CN101350171B - 一种四色显示器显示颜色的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四色显示器显示颜色的方法。该四色显示器包含白色子像素，具有一面板白原色、红、绿、蓝色子像素，分别具有红、绿、蓝原色。当该四色显示器显示一颜色时，该四色显示器接收输入红、绿、蓝色灰阶值。该四色显示器显示该颜色的方法包含计算该红、绿、蓝原色在该面板白原色所占的比例，以产生红、绿、蓝色权重值；以及根据该红、绿、蓝色权重值、该输入红、绿、蓝色灰阶值，分别产生输出红、绿、蓝色灰阶值以及输出白色灰阶值以驱动该红、绿、蓝、白色子像素。

Description

一种四色显示器显示颜色的方法

技术领域

本发明是提供一种四色(红、绿、蓝、白)显示器显示一混合颜色的方法，更明确地说，本发明是提供一种校正该四色显示器所显示的白色对红、绿、蓝色的贡献度以消除该四色显示器显示该混合颜色时产生色偏的方法。 

背景技术

一般显示器(如液晶显示器)通常包含了背光模块及色彩面板，而在显示颜色时便利用背光模块所产生的光线，经由色彩面板，产生所需要的颜色。一般显示器在其色彩面板上皆以红、绿、蓝三原色来混合以产生所需要的颜色。也就是说，一般的色彩面板的一像素包含了三个子像素：红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素。显示器利用其背光模块所产生的光线，穿透色彩面板的红色子像素以产生红色、穿透色彩面板的绿色子像素以产生绿色、穿透色彩面板的蓝色子像素以产生蓝色；并调整各原色子像素不同的穿透率(灰阶值)，以混合出所需的颜色。然而，为了提高显示器的色彩面板的穿透率，新一代的显示器便使用了具有四色(红、绿、蓝及白色)的色彩面板。如此便可降低背光模块所需发光的强度，意即可降低背光模块的功耗。而四色的色彩面板的一像素包含了四个子像素：红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素及白色子像素。因此，四色显示器在显示一混合颜色时，便须同时考虑白色子像素所产生的白色对于所显示的混合颜色造成的贡献程度。 

然而，现有技术的四色显示器所具有的白色子像素，并非为纯正的白色，而是具有些微色偏的白色(下称面板白色)。如此一来，现有技术的四色显示器在欲显示一混合颜色时，便会产生色偏的现象。

发明内容

本发明提供一种四色显示器显示一混合颜色的方法。该四色显示器包含一白色子像素，具有一面板白原色、一第一色子像素，具有一第一原色、一第二色子像素，具有一第二原色以及一第三色子像素，具有一第三原色。当该四色显示器显示该混合颜色时，该四色显示器接收一输入第一色灰阶值、一输入第二色灰阶值、一输入第三色灰阶值。该方法包含计算该第一原色在该面板白原色所占的比例，以产生一第一原色权重值；以及根据该第一原色权重值、该输入第一色灰阶值、该输入第二色灰阶值以及该输入第三色灰阶值，产生一输出第一色灰阶值以驱动该第一色子像素。 

本发明所述的方法，其中，计算所述第一原色在所述面板白原色所占的比例，以产生所述第一原色权重值包含： 

根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值。 

本发明所述的方法中，计算所述第一原色在所述面板白原色所占的比例，以产生所述第一原色权重值另包含：测量所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值以及所述第三原色的三刺激值，然后根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值。 

本发明所述的方法，其中，根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值是根据下列公式产生： 

X_W＝X_R×r+X_G×g+X_B×b；Y_W＝Y_R×r+Y_G×g+Y_B×b； 

Z_W＝Z_R×r+Z_G×g+Z_B×b； 

其中X_W、Y_W、Z_W表示所述面板白原色的三刺激值；X_R、Y_R、Z_R表示所述第一原色的三刺激值；X_G、Y_G、Z_G表示所述第二原色的三刺激值；X_B、 Y_B、Z_B表示所述第三原色的三刺激值；r表示所述第一原色权重值；g表示一第二原色权重值；b表示一第三原色权重值。 

本发明所述的方法，其中，根据所述第一原色权重值、所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值以及所述输入第三色灰阶值，产生所述输出第一色灰阶值包含：根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生一输出白色灰阶值；将所述输出白色灰阶值乘上所述第一原色权重值；根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生一增益值；将所述输入第一色灰阶值乘上所述增益值；以及将所述输入第一色灰阶值与所述增益值的乘积减去所述输出白色灰阶值与所述第一原色权重值的乘积，以产生所述输出第一色灰阶值。 

本发明所述的方法，其中，根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生所述输出白色灰阶值包含： 

取所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最小者，以作为所述输出白色灰阶值。 

本发明所述的方法，其中，根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生所述增益值是根据下列公式产生： 

K＝(Y_IMIN+Y_IMAX)/Y_IMAX； 

其中K代表所述增益值、Y_IMIN代表所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最小者、Y_IMAX代表所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最大者。 

本发明所提供的显示颜色的方法的四色显示器，能够正确地显示出较小色偏的颜色，提供使用者更高的画面品质。 

附图说明

图1是为一四色显示器的各子像素所显示的颜色在CIE1931XYZ色坐标系统上的相对坐标的示意图。

图2是为面板白原色、红原色、绿原色及蓝原色的三刺激值。 

图3是为本发明所提供的四色显示器显示颜色的方法的流程图。 

附图标号： 

X、Y、Z                                三刺激值 

R_P                                     红原色 

G_P                                     绿原色 

B_P                                     蓝原色 

W_P                                     面板白原色 

WCORRECT                               正确白色 

301～311                               步骤 

具体实施方式

请参考图1。图1是为一四色显示器的各子像素所显示的颜色在CIE1931XYZ色坐标系统上的相对坐标的示意图。如图1所示，一四色显示器的红色子像素的红色R_P(下称红原色)，在CIE1931XYZ色坐标系统上的坐标(x，y)为(0.5918，0.3422)；绿色子像素的绿色G_P(下称绿原色)，在CIE1931XYZ色坐标系统上的坐标(x，y)为(0.3684，0.558)、蓝色子像素的蓝色B_P(下称蓝原色)，在CIE1931XYZ色坐标系统上的坐标(x，y)为(0.152，0.1387)、白色子像素的面板白色W_P(下称面板白原色)，在CIE1931XYZ色坐标系统上的坐标(x，y)为(0.3292，0.335)。而实际上正确的白色W_CORRECT在CIE1931XYZ色坐标系统上的坐标(x，y)应为(0.313，0.329)。因此，本发明的精神是将四色显示器的白色子像素所显示的面板白原色W_P，分解为其他三原色R_P、G_P、B_P的组合。如此以逆推出四色显示器的白色子像素在显示面板白原色W_P时，对其他原色R_P、G_P、B_P的贡献程度(第一权重值r、g及b)。进而修正色偏的问题。 

请参考图2。图2是为面板白原色W_P、红原色R_P、绿原色G_P及蓝原色 B_P的三刺激值(tri-stimulus values)。根据一颜色在CIE1931XYZ色坐标系统的坐标(x，y)的x值与y值，可以下列公式推算出该颜色的三刺激值XYZ： 

x＝X/(X+Y+Z)...............(1)； 

y＝Y/(X+Y+Z)...............(2)；及 

z＝(1-x-y)＝Z/(X+Y+Z)......(3)。 

因此，根据上式(1)、(2)、(3)，再参照面板白原色W_P、红原色R_P、绿原色G_P及蓝原色B_P在CIE1931XYZ色坐标系统的坐标(x，y)的x值与y值，便可推算出面板白原色W_P、红原色R_P、绿原色G_P及蓝原色B_P的三刺激值XYZ。举例来说，面板白原色W_P的三刺激值X_WP为122.33、Y_WP为124.6及Z_WP为124.67、红原色R_P的三刺激值X_RP为54.85、Y_RP为31.72及Z_RP为6.12、绿原色G_P的三刺激值X_GP为61.99、Y_GP为93.89及Z_GP为12.38、蓝原色B_P的三刺激值X_BP为23.89、Y_BP为21.8及Z_BP为111.48。 

因此，根据面板白原色W_P、红原色R_P、绿原色G_P及蓝原色B_P的三刺激值XYZ，可以推算出白色子像素在显示面板白原色W_P时对其他原色R_P、G_P、B_P的红原色权重值r、绿原色权重值g、蓝原色权重值b的大小，如下式(4)、(5)所示： 

$\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{WP}}\\ Y_{\mathrm{WP}}\\ Z_{\mathrm{WP}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{X}_{\mathrm{RP}}& X_{\mathrm{GP}}& X_{\mathrm{BP}}\\ Y_{\mathrm{RP}}& Y_{\mathrm{GP}}& Y_{\mathrm{BP}}\\ Z_{\mathrm{RP}}& Z_{\mathrm{GP}}& Z_{\mathrm{BP}}\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}r\\ g\\ b\end{array}\right]\·\·\·\left(4\right);$

将图2所揭露的三刺激值代入(4)后可得出： 

$\left[\begin{array}{c}122.33\\ 124.6\\ 124.67\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}54.85& 61.99& 23.89\\ 31.72& 93.89& 21.8\\ 6.12& 12.38& 111.48\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}r\\ g\\ b\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}r\\ g\\ b\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0.9069\\ 0.793\\ 0.9805\end{array}\right]\·\·\·\left(5\right);$

根据公式(5)，可以得知面板白原色W_P在红原色R_P、绿原色G_P及蓝原色 B_P的权重值r、g、b分别为0.9069、0.793及0.9805。 

四色显示器在显示一颜色(如黄色)时，会先接收到红色输入灰阶值GL_RI、绿色输入灰阶值GL_GI以及蓝色输入灰阶值GL_BI，然后经由本发明所提供的修正方式转换后，输出红色输出灰阶值GL_RO、绿色输出灰阶值GL_GO、蓝色输出灰阶值GL_BO以及白色输出灰阶值GL_WO。这样一来，本发明的四色显示器便能显示色偏较小的混合颜色。计算方式如下： 

Y_IMAX＝MAX(GL_RI，GL_GI，GL_BI)...(6)； 

Y_IMIN＝MIN(GL_RI，GL_GI，GL_BI)...(7)； 

GL_WO＝Y_IMIN.........................(8)； 

GL_RO＝[GL_RI×K]-r×GL_WO..........(9)； 

GL_GO＝[GL_GI×K]-g×GL_WO-..........(10)； 

GL_BO＝[GL_BI×K]-b×GL_WO.......(11)；以及 

K＝(Y_IMIN+Y_IMAX)/Y_IMAX＝(GL_WO+Y_IMAX)/Y_IMAX.............(12)。 

Y_IMAX是为灰阶值GL_RI、GL_GI、GL_BI三者中数值最大的灰阶值。 

Y_IMIN是为灰阶值GL_RI、GL_GI、GL_BI三者中数值最小的灰阶值。 

如此一来，经由本发明所提供的计算方式，四色显示器所显示的混合颜色便能够降低色偏的问题。 

请参考图3。图3是为本发明所提供的四色显示器显示颜色的方法的流程图。其步骤说明如下： 

步骤301：测量该四色显示器的红色子像素的红原色R_P在CIE1931XYZ色坐标系统上的色坐标； 

步骤302：测量该四色显示器的绿色子像素的绿原色G_P在CIE1931XYZ色坐标系统上的色坐标； 

步骤303：测量该四色显示器的蓝色子像素的蓝原色B_P在CIE1931XYZ色坐标系统上的色坐标； 

步骤304：测量该四色显示器的白色子像素的面板白原色W_P在 CIE1931XYZ色坐标系统上的色坐标； 

步骤305：根据步骤301～304所测量出的红原色R_P、绿原色G_P、蓝原色B_P及面板白原色W_P的色坐标，分别计算出红原色权重值r、绿原色权重值g及蓝原色权重值b； 

步骤306：根据输入红色灰阶值GL_RI、输入绿色灰阶值GL_GI以及输入蓝色灰阶值GL_BI计算增益值K； 

步骤307：根据输入红色灰阶值GL_RI、输入绿色灰阶值GL_GI以及输入蓝色灰阶值GL_BI计算输出白色灰阶值GL_WO； 

步骤308：根据红原色权重值r、增益值K、输出白色灰阶值GL_WO计算输出红色灰阶值GL_RO； 

步骤309：根据绿原色权重值g、增益值K、输出白色灰阶值GL_WO计算输出绿色灰阶值GL_GO； 

步骤310：根据蓝原色权重值g、增益值K、输出白色灰阶值GL_WO计算输出蓝色灰阶值GL_BOx； 

步骤311：该四色显示器根据该输出红色灰阶值GL_RO、该输出绿色灰阶值GL_GO、该输出蓝色灰阶值GL_BO以及输出白色灰阶值GL_WO，来分别驱动该四色显示器的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素及白色子像素，以显示该混合颜色。 

其中若该四色显示器的红原色、绿原色、蓝原色及面板白原色在CIE1931XYZ色坐标系统上的色坐标是为已知的话，则步骤301～304便可省略，而直接在步骤305中，根据公式(4)，计算出权重值r、g、b的大小。步骤306可根据公式(6)、(7)、(8)及(12)，计算出增益值K的大小。步骤307可根据公式(7)与(8)，计算出输出白色灰阶值GL_WO的大小。步骤308～310可分别根据公式(9)、(10)、(11)，计算输出红色灰阶值GL_RO、输出绿色灰阶值GL_GO以及输出蓝色灰阶值GL_BO的大小。经由上述步骤后，该四色显示器便可正确地显示出较小色偏的混合颜色。

综上所述，本发明所提供的四色显示器显示颜色的方法，能够正确地校正四色显示器中的白色子像素所产生的像素白色对于红色、绿色及蓝色子像素的影响，而使得利用本发明所提供的显示颜色的方法的四色显示器，能够正确地显示出较小色偏的颜色，提供使用者更高的画面品质。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种四色显示器显示颜色的方法，其特征在于，所述四色显示器包含一白色子像素，具有一面板白原色、一第一色子像素，具有一第一原色、一第二色子像素，具有一第二原色以及一第三色子像素，具有一第三原色，当所述四色显示器显示上述混合颜色时，所述四色显示器接收一输入第一色灰阶值、一输入第二色灰阶值、一输入第三色灰阶值，所述方法包含：

计算所述第一原色在所述面板白原色所占的比例，以产生一第一原色权重值；以及

根据所述第一原色权重值、所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值以及所述输入第三色灰阶值，产生一输出第一色灰阶值以驱动所述第一色子像素。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述第一原色在所述面板白原色所占的比例，以产生所述第一原色权重值包含：

根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述第一原色在所述面板白原色所占的比例，以产生所述第一原色权重值另包含：

测量所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值以及所述第三原色的三刺激值，然后根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述面板白原色的三刺激值、所述第一原色的三刺激值、所述第二原色的三刺激值及所述第三原色的三刺激值，产生所述第一原色权重值是根据下列公式产生：

X_W＝X_R×r+X_G×g+X_B×b；

Y_W＝Y_R×r+Y_G×g+Y_B×b；

Z_W＝Z_R×r+Z_G×g+Z_B×b；

其中X_W、Y_W、Z_W表示所述面板白原色的三刺激值；X_R、Y_R、Z_R表示所述第一原色的三刺激值；X_G、Y_G、Z_G表示所述第二原色的三刺激值；X_B、Y_B、Z_B表示所述第三原色的三刺激值；r表示所述第一原色权重值；g表示一第二原色权重值；b表示一第三原色权重值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一原色权重值、所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值以及所述输入第三色灰阶值，产生所述输出第一色灰阶值包含：

根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生一输出白色灰阶值；

将所述输出白色灰阶值乘上所述第一原色权重值；

根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生一增益值；

将所述输入第一色灰阶值乘上所述增益值；以及

将所述输入第一色灰阶值与所述增益值的乘积减去所述输出白色灰阶值与所述第一原色权重值的乘积，以产生所述输出第一色灰阶值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生所述输出白色灰阶值包含：

取所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最小者，以作为所述输出白色灰阶值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值，产生所述增益值是根据下列公式产生：

K＝(Y_IMIN+Y_IMAX)/Y_IMAX；

其中K代表所述增益值、Y_IMIN代表所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最小者、Y_IMAX代表所述输入第一色灰阶值、所述输入第二色灰阶值、所述输入第三色灰阶值中数值最大者。

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