CN101164097B - 子像素映射 - Google Patents

Abstract

一种将四原输入信号(IS)映射到显示设备(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的方法。所述四原输入信号(IS)包括输入样本(Sij)序列，该序列中的每个样本都包括用于第一输入信号(RIij)的值、用于第二输入信号(GIij)的值、用于第三输入信号(BIij)的值和用于第四输入信号(WIij)的值。所述四子像素组(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)和用于提供第四颜色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四颜色均不相同，并且第四颜色位于第一、第二和第三颜色的色域内。所述方法包括通过将特定输入样本(S11)的第一输入信号(RI11)、第二输入信号(GI11)和第三输入信号(BI11)分别分配给特定四相邻子像素组(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通过将另一输入样本(S12)的第四输入信号(WI12)分配给所述特定四相邻子像素组(P11)的第四子像素(WP11)来下采样(MAP)所述四原输入信号(IS)的输入样本(Sij)，其中所述特定输入样本(S11)和另一输入样本(S12)同显示设备(DD)上的相邻位置相关联。

Description

子像素映射 

本发明涉及一种将四原输入信号映射到显示设备的四子像素组的方法、一种计算机程序产品、一种将四原输入信号映射到显示设备的四子像素组的系统、一种驱动显示设备并且包括该系统的电路、一种包括该电路的显示器件、一种包括该电路的便携式设备、一种广播系统以及一种广播方法。

当前的显示器含有三种不同颜色的子像素，这些子像素通常含有三原色R(红)、G(绿)和B(蓝)。这些显示器由三个输入颜色信号驱动，对于带RGB子像素的显示器而言，这些输入颜色信号优选地是RGB信号。这些输入颜色信号可以是任何其他相关的三元信号，例如YUV信号。但是，必须对这些YUV信号进行处理以得到用于RGB子像素的RGB驱动信号。一般而言，这些具有三种不同颜色子像素的显示器的色域相对较小。

具有颜色互不相同的四个子像素的显示器提供了更宽的色域，如果第四个子像素产生的颜色超出由其他三个子像素的颜色所定义的色域。可替换地，第四个子像素可以产生位于其他三个子像素色域之内的颜色。第四个子像素可以产生白光。具有四个子像素的显示器也称为四原显示器。通常，具有发出R(红)、G(绿)、B(蓝)和W(白)光的子像素的显示器称为RGBW显示器。

更为一般的情况下，具有N≥4种不同颜色子像素的显示器称为多原显示器。用于子像素N原色的N个驱动信号是通过求解方程组由三个输入彩色信号计算得到的，所述方程组定义了N个驱动信号和三个输入信号的关系。由于只有三个可用的方程，而待定的未知驱动信号有N个，因此通常存在许多可能的解。多原变换算法通过从上述许多可能的解中选择一个解来将三个输入颜色信号转换成N个驱动信号。

但是，在四原子像素上映射三原输入信号看起来是个重大的挑战。如果一个像素内的所有子像素都接收来自同一输入像素的驱动值，那么第四个子像素的加入就会引起显示器分辨率的降低。为了恢复分辨率，从三原输入信号到四个驱动信号的变换包括下采样操作(采 样因子为2)，该下采样操作通过在一组四子像素上映射两个或多个输入样本来实现。输入信号一般包含RGB分量，呈规则的矩形显示器像素网格结构。但是，由于下采样和映射，这种规则的矩形显示器像素网格结构会丧失。下采样造成颜色伪影，这种伪影取决于三原输入信号的三个分量的值。

本发明的一个目的是提供一种将四原输入信号映射到显示器的四子像素组的方法，这种方法所引起的分辨率降低更小。

本发明的第一个方面提供一种如权利要求1所述的、将四原输入信号映射到四子像素组的方法。本发明的第二个方面提供一种如权利要求8所述的计算机程序产品。本发明的第三个方面提供一种如权利要求10所述的、用于将四原输入信号映射到显示设备的四子像素组的系统。本发明的第四个方面提供一种如权利要求11所述的、用于驱动显示设备的电路。第五个方面提供一种如权利要求12所述的显示器件。第六个方面提供一种如权利要求13所述的便携式设备。第七个方面提供一种如权利要求14所述的广播系统。第八个方面提供一种如权利要求15所述的广播方法。在从属权利要求中限定了有利的实施例。

本发明目的在于在显示设备的四子像素组上映射四原输入信号的样本。假定已经执行了从三个输入颜色信号到四原输入信号的变换。可替换地，四原输入信号可以通过诸如照相机、服务器或视频处理设备之类的辅助设备来产生。四原输入信号包括输入样本序列，该序列的每个样本包括四个子样本，所述四个子样本分别具有用于第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号的值。子样本的这些值称为样本分量，或者只称为分量。

四子像素组包括提供第一颜色光的第一子像素、提供第二颜色光的第二子像素、提供第三颜色光的第三子像素和提供第四颜色光的第四子像素。第一、第二、第三和第四颜色均不相同，并且第四颜色位于第一、第二和第三颜色的色域内。

所述方法包括对四原输入信号的样本进行下采样的下采样过程。第一输入样本的第一分量、第二分量和第三分量分别分配给特定相邻子像素组的第一、第二和第三子像素。第二输入样本的第四分量分配给该同一特定相邻子像素组的第四子像素。第一输入样本和第二输入 样本通过显示设备上的相邻位置关联起来。因此，第一输入样本的第四分量和第二输入样本的第一、第二、第三分量没有分配给所述特定相邻子像素组的子像素。优选地，根本不产生或传送第一和第二输入样本的这些分量，这提供了更为有效的多原变换。此外，这还有一个优点，即不必在映射前进行滤波。事实上，映射/下采样是如此简单，以至于它很可能是多原变换的一部分(即多原变换仅输出显示器上所需的子像素值)。

这种下采样过程以一种亮度方面分辨率的降低更加难以被觉察的方式执行，因为第一输入样本的第一、第二和第三输入分量与第二样本的第四输入分量两者的组定义了一个与第四颜色相关的亮度分量。而且，由于无色(灰度)图像保持无色，所述变换和映射避免了严重的颜色伪影。

因此，这种特别的映射算法的主要优点是，一方面的第一、第二和第三子像素组与另一方面的第四子像素两者代表了与第四子像素颜色有关的亮度信息。

另外，与第四颜色分量有关的颜色中不会出现颜色误差。例如，当显示黑白信息并且使用提供红光的第一子像素、提供绿光的第二子像素、提供蓝光的第三子像素和提供白光的第四子像素时，由于第一、第二和第三子像素构成的组能够提供白光，因此不会出现颜色误差。如果第四子像素含有另一种颜色，仍然可能用第一、第二和第三子像素构成的组产生同一种颜色，因为该另一种颜色位于能够由第一、第二和第三子像素产生的色域中。

相反，如果映射不包括将同一输入样本的分量分配给第一、第二和第三子像素，那么在显示黑白信息时，如果第四子像素提供白光，就会造成颜色误差。

在如权利要求3所述的实施例中，显示设备由背后照明单元照明。因此，子像素提供的光是通过调制来自于背后照明单元的入射光来获得的。为了得到红、绿和蓝光，分别将红、绿和蓝色滤光器与第一、第二和第三子像素关联起来。背后照明单元提供的光不经滤光通过第四子像素。当然，所有的子像素，也包括第四子像素，都能响应于关联分量确定的驱动电压来调制入射光的强度。优选地，背后照明单元提供的光呈白色。但是可替换地，背后照明单元的光可以具有另一种颜色，并且第一到第三子像素的颜色可以有别于红、绿和蓝色。这在应用不同(更蓝)白点(仍然称之为“白”)的显示器中尤其令人感兴趣。在彩色时序显示器中也是令人感兴趣的，其中背后照明光平均呈白色，但在交替的帧中呈红色/绿色/蓝色，而显示器上的子像素仍然是RGBW。

在如权利要求5所述的实施例中，在四原输入信号中，另一个输入样本相对于特定输入样本而被定位，其中在所述子像素组中第四子像素位于分别相对于第一、第二和第三子像素的位置。这提供了输入样本相对于子像素几何结构的最佳时间选择。第四子像素可以位于显示屏上的同一水平线(行)或竖直线(列)上。但是，也可能是其他几何结构，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邻线上。

在如权利要求6所述的实施例中，第二输入样本处于视频输入图像第一直线上紧邻第一输入样本之前或之后的位置。第一输入样本的第一、第二、第三分量用于驱动第一子像素组的第一、第二和第三子像素。第二输入样本的第四分量用于驱动第一子像素组的第四子像素。

此外，第三和第四输入样本被下采样到第二子像素组。第二子像素组包括提供第一颜色光的第五子像素、提供第二颜色光的第六子像素、提供第三颜色光的第七子像素和提供第四颜色光的第八子像素。下采样将第四输入样本的第一、第二和第三分量分别分配给第五、第六和第七子像素，将第三输入样本的第四分量分配给第八子像素。第四输入样本处于视频输入图像第二直线上紧邻第三输入样本之前或之后的位置。第二直线紧邻第一直线之前或之后。应当指出，视频输入图像的直线可以沿水平方向或竖直方向延伸。在水平方向上，输入样本彼此在时间上紧邻。在竖直方向上，输入样本彼此延迟一个行扫描周期。

在如权利要求7所述的实施例中，依照本发明的映射之前是从三原色输入信号到四原输入信号的变换。这个变换是在等亮度约束下进行的，该等亮度约束是一方面第一子像素、第二子像素和第三子像素的组合的亮度与另一方面第四子像素的亮度相等。其优点是，第四子像素和第一、第二和第三子像素的组之间的亮度差达到最小。

根据下面描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显，并且将参照下面描述的实施例对其进行阐述。

在附图中：

图1显示了用三原子像素组在显示器上映射三原输入信号的现有技术；

图2示意性地显示了具有四子像素组并且由背后照明单元照明的LCD显示器的一部分；

图3显示了一种显示器件的方框图，该显示器件包括用于将四原输入信号映射到四子像素组的系统；

图4显示了依照本发明的一个实施例用四原子像素组在显示器上对四原输入信号进行的映射；

图5显示了提供信息的广播系统，所述信息包括用于驱动四原子像素的信号；

图6示意性地显示了一种显示器件的方框图，该显示器件包括一种用于将三原输入彩色信号变换成N原彩色驱动信号的系统；

图7显示了一个用于说明附加方程的实施例的图；

图8显示了另一个用于说明附加方程的实施例的图；

图9显示了实现依照本发明的变换的实施例的方框图。

应当指出，在不同图中使用相同参考数字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。当接合特定图对这种项目的功能和/或结构做出解释后，详述另一幅图时不再加以重复。

在以特定数量的大写字母开始随后是字母i和/或j的参考标记中，i和j是指标。这些指标i和j指示一般由大写字母表示的项目，或者可以指示由参考标记所表示的多个项目中的任何一个。如果提及这些项目中的一个特定项目，这些指标就用一个数字代替。例如，如果用大写字母P表示矩阵显示器的像素，那么Pij或者表示该矩阵显示器的所有像素，或者表示这些像素中的一个。与之相对照，Pmn表示第m行第n列的像素。权利要求中使用的指标仅仅表示在图中显示的指标，不能认为这些指标限制了权利要求的范围。

图1显示了用三原子像素组在显示器上映射三原输入信号的现有 技术。

显示在右侧的显示设备DD是个矩阵显示器，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。这些像素中的每一个Pij都包含三个子像素RPij、GPij和BPij。在图1中，仅使用参考标记表示了子像素RP11、GP11、BP11。

左侧显示了三原输入信号TIS。三原输入信号TIS也称为输入信号，它包括输入样本Iij序列。这些输入样本中的每一个都包括三个值：定义红色分量Rij的第一值，定义绿色分量Gij的第二值，和定义蓝色分量Bij的第三值。在图1中，对于输入图像的一帧，只显示了输入图像第一线的样本I11、I12和I1n，输入图像第二线的样本I21和I22，以及输入图像最后一线的样本Iml和Imn。在第一线中，只表示了分量R11、G11、B11和R12、G12、B12。虽然通常在时间上按顺序提供三原驱动信号的样本Iij，并且通过使将样本Iij写到像素Pij与样本Iij的出现同步来获得样本Iij到正确像素Pij的映射，在图1的左侧矩阵中，认为这些样本经排列已经与显示设备DD上的位置具有正确的关系。

现有映射技术对欲在对应像素Pij处显示的输入样本Iij的映射相当直接，其第一分量Rij用来驱动第一子像素RPij，第二分量Gij用来驱动第二子像素GPij，第三分量Bij用来驱动第三子像素BPij。当然，与这些分量关联的颜色和子像素必须匹配。通常，第一值Rij是输入样本Iij的红色分量且第一子像素RPij提供红光，第二值Gij是输入样本Iij的绿色分量且第二子像素GPij提供绿光，第三值Bij是输入样本Iij的蓝色分量且第三子像素BPij提供蓝光。当然，子像素GPij的顺序可以不同。

因此，现有技术系统中的映射是个简单的一对一映射。但是，如果必须在具有四子像素组的显示器上显示原始的三原输入信号TIS，那么这种映射就会复杂得多。原始的三原输入信号TIS首先变换成四原输入信号IS，其四个分量与四子像素的四种颜色相匹配。现在，如果四原输入信号IS的输入样本Sij的四个分量中的每一个都一对一地映射到四个子像素，那么或者(如果所述四子像素和三子像素显示器的子像素的尺寸相同，则)显示器的分辨率会降低，或者(如果分辨率 保持恒定，则)每个子像素的光输出会降低。这些问题可以通过以采样因子2对四原驱动信号进行下采样来解决。这意味着两个输入样本被映射到同一个四子像素组。

本发明旨在提供一种从输入样本到四子像素的特殊映射。这种特殊映射将参照图3和4进行阐述。首先，在图2中说明了显示设备DD的一个特殊实施例。

图2示意性地显示了具有四子像素组并且由背后照明单元照明的LCD显示器的一部分。该LCD显示器具有用LCD材料制造的四子像素组RPij、GPij、BPij、WPij，其传输可以通过给LCD材料施加驱动电压来以众所周知的方式加以控制。图中未显示LCD显示器的支撑基底和偏光器。所述四个子像素RPij、GPij、BPij、WPij由用背后照明单元BL产生的光BLL来照明。仅显示了两组Pij，各由四个相邻子像素RPij、GPij、BPij、WPij构成。第一滤色器RF与子像素RPij关联，第二滤色器GF与子像素GPij关联，第三滤色器BF与子像素BPij关联。滤色器RF、GF、BF滤除不同的颜色，使得关联的LCD子像素提供不同谱段的光BLL。这些不同的谱段可以部分重叠。没有滤色器与子像素WPij关联，因此子像素WPij贡献的光的颜色与光BLL的颜色相同。彩色滤光器RF、GF、BF的选择使得子像素RPij、GPij和BPij混合光的(可见的)颜色与光BLL的相同。

优选地，滤色器RF、GF、BF分别是红、绿和蓝光滤光器，并且光BLL是白光。

图3显示了一种显示器件的方框图，该显示器件包括用于将四原驱动信号映射到四子像素组的系统。这个系统以具有样本Iij的三原输入信号TIS开始，每个样本都包含Rij(通常为红色)分量、Gij(通常为绿色)分量和Bij(通常为蓝色)分量。多原变换器MPC将三原输入信号TIS的样本Iij变换成四原输入信号IS的样本Sij。四原输入信号IS的样本Sij包含RIij、GIij、BIij、WIij分量。像这样的多原变换器MPC是众所周知的。

依照本发明的下采样器或映射器MAP将样本RIij、GIij、BIij、WIij映射到四原输出信号OS，该四原输出信号的每个样本Dij都包含四个分量RDij、GDij、BDij、WDij，这些分量分别驱动子像素RPij、GPij、BPij和WPij。图中仅示意性显示了显示器DD和发出背后光BLL 的背后照明单元BL。优选地，显示器DD是个矩阵显示器。显示器DD可以是如图2中所示的LCD，或者可以是能够调制来自背后照明单元BL的光BLL的另一种显示器。所述调制可以通过改变子像素RPij、GPij、BPij和WPij的透射率或反射率来获得。背后照明单元BL可以从强度和颜色方面调制光BLL。在诸如LED显示器之类的、其中子像素发光的显示器中，可以忽略背后照明单元BL。

所述显示器件可以是电视、计算机监视器，或者任何其他含有显示器的设备，例如用于移动通信或个人用途的手持器件(例如，个人数字助理，或者电子图书)。

图4显示了依照本发明实施例用四原子像素组在显示器上对四原输入信号进行的映射。图4显示了三原输入信号TIS的四相邻输入样本I11、I12、I21、I22的特定块到两个相邻的四相邻子像素组(在图4的右侧示出，为清楚起见，图4仅显示了显示器DD的两个四相邻子像素组)的多原变换MPC和映射MAP过程。第一相邻的四相邻子像素组P11包含由RP11、GP11、BP11和WP11表示的子像素，在本例中它们是显示设备DD显示屏上第一行像素中的第一个四子像素。第二相邻的四相邻子像素组P21包含由RP21、GP21、BP21和WP21表示的子像素。对三原输入信号TIS的剩余四相邻样本块到剩余四相邻子像素组Pij的操作施加相同的过程。应当指出，依照本发明的映射能够在其他几何分布的子像素组上实现。在解释多原变换MPC和映射过程MAP之前，首先对图4中的不同信号进行讨论。

样本I11包含分量R11、G11、B11，样本I12包含分量R12、G12、B12，样本I21包含分量R21、G21、B21，样本I22包含分量R22、G22、B22。事实上，三原输入信号TIS是个样本序列，每个样本包含三个分量。每个样本Iij的分量Rij、Gij、Bij规定了与三分量Rij、Gij、Bij关联的三原色对样本Iij的强度和颜色的贡献。样本Iij被认为显示在显示器上，使得：第一分量Rij驱动第一子像素，该子像素发出光的颜色和与第一分量关联的原色匹配；第二分量Gij驱动第二子像素，该子像素发出光的颜色和与第二分量关联的原色匹配；第三分量Bij驱动第三子像素，该子像素发出光的颜色和与第三分量关联的原色匹配。因此，三子像素组能够显示由该三子像素的三个不同原色所定义的色域。优选地，该色域与由该样本Iij的三原色定义的色域 匹配性最好。通常，样本Iij的分量Rij、Gij、Bij的三原色和子像素的三原色都是RGB(红、绿和蓝)。

多原变换MPC将输入样本I11、I12、I21、I22变换成四原输入信号IS的另外样本S11、S12、S21、S22。样本S11包含分量RI11、GI11、BI11、WI11，样本S12包含分量RI12、GI12、BI12、WI12，样本S21包含分量RI21、GI21、BI21、WI21，样本S22包含分量RI22、GI22、BI22、WI22。分量RIij被认为显示在含有第一颜色的子像素上，分量GIij被认为显示在含有第二颜色的子像素上，分量BIij被认为显示在含有第三颜色的子像素上，分量WIij被认为显示在含有第四颜色的子像素上。因此，现在原始的三原输入信号TIS必须显示在四子像素RPij、GPij、BPij、WPij组Pij上。多原变换MPC必须考虑每个Iij样本的三分量的原色和四子像素RPij、GPij、BPij、WPij的颜色，将每个Iij样本的三分量的值变换成每个Sij样本的四分量的值。

像这样的多原变换MPC是众所周知的。本发明的目的是提供特殊情况下的映射算法MAP，在该情况下子像素WPij的第四颜色位于由第一颜色、第二颜色和第三颜色定义的色域内。现在，映射器MAP有许多种将四原输入信号IS映射成四原输出信号OS的可能。四原输出信号OS包括样本Dij，其每个样本都包含分量RDij、GDij、BDij、WDij，这些分量分别驱动同一组Pij的四相邻子像素RPij、GPij、BPij、WPij。

有可能将四原输入信号IS的分量RIij、GIij、BIij、WIij一对一映射到四原输出信号OS的分量RDij、GDij、BDij、WDij。因此，每个四原输入样本Sij都被显示在四子像素组Pij上。但是，如果不牺牲亮度的话，那么第四子像素的加入会引起显示器DD分辨率的下降。或者，如果分辨率保持恒定的话，那么每子像素的亮度就会降低。

为了恢复分辨率，从四原输入信号IS到四原输出信号OS的映射MAP包括一个因子为2的下采样操作，该操作将两个输入样本Sij映射到一个四相邻子像素RPij、GPij、BPij、WPij组Pij上。原始的三原输入信号TIS呈规则的矩形显示器像素及其子像素网格结构。映射MAP进一步降低了第四子像素WPij的颜色中的颜色伪影。

依照本发明的这种特殊的映射MAP缓解了颜色伪影。它的基本思 想是将两个样本S11和S12(或S21和S22)按照下面的方式映射到一个四子像素RPij、GPij、BPij、WPij组P11(或P21)。四原输出信号OS的特定样本Dij的第一分量RDij是第一样本S11的第一分量RIij，第二分量GDij是第一样本S11的第二分量GIij，第三分量BDij是第一样本S11的第三分量BIij，且第四分量WDij是第二样本S12的第四分量WIij。因此，四原输入信号IS的两个连续样本Sij被变换成四原输出信号OS的一个样本Dij。三个原信号能够共同提供与第四个原信号相同的亮度，它们来源于两个相邻的样本Sij中的一个，第四个原信号来源于两个相邻的样本Sij中的另外一个。这对于所有其他的两个相邻样本Sij也是成立的。其优点是，由于同一组Pij中的其他三个子像素RPij、GPij、BPij能够提供相同的亮度，因而不会出现亮度误差。此外，这种方法的优点是，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组上划分亮度，而不引入颜色误差。

在一个优选的实施例中，依照本发明的映射MAP与一种多原变换MPC相结合，所述MPC在每样本等亮度约束下将三原输入信号TIS变换成四原输入信号IS，使得如果可能的话，依输入颜色而定，能够产生与第四分量WIij相同颜色的三分量RIij、GIij、BIij，其亮度与第四分量WIij的亮度相同。在申请人案卷编号为PH000227EP1的专利申请中描述了这种等亮度约束下的多原变换，所述专利申请与本专利申请在同一天提交，所述多原变换将参照图6～9进行说明。

图4中所示的映射是个特例，显示了到相邻行中相邻的子像素RPij、GPij、BPij、WPij组Sij的有利映射，其中提供第四种光的子像素WPij基本上与三子像素RPij、GPij、BPij组的中心子像素位于相同的行中，所述三子像素RPij、GPij、BPij能够共同提供与第四子像素WPij相同的颜色。第一样本S11的第一分量RI11、第二分量GI11、第三分量BI11分别映射到样本D11的第一分量RD11、第二分量GD11、第三分量BD11，从而分别映射到第一四子像素组P11的第一子像素RP11、第二子像素GP11、第三子像素BP11。样本S12的第四分量WI12映射到样本D11的第四分量WD11，从而映射到第一组P11的第四子像素WP11。样本S21的第四分量WI21映射到样本D21的第四分量WD21，从而映射到第二相邻子像素组P21的第四子像素WP21。 样本S22的第一分量RI22、第二分量GI22和第三分量BI22分别映射到样本D21的第一分量RD21、第二分量GD21和第三分量BD21，从而分别映射到第二组P21的第一子像素RP21、第二子像素GP21和第三子像素BP21。

图5显示了一种提供包含信号的信息的广播系统，所述信号用于驱动四原子像素RPij、GPij、BPij、WPij。该广播系统包括提供信息INF给用户U1、U2、U3的显示器的配送站BR。信息INF对于这些用户可以是相同的，或者也可以因用户的个人需要而不同。对于一个用户显示器DD的每个四子像素RPij、GPij、BPij、WPij组Pij而言，信息INF包括特定输入样本S11的第一、第二、第三输入信号RI11、GI11、BI11，以及相邻输入样本S12的第四输入信号WI12。

图6示意性地显示了一种显示器件的方框图，该显示器件包括用于将三原输入彩色信号变换成N原彩色驱动信号的系统。用于将三原输入彩色信号IS变换成N原彩色驱动信号DS的系统1包括多原变换单元10、约束单元20和参数单元30。这些单元可以是硬件或软件模块。约束单元20向变换单元10提供约束CON。参数单元30向变换单元10提供原色参数PCP。

变换单元10接收三原输入信号IS并且提供N原驱动信号DS。三原输入信号IS包括一个输入样本序列，其每个样本都包含三个输入分量R、G、B。特定输入样本的输入分量R、G、B定义了该输入样本的颜色和强度。这些输入样本可以是例如由照相机或计算机产生的图像的样本。N原驱动信号DS包括一组驱动样本，其每个样本都包含N个驱动分量D1～DN。特定输出样本的驱动分量D1～DN定义该驱动样本的颜色和强度。通常，这些驱动样本通过驱动电路2在显示设备3的像素上显示，所述驱动电路2对这些驱动样本进行处理，使获取的输出样本适于驱动显示器3。驱动分量D1～DN规定了用于像素的子像素SP1～SPN的驱动值01～0N。在图6中仅显示了一组子像素SP1～SPN。例如，在RGBW显示设备中，像素含有四个子像素SP1～SP4，这些子像素提供红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)光。特定的驱动样本含有四个驱动分量D1～D4，这些驱动分量增大特定像素的四个子像素SP1～SP4的四个驱动值01～04。

该显示器件进一步包括接收输入信号IV的信号处理器4，用以提 供三原输入信号IS，所述输入信号IV表示待显示的图像。信号处理器4可以是照相机，那么输入信号IV就不存在。该显示器件可以是诸如移动电话或个人数字助理(PDA)之类的便携式设备的一部分。

图7显示了一个用于说明附加方程的实施例的图。图7显示的例子中N＝4。该图显示了三个驱动分量D1～D3与第四驱动分量D4的函数关系。第四驱动分量D4沿水平轴画出，三个驱动分量D1～D3与第四驱动分量D4一道沿竖直轴画出。通常，驱动分量D1～D4用于驱动显示器3的子像素组，并在此后也称为驱动信号。同一驱动样本的驱动分量D1～D4可以驱动同一像素的子像素。可替换地，相邻样本的驱动分量D1～D4可以被下采样到同一像素的子像素中。这种情况下，不是所有的驱动分量D1～D4被真正分配给一个子像素。

将三个驱动信号D1～D3定义为第四驱动信号D4的函数：F1＝D1(D4)，F2＝D2(D4)，F3＝D3(D4)。第四驱动信号D4是条穿过原点的直线，其一阶导数为1。四个驱动信号D1～D4的有效范围被归一化到区间0～1内。第四驱动信号D4的公共范围VR从值D4min延伸到值D4max，并且包括这些边界值，在该范围内，所有四个驱动信号D1～D4的值均在其有效范围之内。

在这个例子中，选择了一个线性光域，其中定义了三个驱动信号D1～D3与第四驱动信号D4的函数关系的函数由如下线性函数确定：

$\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{P1}^{\′}\\ {P2}^{\′}\\ {P3}^{\′}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}k1\\ k2\\ k3\end{array}\right]\×D4$

式中，D1～D3为三个驱动信号，(P1’，P2’，P3’)由通常是RGB信号的输入信号定义，系数ki定义了与三个驱动值D1～D3关联的三个原信号的颜色点和与第四驱动信号D4关联的原信号的颜色点之间的依赖关系。通常这些系数固定不变，并且可以存储在存储器中。

现在为了进一步说明这些函数的元素间的关系，给出上述函数与标准的三对四原信号变换之间的关系。在标准的三原对四原变换中，包括驱动信号D1～D4的驱动信号DS按下面的矩阵运算变换到线性彩色空间XYZ。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}t11& t12& t13& t14\\ t21& t22& t23& t24\\ t31& t32& t33& t34\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]=\left[T\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]---\left(1\right)$

系数为tij的矩阵定义四子像素的四个原的颜色坐标。驱动信号D1～D4是必须由多原变换确定的未知量。引入第四原的结果使得方程1存在多个可能的解，因而该方程不能直接求解。通过施加一个约束可以从驱动信号D1～D4驱动值的这些可能结果中选择一组特定的取值，所述约束是添加到由方程1定义的三个方程中的第四个线性方程。

该第四方程可以通过对N个驱动分量D1～DN的第一子集和N个驱动分量D1～DN的第二子集的线性组合定义一个数值来获得。第一子集包括N个驱动分量D1～DN中1≤M1＜N个分量的第一线性组合LC1，第二子集包括N个驱动分量D1～DN中1≤M2＜N个分量的第二线性组合LC2。第一和第二线性组合互不相同。第一和第二线性组合两者都可以只包括一个驱动分量或者多个驱动分量。通过求解所述扩展方程组得到N个驱动分量D1～DN的解。优选地，第一组中的驱动分量不在第二组中，第二组中的驱动分量不在第一组中，使得线性组合LC1和LC2涉及同一像素的子像素的不同子分组。

在这个例子中，线性组合LC1与像素的子像素的第一子分组的加权亮度有关，线性组合LC2与同一像素的其他子像素的第二子分组的加权亮度有关。这样，附加的方程就定义了加权亮度的一种线性组合，它应该与所述值相等。子像素的第一子分组和子像素的第二子分组可以仅包括一个子像素，并且不必都包含一个像素的所有子像素。

优选地，第一线性组合LC1定义了第一子集的驱动分量的亮度，第二线性组合定义了第二子集的驱动分量的亮度。因此，线性组合LC1直接指示了与驱动分量相关联的子像素产生的亮度，所述驱动分量是第一子集的成员。并且，线性组合LC2直接指示了与驱动分量相关联的子像素产生的亮度，所述驱动分量是第二子集的成员。所述值定义了对这些亮度的线性组合的约束。例如，该约束规定第一线性组合的亮度应该等于第二线性组合的亮度，以使由同一像素的相邻子像素SP1～SPN的过于不相同的亮度造成的伪影数量最少。对于这样的等亮度约束而言，第一和第二子集的线性组合是个减法，并且所述值基本上为零。这种等亮度约束将针对不同的实施例参照图7和8进行说明。

但是，首先在此后，将说明定义三个驱动信号D1～D3与第四驱动信号D4的函数关系的函数是如何确定的。

方程1可以被重写为：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\end{array}\right]=\left[A\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}t14\\ t24\\ t34\end{array}\right]\×D4$ $A=\left[\begin{array}{ccc}t11& t12& t13\\ t21& t22& t23\\ t31& t32& t33\end{array}\right]---\left(2\right)$

式中，矩阵[A]在标准三原系统中被定义为变换矩阵。用逆矩阵[A^-1]乘以方程2的各项，得到方程3。

$\left[\begin{array}{c}{P1}^{\′}\\ {P2}^{\′}\\ {P3}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\end{array}\right]+\left[A^{-1}\right]\×\left[\begin{array}{c}t14\\ t24\\ t34\end{array}\right]\×D4---\left(3\right)$

矢量[P1′P2′P3′]代表在显示系统仅包含三原的情况下获取的原值，并且通过逆矩阵[A^-1]与矢量[Cx Cy Cz]的矩阵乘法得到。最后，将方程3重写为方程4。

$\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{P1}^{\′}\\ P{2}^{\′}\\ {P3}^{\′}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}k1\\ k2\\ k3\end{array}\right]\×D4---\left(4\right)$

因此，任意三原D1～D3的驱动信号均可由方程4表示成第四原D4的函数。如图7中所示，在由第四原D4和第四原D4的值定义的二维空间中，这些线性函数F1～F3确定了三条直线。图7中所有的值均被归一化，这意味着四个驱动D1～D4的值都必须在0≤Di≤1范围内。由图7显然可见D4的公共范围VR，对于该公共范围而言，所有函数F1～F3和第四驱动信号D4的值均在有效范围内。应当指出，系数k1～k3由与驱动值D1～D4关联的子像素的颜色坐标预先定义。

在图7中所示的例子中，有效范围VR的边界D4min由函数F2确定，该函数的值在D4的值小于D4min时大于1。有效范围VR的边界D4max由函数F3确定，该函数的值在D4的值大于D4max时大于1。基本上，如果不存在这种公共范围VR，那么输入颜色就超出四原色域之外，因而不能被正确地复现。对于这些颜色而言，必须施加将这些颜色裁切到色域的裁切算法。在非在先公开的欧洲专利申请05102641.7中说明了一种计算公共范围D4min～D4max的方案，该专利申请在此引入作为参照。公共范围VR的存在表明，对于从三输入分量R、G、B的特定值到四驱动分量D1～D4的变换，存在许多可能的解。有效范围VR 包含驱动分量D4的所有可能的值，对于这些值提供的变换而言，四子像素的强度和颜色与由三输入分量R、G、B指示的强度和颜色精确对应。其他三个驱动分量D1～D3的值通过将驱动分量D4的选定值代入方程4找到。

图7还显示了直线LC1和LC2。直线LC1代表驱动分量D4的亮度，直线LC2代表驱动分量D1～D3的亮度。因此，N个驱动分量的第一子集只包括加权驱动分量D4，用以代表关联的子像素的亮度。N个驱动分量的第二子集包括三个驱动分量D1～D3的加权线性组合，这种线性组合代表与这三个驱动分量D1～D3相关联的子像素的组合亮度。在直线LC1和LC2的交点处，驱动分量D4的亮度等于驱动分量D1～D3的组合亮度，所述交点在驱动值为D4opt处出现。

对于波谱时序显示器3而言，尤其关注这种等亮度约束，该显示器在偶数帧期间驱动原的一个组，在奇数帧期间驱动原的剩余组。所述算法在等亮度约束下将由输入分量R、G、B定义的给定输入颜色处理成输出分量D1～DN，使得在偶数帧期间由子像素的第一子集产生的亮度等于在奇数帧期间由子像素的第二子集产生的亮度。因此，N个驱动分量的第一子集在偶数帧期间驱动子像素的第一子集，N个驱动分量的第二子集在奇数帧期间驱动子像素的第二子集，或者相反。如果对于给定的输入颜色而言，在奇偶帧期间不可能达到相等的亮度，那么或者将该输入颜色裁切成允许等亮度的值，或者裁切输出分量以得到尽可能相等的亮度。

例如，在RGBY显示器(R＝红，G＝绿，B＝蓝，Y＝黄)中，在偶数帧中仅驱动蓝色和绿色子像素，而在奇数帧中仅驱动红色和黄色子像素，或者相反。当然，其他任意的颜色组合也是可能的。在该例中，图7中的两条直线LC1和LC2应该分别代表蓝色加绿色驱动分量的亮度，以及黄色和红色驱动分量的亮度。这两条直线LC1和LC2相交处的驱动分量D4的值D4opt是最佳的，在该值处蓝色和绿色子像素的亮度等于红色和黄色子像素的亮度。这种方法使得时间闪烁最小。

事实上，已经通过将第四行添加到矩阵T对方程1进行了扩展。该第四行定义了附加的方程

t21*D1+t22*D2-t23*D3-t24*D4＝0

由于Cy定义了亮度，因此系数是t21～t24。第一子集包含驱动值 D1和D2的线性组合，第二子集包含驱动值D3和D4的线性组合，并且所述值为零。这个附加方程给方程1添加了等亮度约束。因此，扩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由驱动分量D1和D2驱动，另一方面子像素SP3和SP4由驱动分量D3和D4驱动。该扩展方程由下式定义：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}t11& t12& t13& t14\\ t21& t22& t23& t24\\ t31& t32& t33& t34\\ t21& t22& -t23& -t24\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]=\left[\mathrm{TC}\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]---\left(5\right)$

方程5容易通过计算下式求解：

$\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{TC}11& \mathrm{TC}12& \mathrm{TC}13& \mathrm{TC}14\\ \mathrm{TC}21& \mathrm{TC}22& \mathrm{TC}23& \mathrm{TC}24\\ \mathrm{TC}31& \mathrm{TC}32& \mathrm{TC}33& \mathrm{TC}34\\ \mathrm{TC}41& \mathrm{TC}42& \mathrm{TC}43& \mathrm{TC}44\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]=\left[{\mathrm{TC}}^{-1}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]$

式中，[TC^-1]是[TC]的逆矩阵。

如果所有的驱动分量D1～D4都有有效值，那么驱动分量D1～D4的解就有意义，如果解经过归一化，那么在0≤Di≤1，i＝1～4时，情况就是如此。对于由输入分量R、G、B定义的一些输入颜色来说，无法达到这种情况。驱动分量D4的最佳驱动值D4opt对应于允许无闪烁操作的驱动值，且定义为：

D4opt＝TC41*Cx+TC42*Cy+TC43*Cz    (6)

系数TC41、TC42、TC43与输入颜色无关。其他驱动分量D1～D4的值通过方程4来计算。只要最佳驱动值D4opt出现在有效范围VR内，所述解就在偶数子帧和奇数子帧中提供相等的亮度。

如果最佳驱动值D4opt不出现在有效范围VR内，那么将该值裁切到最接近的边界值D4min或D4max，并通过方程4将该裁切的值用于确定其他驱动分量D1～D3的值。这种情况下，亮度在偶数子帧和奇数子帧中并不相等。但是，由于裁切朝向最接近的边界值，出现的误差最小。亮度误差被定义为：

ΔL＝(t21*D1+t22*D2)-(t23*D3+t24*D4)

将方程4代入，得到：

ΔL＝(P1′*t21+P2′*t22-P3′*t23)+D4opt(k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24)

如果没有裁切D4opt，那么亮度误差为零。但是，裁切将误差ΔD4引 入到最佳值D4opt。得到的亮度误差为：

ΔL＝ΔD4(k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24)

应当指出，项k1*t21+k2*t22-k3*t23-t24是个常量，因此亮度误差ΔL仅由误差ΔD4的值决定。其结果是，驱动分量D4的最小误差使得在不同子帧期间子像素组的亮度误差达到最小。

通过把第四等亮度方程添加到三个方程中来将三个输入分量R、G、B变换成四个驱动分量D1～D4的方法，对于具有由四子像素SP1～SP4提供的四原色的任何波谱时序显示器而言都是十分有效的，所述三个方程定义了三输入分量R、G、B与四驱动分量D1～D4之间的关系。关于原色的颜色点，不存在限制。该算法还能作为变换的一部分直接用于六原信号系统。该算法也能用于任何其他原信号个数(每像素的子像素数)多于4个的情况。但是，如果不施加进一步的约束，这通常会导致许多可能的解。这种方法的一个优点是避免了高开销的大查找表。所述变换开销低，因为只需执行17次乘法、14次加法和2次最小/最大运算。

图8显示了用于说明所述附加方程的另一实施例的图。在图8显示的例子中N＝4，显示器是个RGBW显示器，并且第四个方程定义了等亮度约束。在该例中，RGBW显示器中的驱动分量D1驱动红色子像素，驱动分量D2驱动绿色子像素，驱动分量D3驱动蓝色子像素，驱动分量D4驱动白色子像素。这种情况下，如果可能的话，在三输入分量R、G、B的特定值处，RGB子像素的亮度与白色像素的亮度保持相等，以使空间非均匀性最小。只要单个子像素的颜色可以由其他三个子像素的组合产生，就可以用其他颜色来代替RGBW。

图8显示了三个驱动分量D1～D3与第四驱动分量D4的函数关系。第四驱动分量D4沿水平轴画出，三个驱动分量D1～D3与第四驱动分量D4一道沿竖直轴画出。用来驱动显示器3的子像素的驱动分量D1～D4此后也称为驱动信号。同一驱动样本的驱动信号D1～D4可以驱动同一像素的子像素。可替换地，相邻样本的驱动分量D1～D4可以被下采样到同一像素的子像素中。这种情况下，不是所有的驱动分量D1～D4被真正分配给一个子像素。

将三个驱动信号D1～D3定义为第四驱动信号D4的函数：F1＝D1(D4)，F2＝D2(D4)，F3＝D3(D4)。第四驱动信号D4是条穿过原点 的直线，其一阶导数为1。在这个例子中，选择了一个线性光域，其中函数F1～F3是直线。四个驱动信号D1～D4的有效范围被归一化到区间0～1内。第四驱动信号D4的公共范围VR从值D4min延伸到值D4max，并且包括这些边界值，在该范围内，所有三个驱动信号D1～D3的值均在其有效范围之内。

在这个实施例中，假定直线F4还指示了白色子像素SP4的亮度。直线Y(D4)指示特定三输入分量R、G、B的RGB子像素SP1～SP3的组合亮度。由直线Y(D4)指示的亮度向白色W子像素的亮度归一化，使得在直线Y(D4)与直线D4(D4)的交点处，RGB子像素SP1～SP3的组合亮度等于W子像素SP4的亮度。这个交点出现在驱动分量D4的值D4opt处。其他驱动分量D1～D3的值再一次通过将D4opt代入方程4求得。

在特殊的情况下，即W子像素SP4的色度与由RGB子像素SP1～SP3创建的色度图的白点一致，函数F1～F3甚至变得更加简单：方程4的所有系数k1～k3具有相等的负值。因此，代表函数F1～F3的直线与直线P4＝P4相交成相同的角度。如果进一步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的所有系数k1～k3值都为-1，并且代表函数F1～F3的直线与直线P4＝P4相交成90°。

这种将定义了等亮度约束的第四线性方程添加到三个方程的方法提高了RGB与W子像素之间的均匀性，所述三个方程定义了四驱动分量D1～D4与三输入分量R、G、B之间的关系。事实上，已经通过将第四行添加到矩阵T对方程1进行了扩展。该第四行定义了附加的方程

t21*D1+t22*D2+t23*D3-t24*D4＝0

由于Cy定义了线性XYZ彩色空间中的亮度，因此系数是t21～t24。第一子集包含驱动值D1、D2和D3的线性组合，这些驱动值驱动RGB子像素SP1～SP3。第二子集包含的线性组合仅包括驱动值D4。这个附加的方程给方程1添加了等亮度约束。因此，扩展方程的解使得子像素SP1、SP2和SP3的组合亮度同子像素SP4的亮度相等，其中一方面子像素SP1、SP2和SP3由驱动分量D1、D2和D3驱动，另一方面子像素SP4由驱动分量D4驱动。

该扩展方程由下式定义：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}t11& t12& t13& t14\\ t21& t22& t23& t24\\ t31& t32& t33& t34\\ t21& t22& t23& -t24\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]=\left[{\mathrm{TC}}^{\′}\right]\×\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]---\left(7\right)$

方程6容易通过计算下式求解：

$\left[\begin{array}{c}D1\\ D2\\ D3\\ D4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{TC}11}^{\′}& {\mathrm{TC}12}^{\′}& {\mathrm{TC}13}^{\′}& {\mathrm{TC}14}^{\′}\\ {\mathrm{TC}21}^{\′}& {\mathrm{TC}22}^{\′}& {\mathrm{TC}23}^{\′}& {\mathrm{TC}24}^{\′}\\ {\mathrm{TC}31}^{\′}& {\mathrm{TC}32}^{\′}& {\mathrm{TC}33}^{\′}& {\mathrm{TC}34}^{\′}\\ {\mathrm{TC}41}^{\′}& {\mathrm{TC}42}^{\′}& {\mathrm{TC}43}^{\′}& {\mathrm{TC}44}^{\′}\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]=\left[{\mathrm{TC}}^{\′-1}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\\ 0\end{array}\right]$

式中，[TC′^-1]是[TC′]的逆矩阵。

驱动分量D4的最佳驱动值D4opt对应于允许最佳空间均匀性的驱动值，因此被定义为：

D4opt＝TC41′*Cx+TC42′*Cy+TC43′*Cz    (8)

应当指出，方程8与方程6具有相同的结构，只是矩阵系数不同而已。

如同对有关图2的例子所讨论的，如果确定的最佳驱动值D4opt位于有效范围VR之外，则将这个最佳驱动值裁切到最接近的边界值D4min或D4max。

图9显示了实现依照本发明的变换的一个实施例的方框图。虚线框5等同于系统1，它将三原输入颜色信号IS变换成N原色驱动信号DS。但是，在图6中三原输入颜色信号IS是个不必在线性光域中定义的RGB信号。在图9中，假定三原输入颜色信号IS在线性光域中由线性XYZ彩色空间的输入分量Cx、Cy、Cz定义。三原输入颜色信号IS可以直接在线性XYZ颜色空间中定义，或者可以首先从诸如RGB颜色空间之类的非线性颜色空间变换到线性XYZ颜色空间。变换系统5包括计算单元51、裁切单元52、计算单元53、区间单元50和存储单元54。这些单元可以被实现为硬件或软件模块。

区间单元50接收输入分量Cx、Cy和Cz，并且确定第四驱动分量D4的边界值D4min和D4max。区间单元50还计算矢量[P1′P2′P3′]的值，如果显示系统仅包含三原信号，则该矢量代表获取的原信号值。如同参照方程2和3所说明的，这个矢量被定义为：

$\left[\begin{array}{c}{P1}^{\′}\\ P{2}^{\′}\\ {P3}^{\′}\end{array}\right]=\left[A^{-1}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cx}\\ \mathrm{Cy}\\ \mathrm{Cz}\end{array}\right]$

式中，[A^-1]是方程2中定义的矩阵[A]的逆矩阵。因此，该矢量分量P1’、P2’、P3’的值取决于输入分量Cx、Cy、Cz的值。

存储单元54存储值B1、B2、B3和方程4的系数k1、k2、k3的值。值B1、B2、B3由应用决定。在参照图2针对波谱时序显示器3讨论的实施例中，其中时间闪烁被最小化，驱动分量D4的最佳驱动值D4opt由方程6所定义。系数TC41、TC42、TC43与输入颜色无关，且可以被预先存储。因此，对于这个实施例而言，值B1、B2、B3分别等于系数TC41、TC42、TC43。在参照图3针对RGBW显示器3讨论的实施例中，其中空间均匀性被最优化，驱动分量D4的最佳驱动值D4opt由方程8所定义。在这种情况下，系数TC41’、TC42’、TC43’也与输入颜色无关，且可以被预先存储。因此，对于这个实施例而言，值B1、B2、B3分别等于系数TC41’、TC42’、TC43’。

计算单元51接收输入分量Cx、Cy、Cz和值B1、B2、B3，以便依照方程6或8确定驱动分量D4的最佳驱动值D4opt。裁切单元52接收这个最佳驱动值D4opt以及边界值D4min和D4max，并且提供最佳驱动值D4opt’。裁切单元52用由区间单元50确定的边界值D4min和D4max来检查由计算单元51求得的最佳驱动值D4opt是否位于有效范围VR之内。如果最佳驱动值D4opt位于有效范围VR之内，那么最佳驱动值D4opt’就等于最佳驱动值D4opt。如果最佳驱动值D4opt位于有效范围VR之外，那么最佳驱动值D4opt’就等于与最佳驱动值D4opt最接近的边界值D4min或D4max。

最佳驱动值D4opt’是变换系统5的输出信号DS的输出分量D4。计算单元53通过将输出分量D4代入方程4来计算其他输出分量D1～D3。

应当指出，所述实施例是针对N＝4、针对等亮度约束、针对波谱时序显示器3和RGBW显示器进行说明的。但是，如同在权利要求中所限定的，本发明的范围要宽泛得多。对于N＞4的情况可以应用相同的方法。为了得到扩展方程组而添加至少所述线性方程，将减少由该线性方程施加的约束所定义的可能解，所述线性方程为N个驱动分量D1，...，DN的第一子集和N个驱动分量D1，...，DN的第二子集的线性组合规定了一个值。这种线性方程将加权亮度约束施加到驱动分量D1，...，DN的不同子集上。对于N＞4的情况，有可能将这种亮度约束与 诸如驱动分量D1～DN的最大值中取最小之类的另一种约束相结合。

该算法对于使用波谱时序多原显示器的便携式或移动应用而言是颇具吸引力的。但是，可以将该算法用于如TV、计算机、医疗显示器之类的其他波谱时序应用中，其中利用了波谱时序方法的优点，但是避免了其主要的缺点，即避免了闪烁。该算法可以仅用于特定颜色分量，或者用于输入信号的特定范围。例如，该算法可以不包括不引起闪烁或者对闪烁贡献最小的子像素的驱动分量。或者，该算法不用于饱和或明亮的颜色。

应当指出，在典型的用户系统中打印或显示正确的颜色是重要的，所述典型用户系统包括照相机、打印机和显示器。因此，在照相机和打印机或者显示设备之间交换的图像信息应该是通用的格式。这种通用格式优选是XYZ颜色空间。接收来自照相机的图像的设备具有一个颜色管理模块，该模块将XYZ颜色空间中的图像变换到该设备所需颜色空间。在打印机中，该颜色管理模块通常将XYZ空间中的图像变换到CMY颜色空间。在显示器中，该颜色管理模块通常将XYZ空间中的图像变换到RGB颜色空间。但是，在依照本发明的显示器中，该显示器中的颜色管理模块将XYZ空间中的图像变换到由四子像素的四原色定义的颜色空间。这种变换可以直接执行或者通过RGB颜色空间执行。

另外，应当指出，上述实施例说明了而非限定了本发明，并且本领域技术人员能在不偏离所附权利要求范围的情况下，设计许多可替换的实施例。

在权利要求中，任何置于括号间的引用符号都不应当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权利要求中未提及的元素或步骤的存在。元素前的冠词“一”并没有排除多个这种元素的存在。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件并且通过经过适当编程的计算机来实现。在列举了一些装置的设备权利要求中，这些装置的几个可以通过同一硬件来实施。一些措施在互不相同的从属权利要求中被重复引用，这并不表示这些措施的组合不能加以利用。

实际中，本说明书中公开的算法组件可以部分或全部实现为硬件，或者实现为在专用数字信号处理器或通用处理器等上运行的软件。所述硬件可以是专用IC的一部分。

计算机程序产品应当被理解为指令集的任意物理实现，所述指令集允许通用或专用处理器执行一项发明的任何特有功能。这些指令可以在一个步骤或一系列加载步骤中加载到处理器中。该加载步骤序列可以包括中间变换步骤，例如，到中间语言和/或最终处理器语言的翻译。特别情况下，计算机程序产品可以实现为诸如盘片或磁带、存储器之类的载体上的数据，通过有线或无线网络连接传输的数据，或者诸如纸之类的任意其他介质上的程序代码。除了程序代码，程序所需的特征数据也可以实施为计算机程序产品。方法操作所需的一些步骤，如数据输入和输出步骤，可能已经包含在处理器的功能中，而不是在计算机程序产品中定义。

Claims (13)

1.一种将四原输入信号(IS)映射到显示设备(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的方法，其中

四原输入信号(IS)包括输入样本(Sij)序列，该序列中的每个样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

四子像素组(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)和用于提供第四颜色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四颜色均不相同，并且第四颜色位于第一、第二和第三颜色的色域内，

所述方法包括通过将特定输入样本(S11)的第一分量(RI11)、第二分量(GI11)和第三分量(BI11)分别分配给特定四子像素组(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通过将另一输入样本(S12)的第四分量(WI12)分配给所述特定四子像素组(P11)的第四子像素(WP11)来下采样(MAP)四原输入信号(IS)的输入样本(Sij)，其中所述特定输入样本(S11)和另一输入样本(S12)同显示设备(DD)上的相邻位置相关联。

2.一种如权利要求1所述的方法，其中第一原色(R)是红色，第二原色(G)是绿色，且第三原色(B)是蓝色。

3.一种如权利要求2所述的方法，其中显示设备(DD)由背后照明单元(BL)照明，并且其中红色滤光器(RF)与第一子像素(RPij)关联，绿色滤光器(GF)与第二子像素(GPij)关联，且蓝色滤光器(BF)与第三子像素(BPij)关联，并且其中由背后照明单元(BL)产生的光(BLL)不经过滤光便通过第四子像素(WPij)。

4.一种如权利要求1～3中的任何一项所述的方法，其中第四颜色(W)是白色。

5.一种如权利要求1所述的方法，其中在四原输入信号(IS)中，所述另一输入样本(S12)相对所述特定输入样本(S11)定位，其中在所述组(P11)中第四子像素(WP11)位于分别相对于第一、第二和第三子像素(RP11、GP11和BP11)的位置。

6.一种如权利要求5所述的方法，其中所述另一输入样本(S12)处于视频输入图像特定直线上紧邻所述特定输入样本(S11)之前或之后的位置，并且其中该方法进一步包括：

将第三输入样本(S21)和第四输入样本(S22)下采样到另一四子像素组，该另一四子像素组包括用于提供第一颜色(R)光的第五子像素(RP21)、用于提供第二颜色(G)光的第六子像素(GP21)、用于提供第三颜色(B)光的第七子像素(BP21)和用于提供第四颜色(W)光的第八子像素(WP21)，

该下采样包括将第四输入样本(S22)的第一分量(RI22)、第二分量(GI22)和第三分量(BI22)分别分配给第五子像素(RP21)、第六子像素(GP21)和第七子像素(BP21)，将第三输入样本(S21)的第四分量(WI21)分配给第八子像素(WP21)，其中在四原输入信号(IS)中，第四输入样本(S22)相对于第三输入样本(S21)定位，其中在组(P21)中第八子像素(WP21)位于分别相对于第五、第六和第七子像素(RP21、GP21和BP21)的位置，其中第四输入样本(S22)处于视频输入图像另一特定直线上紧邻第三输入样本(S21)之前或之后的位置，并且该另一特定直线紧邻所述特定直线之前或之后，其中所述特定直线和另一特定直线可以在水平或竖直方向上延伸。

7.一种驱动具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的显示设备(DD)的方法，该方法包括：

一种在等亮度约束下将三原色输入信号(TIS)变换(MPC)成四原输入信号(IS)的方法，所述等亮度约束是一方面第一分量(RIij)、第二分量(GIij)和第三分量(BIij)的组合亮度与另一方面第四分量(WIij)的亮度相等，以及

如权利要求1所述的映射(MAP)方法。

8.一种用于将四原输入信号(IS)映射到显示设备(DD)的四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的系统，其中

四原输入信号(IS)包括输入样本(Sij)序列，该序列中的每个样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

四子像素组(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)和用于提供第四颜色(W)光的第四子像素(WPij)，所述第一、第二、第三和第四颜色均不相同，并且第四颜色位于第一、第二和第三颜色的色域内，

该系统包括一个映射器(MAP)，所述映射器用于通过将特定输入样本(S11)的第一分量(RI11)、第二分量(GI11)和第三分量(BI11)分别分配给特定四子像素组(P11)的第一子像素(RP11)、第二子像素(GP11)和第三子像素(BP11)，并且通过将另一输入样本(S12)的第四分量(WI12)分配给所述特定四子像素组(P11)的第四子像素(WP11)来下采样四原输入信号(IS)的输入样本(Sij)，其中所述特定输入样本(S11)和另一输入样本(S12)同显示设备(DD)上的相邻位置相关联。

9.一种用于驱动具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的显示设备(DD)的电路，包括：

一种用于在等亮度约束下将三原彩色输入信号(TIS)变换成四原输入信号(IS)的变换器(MPC)，所述等亮度约束是一方面第一分量(RIij)、第二分量(GIij)和第三分量(BIij)的组合亮度与另一方面第四分量(WIij)的亮度相等，以及

如权利要求8所述的系统。

10.一种显示器件，包括权利要求9的电路，以及一种具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的显示设备。

11.一种便携式设备，包括权利要求9的电路，并包括一种具有四子像素(RPij、GPij、BPij、WPij)组(Pij)的显示设备。

12.一种广播系统，包括用于向用户(Ui)显示器提供信息(INF)的配送站(BR)，所述配送站(BR)包括权利要求8的系统，所述信息(INF)对于用户(Ui)显示器的特定四子像素(RPij、GPij、BPij和WPij)组(Pij)而言，包括所述特定输入样本(S11)的第一、第二和第三分量(RI11、GI11和BI11)，以及所述另一输入样本(S12)的第四分量(WI12)。

13.一种广播方法，包括向用户(Ui)显示器提供(BR)信息(INF)，所述提供(BR)包括执行权利要求1的方法，所述信息(INF)对于用户(Ui)显示器的特定四子像素(RPij、GPij、BPij和WPij)组(Pij)而言，包括所述特定输入样本(S11)的第一、第二和第三分量(RI11、GI11和BI11)，以及所述另一输入样本(S12)的第四分量(WI12)。

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