CN102129852A - 一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法及系统，其方法包括以下步骤：确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；将每个边界地址都转化为小数和整数两部分；根据每个边界地址的小数和整数数据，计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。采用本发明可实现将空间不等的三基色图像显示在四基色显示器上，从而使显示的图像更加的真实，色彩更加的生动。

Description

一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法及系统

技术领域

本发明涉及图像显示领域，尤其涉及的是一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法及系统。

背景技术

在实际显示的时候，四基色显示器的纵横向像素分布与显示画面的像素可能会出现以下几种情况：四基色显示器的纵横向像素分布与显示画面的像素完全相同；两者像素数目虽然不同，但是其纵横比例是相同的；像素数目相同但纵横的比例不相同；或者是像素数目和纵横比例都不同。

现有技术没有公开四基色和三基色空间不等时的映射关系，因此，现有技术有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法及系统，旨在解决现有的技术中没有四基色和三基色在空间不等时的映射方法的问题。

本发明的技术方案如下：

一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其中，包括以下步骤：

S1：确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；

S2：根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；

S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；

S4：将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。

所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其中，所述上下左右的边界地址包括横向起始地址、横向终止地址、纵向起始地址和纵向终止地址。

在所述步骤S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量之前，先将每个边界地址都转化为小数和整数两部分，再计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量。

所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其中，在计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量时除以四基色像素的面积，将像素数据重新归一化。

所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其中，根据以下对应关系将将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据：

A＝r₁R+g₁G+b₁B

B＝r₂R+g₂G+b₂B

C＝r₃R+g₃G+b₃B，

D＝r₄R+g₄G+b₄B

其中，A、B、C、D分别表示每一个四基色子像素的驱动数据；R、G、B分别表示每一个子像素对应的三基色像素的红绿蓝分量数据；r、g、b分别表示每一个四基色子像素所占的R、G、B的权重，r₁+g₁+b₁＝1；r₂+g₂+b₂＝1；r₁₃+g₃+b₃＝1；r₄+g₄+b₄＝1。

一种空间不等时的三基色转四基色的系统，其中，包括依次相连的图像处理器、三基色/四基色变换单元和四基色显示屏，所述图像处理器向三基色/四基色变换单元发送RGB数据信号和行控制信号，所述三基色/四基色变换单元向四基色显示屏发送四基色像素输出信号和行控制信号。

所述三基色/四基色变换单元包括：

比例关系确定模块，用于确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；

边界地址计算模块，用于根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；

像素分量对应计算模块，用于根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；

驱动数据转换模块，用于将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。

所述三基色/四基色变换单元还包括：

数据转化模块，用于将每个边界地址都转化为小数和整数两部分。

所述三基色/四基色变换单元还包括：

像素数据归一化模块，用于在计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量时除以四基色像素的面积，将像素数据重新归一化。

本发明的有益效果：本发明通过在传统的图像处理器和现有的四基色显示器之间增设一个三基色/四基色变换单元，实现将空间不等的三基色图像显示在四基色显示器上。

附图说明

图1为本发明提供的空间不等时的三基色转四基色的系统结构图；

图2为本发明提供的空间不等时的三基色转四基色的方法流程图；

图3为本发明提供的空间不等时的三基色和四基色的空间坐标对应图；

图4为本发明提供的空间不等时的三基色和四基色的位置关系对应图；

图5为本发明提供的空间不等时的三基色和四基色的像素对应关系图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

四基色显示器的分辨率是U*V，而需要显示的三基色像素画面的分辨率是M*N，假设(M*N)大于(U*V)，为了能够使显示图像能够完全在四基色显示器中显示，那么四基色显示器的一个像素不只显示需要显示的三基色画面的一个像素，可能是几个像素。四基色像素数据的来源是其空间上对应的一个或多个三基色像素数据，并且跟一个或多个像素所占的面积来决定其像素数据贡献大小。

在实际的应用中，传统的图像处理器是不具备三基色到四基色映射功能的，同时由于四基色显示屏的时序接口也不同于传统的显示屏，所以需要增加一个专门的三基色/四基色变换单元来完成上述的功能。如图1所示，本发明提供的空间不等时的三基色转四基色的系统包括：图像处理器、三基色/四基色变换单元和四基色显示屏，传统的图像处理器输出的视频信号被接入到三基色/四基色变换单元，完成转换之后再驱动四基色显示屏进行显示。所述图像处理器向三基色/四基色变换单元发送RGB数据信号和行控制信号，所述三基色/四基色变换单元向四基色显示屏发送四基色像素输出信号和行控制信号。

所述图像处理器输出的像素分辨率与四基色显示屏的分辨率有可能是不同的，在同样物理尺寸上具有不同像素数据的时候，像素的大小也就不相同。下面描述了该转换的一个具体过程，假设四基色像素的分辨率是M*N，每个像素分别包括A、B、C、D四个子像素。三基色像素的分辨率是U*V，每个像素包含R、G、B三个子像素。

参见图2，本发明提供的空间不等时的三基色转四基色的映射方法包括以下步骤：

S1：确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；

S2：根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；

S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；

S4：将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。

首先确定两种分辨率下像素的纵向和横向的比例关系，因为M*N个四基色像素要能够正好显示U*V个三基色像素，假定S_X是横向上的比例关系，S_Y是纵向上的比例关系，则两种分辨率下像素的纵向和横向的比例关系为：

S_X＝M/U

S_Y＝N/V                                       公式1

假定三基色像素的尺寸是1×1，从公式1可以知道四基色的像素大小就是S_X×S_Y。

如图3所示，假设任意一个四基色像素的坐标位置是(h，k)，h该四基色像素的横坐标，k是该四基色像素的纵坐标，且1≤h≤M，1≤k≤N。因为假定三基色像素的像素尺寸是1×1，所以四基色像素的大小就为S_X×S_Y。

首先计算像素(h，k)的上下左右的边界地址，STA_X和END_X分别表示像素(h，k)的横向起始地址和横向终止地址，STA_Y和END_Y分别表示像素(h，k)的纵向起始地址和纵向终止地址。根据像素的坐标位置(h，k)，以及四基色像素的大小S_X×S_Y，可以计算出像素(h，k)的上下左右的边界地址为：

STA_X＝(h-1)×S_X

END_X＝h×S_X

STA_Y＝(k-1)×S_Y                                   公式2

END_Y＝k×S_Y

在步骤S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量之前，将公式2的每个边界地址数据都转化为小数和整数两部分以便于计算；用I_xxxx表示整数部分，D_xxxx表示小数部分，公式2可变形为如公式3所示：

STA_X＝(h-1)×S_X＝I_stax+D_stax

END_X＝h×S_X＝I_endx+D_endx

STA_Y＝(k-1)×S_Y＝I_stay+D_stay                        公式3

END_Y＝k×S_Y＝I_endy+D_endy

由于三基色像素的大小被定义为1×1，那么该四基色像素在空间上对应的横向位置是从第I_stax+1个三基色像素的D_stax位置开始，同时结束于第I_endx+1个三基色像素的D_endx位置。

这样根据四组I_xxxx和D_xxxx数据就可以计算任意一个四基色像素(h，k)所对应的所有的三基色像素的RGB分量；当然这里最好消除四基色像素的面积因素，也即除以四基色像素的面积因素，将像素数据重新归一化。其计算方法如公式4所示：

$R_{h,k}=\left(\underset{j=I_{\mathrm{stay}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endy}}+1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=I_{\mathrm{stax}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endx}}+1}{\mathrm{\Σ}}}(R_{i,j}\×D_i\×D_j)\right)/(S_x\×S_Y)$

$G_{h,k}=\left(\underset{j=I_{\mathrm{stay}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endy}}+1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=I_{\mathrm{stax}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endx}}+1}{\mathrm{\Σ}}}(G_{i,j}\×D_i\×D_j)\right)/(S_x\×S_Y)$

$B_{h,k}=\left(\underset{j=I_{\mathrm{stay}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endy}}+1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=I_{\mathrm{stax}}+1}{\overset{I_{\mathrm{endx}}+1}{\mathrm{\Σ}}}(B_{i,j}\×D_i\×D_j)\right)/(S_x\×S_Y)$ 公式4

$D_i=\left\{\begin{array}{cc}1-D_{\mathrm{stax}}& i=I_{\mathrm{stax}}+1\\ 1& I_{\mathrm{stax}}+1<i<I_{\mathrm{endx}}+1\\ D_{\mathrm{endx}}& i=I_{\mathrm{endx}}+1\end{array}\right.$ $D_j=\left\{\begin{array}{cc}1-D_{\mathrm{stay}}& j=I_{\mathrm{stay}}+1\\ 1& I_{\mathrm{stay}}+1<j<I_{\mathrm{endy}}+1\\ D_{\mathrm{endy}}& j=I_{\mathrm{endy}}+1\end{array}\right.$

其中R_i，j G_i，j B_i，j分别表示三基色像素(i，j)的红绿蓝三色分量数据。

通过上述计算出的四基色像素(h，k)需要表达的红绿蓝三色像素分量R_h，k G_h，k B_h，k。下一步就是将R_h，k G_h，k B_h，k转化为四基色像素A B C D的驱动数据。在实际的工艺过程中，四基色像素的子像素色坐标在CIE 1931坐标的位置并不一定是固定的。如图4所示，同时由于在实际的生产制造工艺过程中，不同基色的彩膜透光效率也不同，所以实际的应用中一般是通过实验的方法来确定四基色与三基色间的关系。

假设经过试验之后，三基色RGB与四基色ABCD之间的对应关系如公式5所示：

A＝r₁R+g₁G+b₁B

B＝r₂R+g₂G+b₂B

C＝r₃R+g₃G+b₃B                 公式5

D＝r₄R+g₄G+b₄B

其中，公式5中的r、g、b，分别表示权重系数，表示每一个子像素ABCD中所占的RGB的权重。其中，归一化处理之后r₁+g₁+b₁＝1；r₂+g₂+b₂＝1；r₁₃+g₃+b₃＝1；r₄+g₄+b₄＝1。

将四基色像素(h，k)需要表达的红绿蓝三色像素分量R_h，k G_h，k B_h，k代入到公式5就可以得到了四基色像素ABCD的驱动数据：

A_h，k＝r₁R_h，k+g₁G_h，k+b₁B_h，k

B_h，k＝r₂R_h，k+g₂G_h，k+b₂B_h，k

C_h，k＝r₃R_h，k+g₃G_h，k+b₃B_h，k                    公式6

D_h，k＝r₄R_h，k+g₄G_h，k+b₄B_g，k

通过上述公式6就可以计算出所有的四基色像素的驱动数据A_h，k、B_{h， k}、C_h，k、D_h，k，然后将该驱动数据输出到四基色显示屏上就可显示出四基色画面。

下面以一个具体的实施例加以说明，如图5所示，四基色显示器的一个像素由图中A、B、C、D四个基色像素组成，需要显示的三基色画面的像素由P1、P2、P3、P4组成，假定三基色像素的尺寸是1*1，四基色像素的尺寸是1.3*1.3，其空间对应关系如图所示，也就是四基色像素占据了三基色P1、P2、P3、P4像素的一部分。

首先计算四基色像素占据了P1、P2、P3、P4像素的相对面积，其中占据P1的相对面积是：

0.8×0.8＝0.64。

同样的可以分别计算出占据P2、P3、P4像素的面积分别是：0.4、0.4、0.25。

根据四基色像素A、B、C、D所占据的三基色像素P1、P2、P3、P4的面积作为数据权重来利用公式4分别计算四基色像素中红绿蓝三色像素的数据：

R₀＝(0.64*R1+0.4*R2+0.4*R3+0.25*R4)/(1.3*1.3)

＝(0.64*R1+0.4*R2+0.4*R3+0.25*R4)/1.69

同样的可以计算出绿色和蓝色像素数据；从而得到红绿蓝三色像素的数据如下：

R₀＝(0.64*R1+0.4*R2+0.4*R3+0.25*R4)/1.69

G₀＝(0.64*G1+0.4*G2+0.4*G3+0.25*G4)/1.69

B₀＝(0.64*B1+0.4*B2+0.4*B3+0.25*B4)/1.69

通过上述的计算过程，就得到图5中的四基色像素需要表达的红绿蓝三色像素分量分别为R₀G₀B₀。

下一步就是将R₀G₀B₀转化为四基色像素AB C D的驱动数据，将R₀G₀B₀代入公式5或6就可以得到在像素不匹配下的三基色像素RGB像素数据映射得到的四基色像素ABCD的像素数据：

A＝r₁R₀+g₁G₀+b₁B₀

B＝r₂R₀+g₂G₀+b₂B₀

C＝r₃R₀+g₃G₀+b₃B₀

D＝r₄R₀+g₄G₀+b₄B₀

R₀＝(0.64*R1+0.4*R2+0.4*R3+0.25*R4)/1.69

G₀＝(0.64*G1+0.4*G2+0.4*G3+0.25*G4)/1.69

B₀＝(0.64*B1+0.4*B2+0.4*B3+0.25*B4)/1.69

参见图1，本发明还提供了一种空间不等时的三基色转四基色的系统，其中，包括依次相连的图像处理器、三基色/四基色变换单元和四基色显示屏，所述图像处理器向三基色/四基色变换单元发送RGB数据信号和行控制信号，所述三基色/四基色变换单元向四基色显示屏发送四基色像素输出信号和行控制信号；具体如上所述。

该三基色/四基色变换单元包括：

比例关系确定模块，用于确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；具体如上所述。

边界地址计算模块，用于根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；具体如上所述。

像素分量对应计算模块，用于根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；具体如上所述。

驱动数据转换模块，用于将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据；具体如上所述。

该三基色/四基色变换单元还包括：

数据转化模块，用于将每个边界地址都转化为小数和整数两部分；具体如上所述。

所述三基色/四基色变换单元还包括：

像素数据归一化模块，用于在计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量时除以四基色像素的面积，将像素数据重新归一化；具体如上所述。

本发明通过在传统的图像处理器和现有的四基色显示器之间增设一个三基色/四基色变换单元，实现将空间不等的三基色图像显示在四基色显示器上，从而使显示的图像更加的真实，色彩更加的生动。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；

S2：根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；

S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；

S4：将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。

2.根据权利要求1所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其特征在于，所述上下左右的边界地址包括横向起始地址、横向终止地址、纵向起始地址和纵向终止地址。

3.根据权利要求1或2所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其特征在于，所述步骤S3：根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量之前，先将每个边界地址都转化为小数和整数两部分，再计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量。

4.根据权利要求1所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其特征在于，在计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量时除以四基色像素的面积，将像素数据重新归一化。

5.根据权利要求1或4所述的空间不等时的三基色转四基色的映射方法，其特征在于，根据以下对应关系将将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据：

A＝r₁R+g₁G+b₁B

B＝r₂R+g₂G+b₂B

C＝r₃R+g₃G+b₃B，

D＝r₄R+g₄G+b₄B

其中，A、B、C、D分别表示每一个四基色子像素的驱动数据；R、G、B分别表示每一个子像素对应的三基色像素的红绿蓝分量数据；r、g、b分别表示每一个四基色子像素所占的R、G、B的权重，r₁+g₁+b₁＝1；r₂+g₂+b₂＝1；r₁₃+g₃+b₃＝1；r₄+g₄+b₄＝1。

6.一种空间不等时的三基色转四基色的映射系统，其特征在于，包括依次相连的图像处理器、三基色/四基色变换单元和四基色显示屏，所述图像处理器向三基色/四基色变换单元发送RGB数据信号和行控制信号，所述三基色/四基色变换单元向四基色显示屏发送四基色像素输出信号和行控制信号。

7.根据权利要求6所述的空间不等时的三基色转四基色的映射系统，其特征在于，所述三基色/四基色变换单元包括：

比例关系确定模块，用于确定四基色像素与三基色像素的纵向和横向的比例关系；

边界地址计算模块，用于根据每个四基色像素的坐标位置以及大小，计算每一个四基色像素上下左右的边界地址；

像素分量对应计算模块，用于根据每个边界地址计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量；

驱动数据转换模块，用于将三基色像素的红绿蓝分量数据转化为四基色像素的驱动数据。

8.根据权利要求7所述的空间不等时的三基色转四基色的映射系统，其特征在于，所述三基色/四基色变换单元还包括：

数据转化模块，用于将每个边界地址都转化为小数和整数两部分。

9.根据权利要求7或8所述的空间不等时的三基色转四基色的映射系统，其特征在于，所述三基色/四基色变换单元还包括：

像素数据归一化模块，用于在计算每一个四基色像素所对应的所有的三基色像素的红绿蓝分量时除以四基色像素的面积，将像素数据重新归一化。

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