏色精確對應(yīng)。其他三個驅(qū)動分量D1～D3的值通過將驅(qū)動分量D4的選定值代入方程4找到。
圖7還顯示了直線LC1和LC2。直線LC1代表驅(qū)動分量D4的亮度，直線LC2代表驅(qū)動分量D1～D3的亮度。因此，N個驅(qū)動分量的第一子集只包括加權(quán)驅(qū)動分量D4，用以代表關(guān)聯(lián)的子像素的亮度。N個驅(qū)動分量的第二子集包括三個驅(qū)動分量D1～D3的加權(quán)線性組合，這種線性組合代表與這三個驅(qū)動分量D1～D3相關(guān)聯(lián)的子像素的組合亮度。在直線LC1和LC2的交點處，驅(qū)動分量D4的亮度等于驅(qū)動分量D1～D3的組合亮度，所述交點在驅(qū)動值為D4opt處出現(xiàn)。
對于波譜時序顯示器3而言，尤其關(guān)注這種等亮度約束，該顯示器在偶數(shù)幀期間驅(qū)動原的一個組，在奇數(shù)幀期間驅(qū)動原的剩余組。所述算法在等亮度約束下將由輸入分量R、G、B定義的給定輸入顏色處理成輸出分量D1～DN，使得在偶數(shù)幀期間由子像素的第一子集產(chǎn)生的亮度等于在奇數(shù)幀期間由子像素的第二子集產(chǎn)生的亮度。因此，N個驅(qū)動分量的第一子集在偶數(shù)幀期間驅(qū)動子像素的第一子集，N個驅(qū)動分量的第二子集在奇數(shù)幀期間驅(qū)動子像素的第二子集，或者相反。如果對于給定的輸入顏色而言，在奇偶幀期間不可能達到相等的亮度，那么或者將該輸入顏色裁切成允許等亮度的值，或者裁切輸出分量以得到盡可能相等的亮度。
例如，在RGBY顯示器(R＝紅，G＝綠，B＝藍，Y＝黃)中，在偶數(shù)幀中僅驅(qū)動藍色和綠色子像素，而在奇數(shù)幀中僅驅(qū)動紅色和黃色子像素，或者相反。當(dāng)然，其他任意的顏色組合也是可能的。在該例中，圖7中的兩條直線LC1和LC2應(yīng)該分別代表藍色加綠色驅(qū)動分量的亮度，以及黃色和紅色驅(qū)動分量的亮度。這兩條直線LC1和LC2相交處的驅(qū)動分量D4的值D4opt是最佳的，在該值處藍色和綠色子像素的亮度等于紅色和黃色子像素的亮度。這種方法使得時間閃爍最小。
事實上，已經(jīng)通過將第四行添加到矩陣T對方程1進行了擴展。該第四行定義了附加的方程 t21*D1+t22*D2-t23*D3-t24*D4＝0 由于Cy定義了亮度，因此系數(shù)是t21～t24。第一子集包含驅(qū)動值D1和D2的線性組合，第二子集包含驅(qū)動值D3和D4的線性組合，并且所述值為零。這個附加方程給方程1添加了等亮度約束。因此，擴展方程的解使得子像素SP1和SP2及子像素SP3和SP4的亮度相等，其中一方面子像素SP1和SP2由驅(qū)動分量D1和D2驅(qū)動，另一方面子像素SP3和SP4由驅(qū)動分量D3和D4驅(qū)動。該擴展方程由下式定義 方程5容易通過計算下式求解 式中，[TC-1]是[TC]的逆矩陣。
如果所有的驅(qū)動分量D1～D4都有有效值，那么驅(qū)動分量D1～D4的解就有意義，如果解經(jīng)過歸一化，那么在0≤Di≤1，i＝1～4時，情況就是如此。對于由輸入分量R、G、B定義的一些輸入顏色來說，無法達到這種情況。驅(qū)動分量D4的最佳驅(qū)動值D4opt對應(yīng)于允許無閃爍操作的驅(qū)動值，且定義為 D4opt＝TC41*Cx+TC42*Cy+TC43*Cz(6) 系數(shù)TC41、TC42、TC43與輸入顏色無關(guān)。其他驅(qū)動分量D1～D4的值通過方程4來計算。只要最佳驅(qū)動值D4opt出現(xiàn)在有效范圍VR內(nèi)，所述解就在偶數(shù)子幀和奇數(shù)子幀中提供相等的亮度。
如果最佳驅(qū)動值D4opt不出現(xiàn)在有效范圍VR內(nèi)，那么將該值裁切到最接近的邊界值D4min或D4max，并通過方程4將該裁切的值用于確定其他驅(qū)動分量D1～D3的值。這種情況下，亮度在偶數(shù)子幀和奇數(shù)子幀中并不相等。但是，由于裁切朝向最接近的邊界值，出現(xiàn)的誤差最小。亮度誤差被定義為 ΔL＝(t21*D1+t22*D2)-(t23*D3+t24*D4) 將方程4代入，得到 ΔL＝(P1′*t21+P2′*t22-P3′*t23)+D4opt(k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24) 如果沒有裁切D4opt，那么亮度誤差為零。但是，裁切將誤差ΔD4引入到最佳值D4opt。得到的亮度誤差為 ΔL＝ΔD4(k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24) 應(yīng)當(dāng)指出，項k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24是個常量，因此亮度誤差ΔL僅由誤差ΔD4的值決定。其結(jié)果是，驅(qū)動分量D4的最小誤差使得在不同子幀期間子像素組的亮度誤差達到最小。
通過把第四等亮度方程添加到三個方程中來將三個輸入分量R、G、B變換成四個驅(qū)動分量D1～D4的方法，對于具有由四子像素SP1～SP4提供的四原色的任何波譜時序顯示器而言都是十分有效的，所述三個方程定義了三輸入分量R、G、B與四驅(qū)動分量D1～D4之間的關(guān)系。關(guān)于原色的顏色點，不存在限制。該算法還能作為變換的一部分直接用于六原信號系統(tǒng)。該算法也能用于任何其他原信號個數(shù)(每像素的子像素數(shù))多于4個的情況。但是，如果不施加進一步的約束，這通常會導(dǎo)致許多可能的解。這種方法的一個優(yōu)點是避免了高開銷的大查找表。所述變換開銷低，因為只需執(zhí)行17次乘法、14次加法和2次最小/最大運算。
圖8顯示了用于說明所述附加方程的另一實施例的圖。在圖8顯示的例子中N＝4，顯示器是個RGBW顯示器，并且第四個方程定義了等亮度約束。在該例中，RGBW顯示器中的驅(qū)動分量D1驅(qū)動紅色子像素，驅(qū)動分量D2驅(qū)動綠色子像素，驅(qū)動分量D3驅(qū)動藍色子像素，驅(qū)動分量D4驅(qū)動白色子像素。這種情況下，如果可能的話，在三輸入分量R、G、B的特定值處，RGB子像素的亮度與白色像素的亮度保持相等，以使空間非均勻性最小。只要單個子像素的顏色可以由其他三個子像素的組合產(chǎn)生，就可以用其他顏色來代替RGBW。
圖8顯示了三個驅(qū)動分量D1～D3與第四驅(qū)動分量D4的函數(shù)關(guān)系。第四驅(qū)動分量D4沿水平軸畫出，三個驅(qū)動分量D1～D3與第四驅(qū)動分量D4一道沿豎直軸畫出。用來驅(qū)動顯示器3的子像素的驅(qū)動分量D1～D4此后也稱為驅(qū)動信號。同一驅(qū)動樣本的驅(qū)動信號D1～D4可以驅(qū)動同一像素的子像素?？商鎿Q地，相鄰樣本的驅(qū)動分量D1～D4可以被下采樣到同一像素的子像素中。這種情況下，不是所有的驅(qū)動分量D1～D4被真正分配給一個子像素。
將三個驅(qū)動信號D1～D3定義為第四驅(qū)動信號D4的函數(shù)F1＝D1(D4)，F(xiàn)2＝D2(D4)，F(xiàn)3＝D3(D4)。第四驅(qū)動信號D4是條穿過原點的直線，其一階導(dǎo)數(shù)為1。在這個例子中，選擇了一個線性光域，其中函數(shù)F1～F3是直線。四個驅(qū)動信號D1～D4的有效范圍被歸一化到區(qū)間0～1內(nèi)。第四驅(qū)動信號D4的公共范圍VR從值D4min延伸到值D4max，并且包括這些邊界值，在該范圍內(nèi)，所有三個驅(qū)動信號D1～D3的值均在其有效范圍之內(nèi)。
在這個實施例中，假定直線F4還指示了白色子像素SP4的亮度。直線Y(D4)指示特定三輸入分量R、G、B的RGB子像素SP1～SP3的組合亮度。由直線Y(D4)指示的亮度向白色W子像素的亮度歸一化，使得在直線Y(D4)與直線D4(D4)的交點處，RGB子像素SP1～SP3的組合亮度等于W子像素SP4的亮度。這個交點出現(xiàn)在驅(qū)動分量D4的值D4opt處。其他驅(qū)動分量D1～D3的值再一次通過將D4opt代入方程4求得。
在特殊的情況下，即W子像素SP4的色度與由RGB子像素SP1～SP3創(chuàng)建的色度圖的白點一致，函數(shù)F1～F3甚至變得更加簡單方程4的所有系數(shù)k1～k3具有相等的負值。因此，代表函數(shù)F1～F3的直線與直線P4＝P4相交成相同的角度。如果進一步W子像素SP4的最大可能亮度等于RGB子像素SP1～SP3的最大可能亮度，那么方程4的所有系數(shù)k1～k3值都為-1，并且代表函數(shù)F1～F3的直線與直線P4＝P4相交成90°。
這種將定義了等亮度約束的第四線性方程添加到三個方程的方法提高了RGB與W子像素之間的均勻性，所述三個方程定義了四驅(qū)動分量D1～D4與三輸入分量R、G、B之間的關(guān)系。事實上，已經(jīng)通過將第四行添加到矩陣T對方程1進行了擴展。該第四行定義了附加的方程 t21*D1+t22*D2+t23*D3-t24*D4＝0 由于Cy定義了線性XYZ彩色空間中的亮度，因此系數(shù)是t21～t24。第一子集包含驅(qū)動值D1、D2和D3的線性組合，這些驅(qū)動值驅(qū)動RGB子像素SP1～SP3。第二子集包含的線性組合僅包括驅(qū)動值D4。這個附加的方程給方程1添加了等亮度約束。因此，擴展方程的解使得子像素SP1、SP2和SP3的組合亮度同子像素SP4的亮度相等，其中一方面子像素SP1、SP2和SP3由驅(qū)動分量D1、D2和D3驅(qū)動，另一方面子像素SP4由驅(qū)動分量D4驅(qū)動。
該擴展方程由下式定義 方程6容易通過計算下式求解 式中，[TC′-1]是[TC′]的逆矩陣。
驅(qū)動分量D4的最佳驅(qū)動值D4opt對應(yīng)于允許最佳空間均勻性的驅(qū)動值，因此被定義為 D4opt＝TC41′*Cx+TC42′*Cy+TC43′*Cz(8) 應(yīng)當(dāng)指出，方程8與方程6具有相同的結(jié)構(gòu)，只是矩陣系數(shù)不同而已。
如同對有關(guān)圖2的例子所討論的，如果確定的最佳驅(qū)動值D4opt位于有效范圍VR之外，則將這個最佳驅(qū)動值裁切到最接近的邊界值D4min或D4max。
圖9顯示了實現(xiàn)依照本發(fā)明的變換的一個實施例的方框圖。虛線框5等同于系統(tǒng)1，它將三原輸入顏色信號IS變換成N原色驅(qū)動信號DS。但是，在圖6中三原輸入顏色信號IS是個不必在線性光域中定義的RGB信號。在圖9中，假定三原輸入顏色信號IS在線性光域中由線性XYZ彩色空間的輸入分量Cx、Cy、Cz定義。三原輸入顏色信號IS可以直接在線性XYZ顏色空間中定義，或者可以首先從諸如RGB顏色空間之類的非線性顏色空間變換到線性XYZ顏色空間。變換系統(tǒng)5包括計算單元51、裁切單元52、計算單元53、區(qū)間單元50和存儲單元54。這些單元可以被實現(xiàn)為硬件或軟件模塊。
區(qū)間單元50接收輸入分量Cx、Cy和Cz，并且確定第四驅(qū)動分量D4的邊界值D4min和D4max。區(qū)間單元50還計算矢量[P1′P2′P3′]的值，如果顯示系統(tǒng)僅包含三原信號，則該矢量代表獲取的原信號值。如同參照方程2和3所說明的，這個矢量被定義為 式中，[A-1]是方程2中定義的矩陣[A]的逆矩陣。因此，該矢量分量P1’、P2’、P3’的值取決于輸入分量Cx、Cy、Cz的值。
存儲單元54存儲值B1、B2、B3和方程4的系數(shù)k1、k2、k3的值。值B1、B2、B3由應(yīng)用決定。在參照圖2針對波譜時序顯示器3討論的實施例中，其中時間閃爍被最小化，驅(qū)動分量D4的最佳驅(qū)動值D4opt由方程6所定義。系數(shù)TC41、TC42、TC43與輸入顏色無關(guān)，且可以被預(yù)先存儲。因此，對于這個實施例而言，值B1、B2、B3分別等于系數(shù)TC41、TC42、TC43。在參照圖3針對RGBW顯示器3討論的實施例中，其中空間均勻性被最優(yōu)化，驅(qū)動分量D4的最佳驅(qū)動值D4opt由方程8所定義。在這種情況下，系數(shù)TC41’、TC42’、TC43’也與輸入顏色無關(guān)，且可以被預(yù)先存儲。因此，對于這個實施例而言，值B1、B2、B3分別等于系數(shù)TC41’、TC42’、TC43’。
計算單元51接收輸入分量Cx、Cy、Cz和值B1、B2、B3，以便依照方程6或8確定驅(qū)動分量D4的最佳驅(qū)動值D4opt。裁切單元52接收這個最佳驅(qū)動值D4opt以及邊界值D4min和D4max，并且提供最佳驅(qū)動值D4opt’。裁切單元52用由區(qū)間單元50確定的邊界值D4min和D4max來檢查由計算單元51求得的最佳驅(qū)動值D4opt是否位于有效范圍VR之內(nèi)。如果最佳驅(qū)動值D4opt位于有效范圍VR之內(nèi)，那么最佳驅(qū)動值D4opt’就等于最佳驅(qū)動值D4opt。如果最佳驅(qū)動值D4opt位于有效范圍VR之外，那么最佳驅(qū)動值D4opt’就等于與最佳驅(qū)動值D4opt最接近的邊界值D4min或D4max。
最佳驅(qū)動值D4opt’是變換系統(tǒng)5的輸出信號DS的輸出分量D4。計算單元53通過將輸出分量D4代入方程4來計算其他輸出分量D1～D3。
應(yīng)當(dāng)指出，所述實施例是針對N＝4、針對等亮度約束、針對波譜時序顯示器3和RGBW顯示器進行說明的。但是，如同在權(quán)利要求中所限定的，本發(fā)明的范圍要寬泛得多。對于N＞4的情況可以應(yīng)用相同的方法。為了得到擴展方程組而添加至少所述線性方程，將減少由該線性方程施加的約束所定義的可能解，所述線性方程為N個驅(qū)動分量D1，...，DN的第一子集和N個驅(qū)動分量D1，...，DN的第二子集的線性組合規(guī)定了一個值。這種線性方程將加權(quán)亮度約束施加到驅(qū)動分量D1，...，DN的不同子集上。對于N＞4的情況，有可能將這種亮度約束與諸如驅(qū)動分量D1～DN的最大值中取最小之類的另一種約束相結(jié)合。
該算法對于使用波譜時序多原顯示器的便攜式或移動應(yīng)用而言是頗具吸引力的。但是，可以將該算法用于如TV、計算機、醫(yī)療顯示器之類的其他波譜時序應(yīng)用中，其中利用了波譜時序方法的優(yōu)點，但是避免了其主要的缺點，即避免了閃爍。該算法可以僅用于特定顏色分量，或者用于輸入信號的特定范圍。例如，該算法可以不包括不引起閃爍或者對閃爍貢獻最小的子像素的驅(qū)動分量。或者，該算法不用于飽和或明亮的顏色。
應(yīng)當(dāng)指出，在典型的用戶系統(tǒng)中打印或顯示正確的顏色是重要的，所述典型用戶系統(tǒng)包括照相機、打印機和顯示器。因此，在照相機和打印機或者顯示設(shè)備之間交換的圖像信息應(yīng)該是通用的格式。這種通用格式優(yōu)選是XYZ顏色空間。接收來自照相機的圖像的設(shè)備具有一個顏色管理模塊，該模塊將XYZ顏色空間中的圖像變換到該設(shè)備所需顏色空間。在打印機中，該顏色管理模塊通常將XYZ空間中的圖像變換到CMY顏色空間。在顯示器中，該顏色管理模塊通常將XYZ空間中的圖像變換到RGB顏色空間。但是，在依照本發(fā)明的顯示器中，該顯示器中的顏色管理模塊將XYZ空間中的圖像變換到由四子像素的四原色定義的顏色空間。這種變換可以直接執(zhí)行或者通過RGB顏色空間執(zhí)行。
另外，應(yīng)當(dāng)指出，上述實施例說明了而非限定了本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能在不偏離所附權(quán)利要求范圍的情況下，設(shè)計許多可替換的實施例。
在權(quán)利要求中，任何置于括號間的引用符號都不應(yīng)當(dāng)視為對權(quán)利要求的限制。動詞“包括”及其變體的使用并沒有排除權(quán)利要求中未提及的元素或步驟的存在。元素前的冠詞“一”并沒有排除多個這種元素的存在。本發(fā)明可以通過包括幾個不同元件的硬件并且通過經(jīng)過適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了一些裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置的幾個可以通過同一硬件來實施。一些措施在互不相同的從屬權(quán)利要求中被重復(fù)引用，這并不表示這些措施的組合不能加以利用。
實際中，本說明書中公開的算法組件可以部分或全部實現(xiàn)為硬件，或者實現(xiàn)為在專用數(shù)字信號處理器或通用處理器等上運行的軟件。所述硬件可以是專用IC的一部分。
計算機程序產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)被理解為指令集的任意物理實現(xiàn)，所述指令集允許通用或?qū)Ｓ锰幚砥鲌?zhí)行一項發(fā)明的任何特有功能。這些指令可以在一個步驟或一系列加載步驟中加載到處理器中。該加載步驟序列可以包括中間變換步驟，例如，到中間語言和/或最終處理器語言的翻譯。特別情況下，計算機程序產(chǎn)品可以實現(xiàn)為諸如盤片或磁帶、存儲器之類的載體上的數(shù)據(jù)，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，或者諸如紙之類的任意其他介質(zhì)上的程序代碼。除了程序代碼，程序所需的特征數(shù)據(jù)也可以實施為計算機程序產(chǎn)品。方法操作所需的一些步驟，如數(shù)據(jù)輸入和輸出步驟，可能已經(jīng)包含在處理器的功能中，而不是在計算機程序產(chǎn)品中定義。
權(quán)利要求
1.一種將四原輸入信號(IS)映射到顯示設(shè)備(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的方法，其中
四原輸入信號(IS)包括輸入樣本(Sij)序列，該序列中的每個樣本都包括用于第一分量(RIij)的值、用于第二分量(GIij)的值、用于第三分量(BIij)的值和用于第四分量(WIij)的值，并且其中
四子像素組(Pij)包括用于提供第一原色(R)光的第一子像素(RPij)、用于提供第二原色(G)光的第二子像素(GPij)、用于提供第三原色(B)光的第三子像素(BPij)和用于提供第四顏色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四顏色均不相同，并且第四顏色位于第一、第二和第三顏色的色域內(nèi)，
所述方法包括通過將特定輸入樣本(S11)的第一分量(RI11)、第二分量(GI11)和第三分量(BI11)分別分配給特定四相鄰子像素組(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通過將另一輸入樣本(S12)的第四分量(WI12)分配給所述特定四相鄰子像素組(P11)的第四子像素(WP11)來下采樣(MAP)四原輸入信號(IS)的輸入樣本(Sij)，其中所述特定輸入樣本(S11)和另一輸入樣本(S12)同顯示設(shè)備(DD)上的相鄰位置相關(guān)聯(lián)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一原色(R)是紅色，第二原色(G)是綠色，且第三原色(B)是藍色。
3.一種如權(quán)利要求2所述的方法，其中顯示設(shè)備(DD)由背后照明單元(BL)照明，并且其中紅色濾光器(RF)與第一子像素(RPij)關(guān)聯(lián)，綠色濾光器(GF)與第二子像素(GPij)關(guān)聯(lián)，且藍色濾光器(BF)與第三子像素(BPij)關(guān)聯(lián)，并且其中由背后照明單元(BL)產(chǎn)生的光(BLL)不經(jīng)過濾光便通過第四子像素(WPij)。
4.一種如權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的方法，其中第四顏色(W)是白色。
5.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其中在四原輸入信號(IS)中，所述另一輸入樣本(S12)相對所述特定輸入樣本(S11)定位，以對應(yīng)于組(Pij)中第四子像素(WPij)分別相對于第一、第二和第三子像素(RPij、GPij和BPij)的位置。
6.一種如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述另一輸入樣本(S12)處于視頻輸入圖像特定直線上緊鄰所述特定輸入樣本(S11)之前或之后的位置，并且其中該方法進一步包括
將第三輸入樣本(S21)和第四輸入樣本(S22)下采樣到另一子像素組，該另一子像素組包括用于提供第一顏色(R)光的第五子像素(RP21)、用于提供第二顏色(G)光的第六子像素(GP21)、用于提供第三顏色(B)光的第七子像素(BP21)和用于提供第四顏色(W)光的第八子像素(WP21)，
該下采樣包括將第四輸入樣本(S22)的第一分量(RI22)、第二分量(GI22)和第三分量(BI22)分別分配給第五子像素(RP21)、第六子像素(GP21)和第七子像素(BP21)，將第三輸入樣本(S21)的第四分量(WI21)分配給第八子像素(WP21)，其中在四原輸入信號(IS)中，第四輸入樣本(S22)相對于第三輸入樣本(S21)定位，以便對應(yīng)組(P21)中第八子像素(WP21)分別相對于第四、第五和第六子像素(RP21、GP21和BP21)的位置，其中第四輸入樣本(S22)處于視頻輸入圖像另一特定直線上緊鄰第三輸入樣本(S21)之前或之后的位置，并且該另一特定直線緊鄰所述特定直線之前或之后，其中所述特定直線和另一特定直線可以在水平或豎直方向上延伸。
7.一種驅(qū)動具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的顯示設(shè)備(DD)的方法，該方法包括
一種在等亮度約束下將三原色輸入信號(TIS)變換(MPC)成四原輸入信號(IS)的方法，所述等亮度約束一方面是第一分量(RIij)、第二分量(GIij)和第三分量(BIij)的組合亮度，另一方面與第四分量(WIij)的亮度相等，以及
如權(quán)利要求1所述的映射(MAP)方法。
8.一種計算機程序產(chǎn)品，包括處理器可讀代碼，用以允許處理器執(zhí)行權(quán)利要求1的方法，該處理器可讀代碼包括這樣的代碼，它用于通過將特定輸入樣本(S11)的第一分量(RI11)、第二分量(GI11)和第三分量(BI11)分別分配給特定四相鄰子像素組(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通過將另一輸入樣本(S12)的第四分量(WI12)分配給所述特定四相鄰子像素組(P11)的第四子像素(WP11)來下采樣四原輸入信號(IS)的輸入樣本(Sij)，其中所述特定輸入樣本(S11)和另一輸入樣本(S12)同顯示設(shè)備(DD)上的相鄰位置相關(guān)聯(lián)。
9.一種如權(quán)利要求8所述的計算機程序產(chǎn)品，其中該計算機程序產(chǎn)品是圖像處理應(yīng)用中的軟件插件。
10.一種用于將四原輸入信號(IS)映射到顯示設(shè)備(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的系統(tǒng)，其中
四原輸入信號(IS)包括輸入樣本(Sij)序列，該序列中的每個樣本都包括用于第一分量(RIij)的值、用于第二分量(GIij)的值、用于第三分量(BIij)的值和用于第四分量(WIij)的值，并且其中
四子像素組(Pij)包括用于提供第一原色(R)光的第一子像素(RPij)、用于提供第二原色(G)光的第二子像素(GPij)、用于提供第三原色(B)光的第三子像素(BPij)和用于提供第四顏色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四顏色均不相同，并且第四顏色位于第一、第二和第三顏色的色域內(nèi)，
該系統(tǒng)包括一個映射器(MAP)，所述映射器用于通過將特定輸入樣本(S11)的第一分量(RI11)、第二分量(GI11)和第三分量(BI11)分別分配給特定四相鄰子像素組(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通過將另一輸入樣本(S12)的第四分量(WI12)分配給所述特定四相鄰子像素組(P11)的第四子像素(WP11)來下采樣四原輸入信號(IS)的輸入樣本(Sij)，其中所述特定輸入樣本(S11)和另一輸入樣本(S12)同顯示設(shè)備(DD)上的相鄰位置相關(guān)聯(lián)。
11.一種用于驅(qū)動具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的顯示設(shè)備(DD)的電路，包括
一種用于在等亮度約束下將三原彩色輸入信號(TIS)變換成四原輸入信號(IS)的變換器(MPC)，所述等亮度約束一方面是第一分量(RIij)、第二分量(GIij)和第三分量(BIij)的組合亮度另一方面與第四分量(WIij)的亮度相等，以及
如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)。
12.一種顯示器件，包括權(quán)利要求11的電路，以及一種具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的顯示設(shè)備。
13.一種便攜式設(shè)備，包括權(quán)利要求11的電路，并包括一種具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的顯示設(shè)備。
14.一種廣播系統(tǒng)，包括用于向用戶(Ui)顯示器提供信息(INF)的配送站(BR)，所述配送站(BR)包括權(quán)利要求10的系統(tǒng)，所述信息(INF)對于用戶(Ui)顯示器的特定四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)而言，包括所述特定輸入樣本(S11)的第一、第二、第三分量(RI11、GI11、BI11)，以及所述另一輸入樣本(S12)的第四分量(WI12)。
15.一種廣播方法，包括向用戶(Ui)顯示器提供(BR)信息(INF)，所述提供(BR)包括執(zhí)行權(quán)利要求1的方法，所述信息(INF)對于用戶(Ui)顯示器的特定四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)而言，包括所述特定輸入樣本(S11)的第一、第二、第三分量(RI11、GI11、BI11)，以及所述另一輸入樣本(S12)的第四分量(WI12)。
全文摘要
一種將四原輸入信號(IS)映射到顯示設(shè)備(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)組(Pij)的方法。所述四原輸入信號(IS)包括輸入樣本(Sij)序列，該序列中的每個樣本都包括用于第一輸入信號(RIij)的值、用于第二輸入信號(GIij)的值、用于第三輸入信號(BIij)的值和用于第四輸入信號(WIij)的值。所述四子像素組(Pij)包括用于提供第一原色(R)光的第一子像素(RPij)、用于提供第二原色(G)光的第二子像素(GPij)、用于提供第三原色(B)光的第三子像素(BPij)和用于提供第四顏色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四顏色均不相同，并且第四顏色位于第一、第二和第三顏色的色域內(nèi)。所述方法包括通過將特定輸入樣本(S11)的第一輸入信號(RI11)、第二輸入信號(GI11)和第三輸入信號(BI11)分別分配給特定四相鄰子像素組(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通過將另一輸入樣本(S12)的第四輸入信號(WI12)分配給所述特定四相鄰子像素組(P11)的第四子像素(WP11)來下采樣(MAP)所述四原輸入信號(IS)的輸入樣本(Sij)，其中所述特定輸入樣本(S11)和另一輸入樣本(S12)同顯示設(shè)備(DD)上的相鄰位置相關(guān)聯(lián)。
文檔編號G09G5/02GK101164097SQ200680013203
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者M·A·克洛姆彭豪沃, E·H·A·蘭根迪克, O·貝利克, G·J·赫克斯特拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司