CN101164098A - 将三原色输入信号转换成四个驱动信号 - Google Patents

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Abstract

一种将包括第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)的三原色输入信号转换成包括第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)的四原色驱动信号的方法，所述四原色驱动信号用于驱动多原色加色显示器(3)的四种原色。该方法定义了将第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)表示为第四驱动信号(P4)的函数的三个函数(F1、F2、F3)。确定第四驱动信号(P4)在下面的一组交点上的交点值(P4i)：这三个函数(F1、F2、F3)彼此的交点，以及这三个函数(F1、F2、F3)与等于自身的第四驱动信号(P4)所定义的直线(F4)的交点，其中仅仅具有相反符号的一阶导数的那些函数的交点值(P4i)是有用的(relevant)。计算(i)在第四驱动信号(P4)的交点值(P4i)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)以获得计算值(CV1、CV2、CV3)，并计算(ii)在第四驱动信号(P4)的有效范围(VR)的边界值(P4min、P4max)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)，在所述有效范围中，所有的驱动信号(P1、P2、P3、P4)都具有有效值。确定所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)，其包括第四驱动信号(P4)的交点值(P4i)以及相关联的计算值(CV1、CV2、CV3)。计算在交点值(P4i)处所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)。最后，选择交点值(P4i)，在所选择的值处的最大值(Vmax)是最小的，或者在所选择的值处的最小值(Vmin)是最大的。

Description

将三原色输入信号转换成四个驱动信号
本发明涉及一种将三原色输入信号转换成用于驱动多原色显示器的四种原色的四个驱动信号的方法，涉及一种用于将三原色输入信号转换成四个驱动信号的系统，涉及一种包括该系统的显示器件，涉及一种用于将三原色输入信号转换成四个驱动信号的计算机程序产品，涉及一种包括该系统的照相机，以及涉及一种包括该照相机的便携式设备。
US6570584B公开了一种OLED显示设备，该显示设备具有比常规的红、绿、蓝子像素更多的子像素。附加的子像素可以具有在通常的红、绿、蓝子像素可能的色域之外而选择的颜色，从而获得更宽的色域。可选择的是，附加的子像素可以具有在红、绿、蓝子像素可能的色域内部的颜色，从而提高显示器的效率和寿命。该显示系统利用常规的RGB输入信号来产生用于驱动所有子像素的适当的多色信号。
彩色数据变换电路将输入信号转换成控制每个子像素所需要的值。该变换电路根据三个可用子像素颜色中的每一个颜色利用公知的矩阵变换或查找表计算适当的光量，以便在四个子像素中的每一个子像素处再现所希望的颜色。子像素所产生的光的量取决于供给该子像素的数值。该数值例如是八位或六位值。一般来说，能够按照不同的方式将三原色输入信号变换为子像素的四个驱动值。
执行矩阵变换的变换电路具有需要大量矩阵乘法的缺点。这需要昂贵且快速的计算电路或者必须构造一种算法来预先计算大多数计算强度大的数学计算以便能够进行实时操作。预先计算和利用查找表的变换电路的缺点在于，该算法被预先固定为可能的解决方案中的一种。
本发明的目的在于提供一种将三原色输入信号转换成用于驱动多原色显示器的四种原色的四个驱动信号的方法，所述转换在从可能的解决方案中选择一个解决方案方面具有高度的灵活性。
本发明的第一方面提供一种如权利要求1所述的方法。本发明的第二方面提供一种如权利要求7所述的系统。本发明的第三方面提供一种如权利要求8所述的显示器件。本发明的第四方面提供一种如权利要求12所述的计算机程序产品。本发明的第五方面提供一种如权利要求14所述的照相机。本发明的第六方面提供一种如权利要求15所述的便携式设备。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方法将三原色输入信号转换成四个驱动信号，这四个驱动信号驱动多原色显示器的四种原色。三原色输入信号通常是RGB信号，但是可以使用限定了通常显示器的驱动信号的任何其他信号来代替，所述通常显示器具有三种不同颜色的子像素。三原色输入信号可以定义在XYZ空间中。但是目前在具有四种不同颜色子像素的多原色显示器中，必须将四个驱动信号供给这四种子像素。通常，多原色显示器的每个像素都具有三个标准的RGB子像素以及至少一个具有不同颜色的另外的子像素。所述不同颜色可以在由RGB子像素所规定的色域之内或之外进行选择。所述不同颜色可以是白色。
三原色输入信号包括第一、第二和第三输入信号。该方法将这些输入信号转换成包括第一、第二、第三和第四驱动信号的四原色驱动信号。这些驱动信号驱动多原色显示器的四种原色。尽管认为驱动信号驱动原色，但是实际上四个子像素的颜色不需要是如色度理论中所定义的原色。无论为子像素选择哪种颜色都无关紧要，其作用就像原色，因为其确定要在显示器上显示的颜色。
该方法定义了将第一、第二和第三驱动信号表示为第四驱动信号的函数的三个函数。在线性系统中，这三个函数是直线。在非线性色空间中，这三个函数可以规定为弯曲线。然后，为下面的交点确定第四驱动信号的值：(i)这三个函数彼此的交点，(ii)这三个函数与等于自身的第四驱动信号所定义的直线的交点。第四驱动信号在所有这些交点处的值另外也称作交点值。关于由(i)和(ii)所规定的交点，仅仅具有相反符号的一阶导数的函数的这些交点值是有用的(relevant)。此外，通过计算第一、第二和第三函数在第四驱动信号的边界值处的那些值能够直接得到函数与边界线的交点。通过确定第四驱动信号的值的范围能够得到第四驱动信号的边界值，在所述范围内所有四个驱动信号都具有有效值。这些有效值是在转换算法的硬件或软件实现中所允许的值。例如，在数字实现中，如果用8位字代表这些信号，那么有效值可以是在0到255的范围内的值。有效值可以标准化为例如仅仅在从0到1的范围。在尚未公开的欧洲专利申请05102641.7中详细地阐明了第四驱动信号的有效范围的确定。
该方法计算在第四驱动信号的交点值处的相关联的第一、第二和第三驱动信号以获得计算值。在每个交点值处，确定包括该交点值和在该交点值处的计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称为所关心的值。最后，选择交点值，在该交点值处的最大值是最小的或者在该交点值处的最小值是最大的。因此，现在选择了适合三个输入信号的四个驱动信号的所有可能组合中一个特定的组合。实际上，利用在从三个输入信号转换为四个输出信号中的自由度来优化在一个约束之下的转换，在这种情况下该约束或者是(i)在相关交点处的驱动值的最大值中的最小值，或者是(ii)在相关交点处的驱动值的最小值中的最大值。
在第四驱动信号的每个相关交点值处确定所述值的集合的最大值提供了在相关联的交点值处四个驱动信号中最大的一个。如果选择了一个交点值，在该交点值处该最大值是最小的，那么这是产生四个驱动值中最小的一个最大值的转换。这例如在对背光进行调制并相应地按比例调整驱动电压的显示器中是有利的。选择产生最小的一个最大值的转换使背光照明最大程度地变暗。如果选择了一个交点值，在该交点值处该最小值是最大的，那么这是产生四个驱动值中最大的一个最小值的转换。这例如在处于低水平的伽玛值不很容易再现并且应当尽可能地防止低驱动电压的显示器中是有利的。
在如权利要求2所限定的依照本发明的实施例中，在线性系统中，三个函数是直线，因此能够很容易地确定。
在如权利要求3所限定的依照本发明的实施例中，可以利用简单方程来确定各自的一阶导数具有不同符号的那些直线的交点。
在如权利要求4所限定的依照本发明的实施例中，如果相应于在有效范围之外的第四驱动值的交点值出现了交点，那么将该交点值裁切成第四驱动值的最近边界值。第四驱动值的边界值是第四驱动值的有效值范围的极值。
在如权利要求5所限定的依照本发明的实施例中，通过为第一、第二和第三驱动信号确定第四驱动信号相应的范围来确定第四驱动值的有效范围，对于该范围来说，第一、第二或第三驱动信号都具有有效值。第四驱动值的有效范围规定为第四驱动信号的公共范围，在该范围中第一、第二和第三驱动信号中的每一个都具有有效值。
在如权利要求6所限定的依照本发明的实施例中，如果第四驱动信号的公共范围是不可实现的，那么裁切该输入信号。
在附图中：
图1示意性地示出依照本发明的转换器的方框图。
图2示出作为第四驱动值的函数的四个驱动值的图表的例子，
图3示出依照本发明的算法的流程图，
图4示出该算法在已调制的背光显示器中应用的方框图，
图5A至5C示出了用于阐明在已调制的背光显示器中的应用的图表，以及
图6示出对于RGBW显示器来说作为第四驱动值的函数的四个驱动值的图表。
图1示意性地示出依照本发明的转换器的方框图。该转换器包括信号处理电路4、有效范围确定功能元件1(另外也称作范围功能元件1)、选择功能元件2、显示器驱动功能元件5，以及显示器3。信号处理电路4、范围功能元件1以及选择功能元件2可以由适当编程的处理器来实现，或者由处理软件算法的专用硬件来实现。
信号处理电路4接收图像输入信号IV并提供原色输入信号C1、C2、C3。范围功能元件1接收三个输入信号C1、C2、C3和系数矩阵MC以提供第四驱动值P4的公共范围VS。这三个输入信号分量C1、C2、C3共同称作IS，该信号通常是RGB信号，但也可以是规定标准三个子像素显示器的每像素三个子像素的光量的另一个信号。依照本发明，必须将这三个输入信号IS变换成用于四个子像素显示器3的每像素34包含的四个子像素30至33的驱动信号P1至P4，或者将这三个输入信号IS映射在驱动信号P1至P4上。驱动信号P1至P4也共同称作DS。范围功能元件1使用了三个函数F1至F3(参见图2)，所述函数F1至F3中的每一个函数都将三个驱动值P1至P3中的一个驱动值定义为输入信号IS以及剩余的第四个驱动值P4的函数。系数矩阵MC由4个子像素的颜色点(color point)来定义。
图2中详述了对于利用标准化的驱动值时的三原色到四原色转换的范围功能元件1的操作。
选择功能元件2接收有效范围VS、输入信号IS、系数矩阵MC以及选择准则或约束CON以便经由显示器驱动功能元件5将N个驱动信号DS供给显示器3的子像素30至33。当在线性光域中执行在显示器驱动功能元件5之前的操作时，显示器驱动功能元件5可以包括伽玛函数。
本发明涉及实现特定的约束CON，从而在从三个输入信号C1、C2、C3到四个驱动信号P1至P4的可能映射中选择最佳的一个。首先，确定将第一、第二和第三驱动信号P1、P2、P3表示为第四驱动信号P4的函数的三个函数F1＝P1(P4)，F2＝P2(P4)和F3＝P3(P4)。然后，在下面的一组交点上确定第四驱动信号P4的交点值P4i：这三个函数F1、F2、F3彼此的交点，以及这三个函数F1、F2、F3与等于自身的第四驱动信号P4所规定的直线F4的交点。只有具有相反符号的一阶导数的那些函数的交点值P4i是有用的。现在，计算在第四驱动信号P4的交点值P4i处的第一、第二和第三驱动信号P1、P2、P3以获得计算值CV1、CV2、CV3。另外，计算在第四驱动信号P4的有效范围VR的边界值P4min、P4max处的相关联的第一、第二和第三驱动信号P1、P2、P3。这些值的集合称作所关心的值(CV1，CV2，CV3，P4i)，其包括第四驱动信号P4的交点值P4i和边界值P4min、P4max以及相关联的计算值CV1、CV2、CV3。为每个集合确定在第四驱动值P4的相关联的值处的所关心的值CV1，CV2，CV3，P4i中的最大值Vmax或最小值Vmin。相关联的值P4或者是交点值之一，或者是最大值Vmax或最小值Vmin中的一个。最后，选择第四驱动值P4的值，在该值处，最大值Vmax或最小值Vmin分别是最小的或最大的。参考图2和3进一步阐明这种算法。
信号处理电路4可以用照相机来代替，由照相机提供三个输入信号C1、C2、C3，并且不存在输入信号IV。该照相机也可以提供四个驱动信号P1、P2、P3、P4。优选的是，该照相机接受规定了是否应该提供三个输入信号C1、C2、C3或四个驱动信号P1、P2、P3、P4的用户输入。
图2示出作为第四驱动值的函数的四个驱动值的图表的例子。沿水平轴绘出第四驱动信号P4，沿垂直轴绘出三个驱动信号P1至P3连同第四驱动信号P4。将三个驱动信号P1至P3定义为第四驱动信号P4的函数：F1＝P1(P4)，F2＝P2(P4)和F3＝P3(P4)。第四驱动信号P4是通过原点的直线，且一阶导数为1。将四个驱动信号P1至P4的有效范围标准化到区间0至1。第四驱动信号P4的公共范围VS从值P4，min延伸至P4，max并包括这些边界值，在所述公共范围VS中，所有的三个驱动信号P1至P3的值都在其有效范围内。
优选的是，选择线性光域，其中将三个驱动信号P1至P3定义为第四驱动信号P4的函数的函数由下面的方程式来定义
P 1 P 2 P 3 = P 1 ′ P 2 ′ P 3 ′ + k 1 k 2 k 3 × P 4
其中P1至P3是三个驱动信号，(P1′，P2′，P3′)由通常是RGB信号的输入信号来定义，系数ki规定了在与3个驱动值P1至P3相关联的3原色的颜色点以及与第四驱动信号P4相关联的原色之间的相关性。
为了进一步阐明这些函数的元素之间的关系，现在示出上面的函数与标准三原色到四原色转换有怎样的关系。在标准三原色到四原色转换中，通过下面的矩阵运算将包括驱动信号P1至P4的驱动信号DS变换成线性色空间XYZ。
Cx Cy Cz = t 11 t 12 t 13 t 14 t 21 t 22 t 23 t 24 t 31 t 32 t 33 t 34 × P 1 P 2 P 3 P 4 - - - ( 1 )
具有系数tij的矩阵定义了四个子像素的四种原色的色坐标。驱动信号P1至P4是未知的，其必须由多原色转换来确定。该方程式1不能直接解出，因为引入了第四原色而存在多个可能的解。现在用Cx、Cy、Cz来代替输入信号分量C1、C2、C3来表明其定义在线性XYZ色空间中。
本发明中解决的问题是怎样构成一种算法，该算法有效地处理了转换中的自由度，其是有效的，从而使实时确定公共范围成为可能。应用在驱动信号P1至P4的驱动值的这些可能性之中的特定实时选择。
方程式1可以改写成：
Cx Cy Cz = [ A ] × P 1 P 2 P 3 + t 14 t 24 t 34 × P 4 A = t 11 t 12 t 13 t 21 t 22 t 23 t 31 t 32 t 33 - - - ( 2 )
其中，矩阵[A]规定为在标准三原色系统中的变换矩阵。方程式2的项与逆矩阵[A-1]相乘得到方程式3。
P 1 ′ P 2 ′ P 3 ′ = P 1 P 2 P 3 + [ A - 1 ] × t 14 t 24 t 34 × P 4 - - - ( 3 )
向量[P1′，P 2″，P 3′]代表如果显示系统仅包含三原色而获得的原色值。最后，方程式3改写成方程式4。
P 1 P 2 P 3 = P 1 ′ P 2 ′ P 3 ′ + k 1 k 2 k 3 × P 4 - - - ( 4 )
这样，通过方程式4将任何三原色P1至P 3的驱动信号都表示为第四原色P4的函数。这些线性函数定义了由第四原色P4和第四原色P4的值所限定的二维空间中的三条直线，如图2中所示。将图2中的所有值标准化，这意味着四个驱动值P1至P4的值必须在0≤Pi≤1的范围内。从图2更清楚直接地看到P4的公共范围VS是所有函数P 1至P3的值都在有效范围内的这样一个范围。
基本上，如果不存在这种公共范围VS，那么输入颜色在四原色色域之外，并因此不能正确地再现该输入颜色。对于这些颜色，应该应用裁切(clip)算法，其将这些颜色裁切到该色域。
在未预先公开的欧洲专利申请05102641.7中阐明了计算公共范围P4，min至P4，max的方案。
在图2中所示的例子中，由函数F2来确定有效范围VS的边界P4，min，对于小于P4，min的P4的那些值来说，该函数F2具有比1大的值。由函数F3来确定有效范围VS的边界P4，max，对于比P4，max大的P4的那些值来说，该函数F3具有比1大的值。
函数F1和F4的交点出现在第四驱动值P4的值P4i1处。函数F1和F3的交点出现在第四驱动值P4的值P4i2处。函数F3和F4的交点出现在第四驱动值P 4的值P4i3处。函数F2和F3的交点出现在第四驱动值P4的值P4i4处。函数F2和F4的交点出现在第四驱动值P4的值P4i5处。图中未示出函数F1和F2的交点。
位于P4i3处的交点与函数F1、F2的交点是没有用的，因为交叉的函数的一阶导数具有相同的符号。还有，交点P4i1和P4i5没有用，因为这些交点位于有效范围VS之外。确定函数F1至F3在其他交点P4i2、P4i4的每一个交点处以及在边界值P4min、P4max处的值。在所示的例子中，仅仅示出了函数F1至F3在交点P4i1处的值CV11、CV21、CV31以及在交点P4i4处的值CV14、CV24、CV34。函数F4在交点P4i1和P4i4处的值等于该交点值。
现在检查在每个交点和边界值处函数F1至F4中的哪一个具有最高(或最低)值。在所示的例子中，对于边界值和有效范围内的交点值：P4min、P4i2、P4i4、P4max，函数F1至F4的最高值分别是：1、CV22、LMAX、1。
接着选择交点或边界值，在所述值处的最高值是最小的(或者在所述值处的最低值是最大的)。在所示的例子中，这些函数在交点或边界值处的最高值中最小的值分别是函数F2和F3在交点值P4i4处的值CV24和CV34。这些最高值中的最小值用LMAX来表明。
图3示出依照本发明的算法的流程图。在步骤S0中，将变量i和u设为0。在步骤S1中，使变量j等于变量i+1。在步骤S2中，将系数k(i)的符号与系数k(j)的符号相比较，其中系数k(i)和k(j)是方程式4中的系数k1至k3。如果符号相同，那么该算法继续进行步骤S10并使变量j加1。在步骤S9中，检查增加的变量j是否小于4。如果j小于4，那么算法继续进行步骤S2，如果j不小于4，那么在步骤S8中，将变量i加1，并且在步骤S7中检查增加的变量i是否小于4。如果i小于4，那么该算法继续进行步骤S1，如果i不小于4，那么该算法继续进行步骤S11。
如果在步骤S2中检测到符号不相同，且因此这些直线具有相反符号的一阶导数，那么在步骤S3中，由下面的方程式来确定这两条直线的交点值P4i
P4i＝(Pj′-Pi′)/(ki-kj)
其中Pj′和Pi′分别是被增加的方程式4的P1′至P4′中的一个，所增加的部分为：等于自身的第四驱动信号(P4)由下面的方程式来定义
P4＝P4′+k4*P4，其中P4′＝0并且k4＝1。
在步骤S4中，检查交点值P4i是否小于有效范围的上限P4max并大于该有效范围的下限P4min。如果该交点值P4i不在该有效范围内，那么该算法继续进行步骤S10。如果该交点值P4i在该有效范围内，那么在步骤S5中将其值存储为P4(u)，并且在步骤S6中将u的值加1。
在步骤S11中，将下边界值P4min存储为P4(u)，在步骤S12中，将u的值加1，在步骤S13中，将边界值P4max存储为P4(u)，并且在步骤S14中，将变量u设为1。在步骤S15中，对于u的实际值来说，通过针对u的值而存储的P4的值使用方程式4来计算值P1至P3。用P4(u)来表示P4的被存储值，并且该被存储值是交点值P4i中的一个或边界值P4min、P4max中的一个。该被存储值P4(u)本身也取作P4的值。
在步骤S16中，将值P1至P4的最大值存储为P4m(u)。在步骤S17中，将u的值加1，并且在步骤S20中，检查是否u＜size(P4)。其中，size(P4)是一个数量，其是交点值P4i和两个边界值P4min、P4max的数量总和。
如果u＜size(P4)，那么在步骤S15中计算P1至P4的值。在步骤S16中，确定并存储值P1至P4的最大值P4m(u)。在步骤S17中，将变量u加1，并且该算法继续进行步骤S20。在计算所有最大值之后，在步骤S20中的检查结果为否，那么在步骤S18中，确定所有被存储的最大值P4m(u)中的最小值P4opt。现在该算法的核心在步骤S19结束。
现在可以通过将该最佳值P4opt代入三个函数F1至F3中来计算其他驱动值P1至P3的值。该最小值P4opt(在图2中是Pui4)限定了从三原色输入信号Cx、Cy、Cz到四个驱动值P1至P4中的所选择映射，其中在利用特定约束时进行这种选择。该特定选择是，在函数F1至F4在所有所关心的点处的值的集合中，选择其最大值是最小的那些值的集合。所关心的点包括函数F1至F4的所有交点P4i以及两个边界值P4min、P4max。可选择的是，该特定约束可以是，在每个所关心的点处的值的集合中确定最小值，并且在选择的所关心的点处该最小值是最大的。
如果所有交点都在有效范围VS之外，那么p4opt等于边界值P4min或P4max中的一个。
图4示出该算法在已调制的背光显示器中应用的方框图。将上文描述的多原色转换与显示器中的公知的动态对比度增强技术相结合，在所述显示器中，存在照明单元来照射该显示器的像素。公知的例子是与LCD结合的背光单元。
块MPA代表依照本发明实施例在特定约束下的多原色转换。该多原色转换接收三个输入信号R、G、B，并提供四个驱动信号P1至P4。动态对比度增强电路DCE接收这四个驱动信号P1至P4，并向四原色显示器FPD提供校正的驱动信号P1′至P4′。该动态对比度增强电路DCE进一步向背光单元BL提供控制信号BLM，该背光单元照射显示器FPD的像素。参照图5来阐明已调制的背光显示器的操作。
图5A至5C示出用于阐明将该算法应用于具有三原色R、G和B的已调制的背光显示器中的图表。在图5A至5C的所有图中，水平轴代表输入信号R、G和B的可能的值。在所示的例子中，输入信号R、G和B是8位字，其值在0至255的范围内。垂直轴代表一个值在特定的输入图像中出现的次数。
图5A示出输入信号R的直方图，输入信号R通常代表红色的原色。对于该特定的输入图像，输入信号R的最大值是MVR。图5B示出输入信号G的直方图，输入信号G通常代表绿色的原色。输入信号G的最大值是MVG。图5C示出输入信号B的直方图，输入信号B通常代表蓝色的原色。输入信号B的最大值是MVB。
在所示的例子中，输入信号B具有在最大值中最高的值。因此，可以将所有输入信号R、G、B都放大相同的倍数，所述倍数选择为使值MVB变成等于255。必须对背光单元BL进行控制以使其亮度以相同的倍数减小，以便获得的显示器亮度与具有原始R、G、B输入信号以及原始背光单元BL的亮度相同。
多原色转换MPA在驱动值P1至P4的最大值是最小的这种约束下将输入信号R、G、B(其通常是EBU R、G、B信号)映射成驱动值P1至P4。因此，能够使背光单元BL最大程度地变暗。
可选择的是，在其他应用中，可能有利的是确定这样一种映射，其在一定约束下将输入信号R、G、B映射成驱动值P1至P4，所述约束是驱动值P1至P4的最小值是最大的从而尽可能地避免低驱动值，例如避免特定显示器的伽玛函数中的误差。
依照本发明的多原色转换MPA不需要将由输入信号R、G、B所规定的完整的输入色范围按照相同的方式映射成驱动值P 1至P4。多原色转换MPA可以利用在输入色范围的子集上的特定约束，所述输入色范围例如仅仅是与输入信号R、G、B所规定的图像直方图(图5A至C)的边界邻近的那些颜色。
图6示出了对于RGBW显示器来说作为第四驱动值的函数的四个驱动值的图表。
在W子像素的色度与RGB子像素所建立的色度图的白色点相符的特殊情况下，函数F1至F3变得更简单：方程式4的所有系数k1至k3具有相等的负值。这样，代表函数F1至F3的直线以相同的角度与直线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的所有系数k1至k3的值为-1，并且代表函数F1至F3的直线以90度与直线P4＝P4相交。
在图6所示的特定实施例中，显示器FPD包括RGBW(红、绿、蓝、白)子像素，其中在方程式4中，系数k1至k3的值都为-1。因此，函数F1至F3都是以90度与直线P4＝P4相交的直线，其在垂直轴上分别具有P1′、P2′和P3′的起始值。这种显示器允许特殊有效的背光调制，因为大部分颜色都部分地使用了白色分量。现在第四驱动值P4的有效范围覆盖0至1的各个值。
函数F1＝P1(P4)和F4＝P4(P4)的交点出现在P4＝P4i13。函数F2＝P2(P4)和F4的交点出现在P4＝P4i12。函数F3＝P3(P4)和F4的交点出现在P4＝P4i11。确定所有函数F1至F4在P4的每个交点值处以及在边界值0和1处的值。将函数F1至F4在P4的这些值中的每一个值处的最大值进行比较，选择P4使得该最大值最小。
在图6中所示的例子中，对于P4＝0，最大值是P1′，对于P4＝P4i11和P4＝P4i12，最大值是函数F1的值，对于P4＝P4i13，最大值是等于F4的值的函数F1的那个值，在P4＝P4max处，最大值是函数F4的值。根据图6显而易见的是，所确定的最大值中的最小值出现在P4＝P4i13。
在包括照相机、打印机和显示器的系统中，重要的是打印和显示正确的颜色。因此，在照相机和打印机或显示设备之间交换的图像信息应当具有通用的格式。这种通用的格式优选是XYZ色空间。从照相机接收图像的这些设备具有颜色管理模块，其将XYZ色空间中的图像转换成该设备所需的色空间。在打印机中，该颜色管理模块通常将XYZ空间中的图像转换成CMY色空间。在显示器中，该颜色管理模块通常将XYZ空间中的图像转换成RGB色空间。但是，在依照本发明的显示器中，显示器中的颜色管理模块将XYZ空间中的图像转换成由四个子像素的四原色所定义的色空间。这种转变可以直接进行，或者经由RGB色空间进行。
此外，必须注意，在实践中，本文中公开的算法部分可以整体或部分地以硬件实现，或者以在专用的数字信号处理器或通用处理器等上运行的软件来实现。该硬件可以是专用IC的一部分。
应当将计算机程序产品理解为使通用或专用处理器能够执行一种发明的任何特性函数的命令集的任何物理实现。这些命令可以在一个步骤中或者在一系列装入步骤中装入到处理器中。这一系列装入步骤可以包括中间转换步骤，例如译成中间语言和/或最终的处理器语言。特别是，该计算机程序产品可以实现为在例如盘或磁带、存储器的载体上的数据、在有线或无线网络连接上传送的数据，或者在例如纸张的任何其他媒体上的程序代码。除了程序代码之外，也可以将该程序所需的特性数据包括在计算机程序产品内。该方法的操作所需的一些步骤可以已经存在于该处理器的功能中来代替定义在该计算机程序产品中，所述步骤例如数据输入和输出步骤。
应该注意，上述实施例是说明而非限制本发明，本领域的技术人员将能够设计出许多不背离随附的权利要求的范围的许多可选择的实施例。
在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记都不应当理解为限制该权利要求。使用的动词“包括”及其动词变化不排除还存在除了该权利要求所指定的元件或步骤之外的元件或步骤。位于元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括几个不同的元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了几个装置的设备权利要求中，这些装置的几个可以具体化为同一个硬件。在彼此不同的从属权利要求中列举的某些措施不表示不能够利用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种将包括第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)的三原色输入信号转换成包括第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)的四原色驱动信号的方法，所述四原色驱动信号用于驱动多原色加色显示器(3)的四种原色，该方法包括：
定义将第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)表示为第四驱动信号(P4)的函数的三个函数(F1、F2、F3)，
确定第四驱动信号(P4)在下面的一组交点上的交点值(P4i)：这三个函数(F1、F2、F3)彼此的交点，以及这三个函数(F1、F2、F3)与等于自身的第四驱动信号(P4)所定义的直线(F4)的交点，其中仅仅具有相反符号的一阶导数的那些函数的交点值(P4i)是有用的，
计算在第四驱动信号(P4)的交点值(P4i)处以及在第四驱动信号(P4)的有效范围(VR)的边界值(P4min、P4max)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)，以获得计算值(CV1、CV2、CV3)，在所述有效范围中，所有的驱动信号(P1、P2、P3、P4)都具有有效值，
确定所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)，其包括交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)以及相关联的计算值(CV1、CV2、CV3)，
选择在交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)处所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)，以及
选择交点值(P4i)或边界值(P4min、P4max)，在所选择的值处的最大值(Vmax)是最小的，或者在所选择的值处的最小值(Vmin)是最大的。
2.如权利要求1所述的方法，其中这三个函数(F1、F2、F3)是由下面的方程式所确定的三条直线：
P 1 P 2 P 3 = P 1 ′ P 2 ′ P 3 ′ + k 1 k 2 k 3 × P 4
其中P1至P4分别是第一、第二、第三和第四驱动信号，P1′、P2′、P3′由第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)来定义，系数k1至k3定义了在与第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)相关联的三原色以及与第四驱动信号(P4)相关联的另一种原色之间的相关性。
3.如权利要求2所述的方法，其中等于自身的第四驱动信号(P4)由下面的方程式来定义：
P4＝P4′+k4*P4，其中P4′＝0并且k4＝1
其中对于给定的一对直线，其相关联的系数(k1、k2、k3、k4)具有不同的符号，交点值(P4i)是
P4i＝(Pj-Pm)/(km-kj)，其中
Pj是与那一对直线的第一条直线相关联的P1′、P2′、P3′、P4′中的一个，
Pm是与那一对直线的第二条直线相关联的P1′、P2′、P3′、P4′中的一个，
Kj是与第一条直线相关联的系数k1、k2、k3、k4中的一个，
Km是与第二条直线相关联的系数k1、k2、k3、k4中的一个。
4.如权利要求1所述的方法，其中将第四驱动值(P4)的有效范围之外的交点值(P4i)裁切到与该交点值(P4i)最接近的边界值(P4min、P4max)中的一个，从而获得裁切后的第四交点值(P4min；P4max)，并且其中在确定与有效范围之外的交点值(P4i)相关联的所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)中利用该裁切后的第四交点值(P4min；P4max)。
5.如权利要求1所述的方法，其中通过执行下面的步骤来确定第四驱动信号(P4)的有效范围(VR)使所有驱动信号(P1、P2、P3、P4)都具有有效值：
为第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)确定第四驱动信号(P4)的相应范围，对于该范围来说，第一、第二或第三驱动信号(P1、P2、P3)都具有有效值，以及
将该有效范围(VR)确定(1)为第四驱动信号(P4)的公共范围，在该范围中，第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)中的每一个都具有有效值。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：如果第四驱动信号(P4)的公共范围是不可实现的，那么裁切(clip)该输入信号(C1、C2、C3)。
7.一种用于将包括第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)的三原色输入信号转换成包括第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)的四原色驱动信号的系统，所述四原色驱动信号用于驱动多原色加色显示器(3)的四种原色，该系统包括：
用于定义将第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)表示为第四驱动信号(P4)的函数的三个函数(F1、F2、F3)的装置，
用于确定第四驱动信号(P4)在下面的一组交点上的交点值(P4i)的装置：这三个函数(F1、F2、F3)彼此的交点，以及这三个函数(F1、F2、F3)与等于自身的第四驱动信号(P4)所定义的直线(F4)的交点，其中仅仅具有相反符号的一阶导数的那些函数的交点值(P4i)是有用的，
用于计算(i)在第四驱动信号(P4)的交点值(P4i)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)以获得计算值(CV1、CV2、CV3)，并计算(ii)在第四驱动信号(P4)的有效范围(VR)的边界值(P4min、P4max)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)的装置，在所述有效范围中，所有的驱动信号(P1、P2、P3、P4)都具有有效值，
用于确定所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的装置，其包括交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)以及相关联的计算值(CV1、CV2、CV3)，
用于选择在交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)处所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的装置，以及
用于选择交点值(P4i)的装置，在所选择的值处的最大值(Vmax)是最小的，或者在所选择的值处的最小值(Vmin)是最大的。
8.一种显示器件，其包括权利要求7的系统、用于接收代表将要被显示的图像的输入信号以便向该系统提供第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)的信号处理器，以及用于接收第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)到显示设备的子像素的显示设备。
9.如权利要求8所述的显示器件，进一步包括光单元，其用于照射子像素并具有用于接收调制信号的输入端，该调制信号用于调制由该光单元产生的光的强度，其中用于选择最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的装置配置为选择最大值，用于选择交点值(P4i)的装置配置为在选出的最大值中选择最小值(Vmin)，并且其中该显示器件进一步包括控制单元，其用于接收第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)以提供调制信号来使光的强度降低并且如果第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)中具有最大振幅的那一个驱动信号的振幅小于或等于最大容许振幅，那么相应地增大第一、第二、第三和第四驱动信号(P1、P2、P3、P4)的振幅。
10.如权利要求8所述的显示器件，其中该显示设备具有伽玛函数，并且其中用于选择最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的装置配置为选择最小值，用于选择交点值(P4i)的装置配置为在选出的最小值中选择最大值(Vmax)。
11.如权利要求8或10所述的显示器件，其中该显示设备具有伽玛函数，并且其中用于选择最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的装置配置为选择最大值，用于选择交点值(P4i)的装置配置为在选出的最大值中选择最小值(Vmin)。
12.一种计算机程序产品，其包括使处理器能够执行权利要求1的方法的处理器可读代码，该处理器可读代码包括：
用于定义将第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)表示为第四驱动信号(P4)的函数的三个函数(F1、F2、F3)的代码，
用于确定第四驱动信号(P4)在下面的一组交点上的交点值(P4i)的代码：这三个函数(F1、F2、F3)对彼此的交点，以及这三个函数(F1、F2、F3)与等于自身的第四驱动信号(P4)所定义的直线(F4)的交点，其中仅仅具有相反符号的一阶导数的那些函数的交点值(P4i)是有用的，
用于计算在第四驱动信号(P4)的交点值(P4i)处以及在第四驱动信号(P4)的有效范围(VR)的边界值(P4min、P4max)处的相关联的第一、第二和第三驱动信号(P1、P2、P3)以获得计算值(CV1、CV2、CV3)的代码，在所述有效范围中，所有的驱动信号(P1、P2、P3、P4)都具有有效值，
用于确定所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的代码，其包括交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)以及相关联的计算值(CV1、CV2、CV3)，
用于选择在交点值(P4i)和边界值(P4min、P4max)处所关心的值(CV1、CV2、CV3、P4i)的最大值(Vmax)或最小值(Vmin)的代码，以及
用于选择交点值(P4i)或边界值(P4min，P4max)的代码，在所选择的值处的最大值(Vmax)是最小的，或者在所选择的值处的最小值(Vmin)是最大的。
13.如权利要求12所述的计算机程序产品，其中该计算机程序产品是在图像处理应用中的软件插件。
14.一种照相机，其包括权利要求7的系统，以及提供第一、第二和第三输入信号(C1、C2、C3)的图像传感器。
15.一种便携式设备，其包括权利要求14的照相机。
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