CN102160112A - 转换三分量图像为四分量图像 - Google Patents

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Abstract

一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为图像输出信号的方法，该方法包括以下步骤：获取包括多个像素信号的输入信号，每一个像素信号均具有三个或更多个颜色分量(105)；确定各个像素信号的各个颜色分量的残余差异(110)；确定残余差异的极限值(115)；基于该极限值，针对颜色分量中的每一个计算公共比例因数(120)；以及向图像输入信号应用公共比例因数以产生图像输出信号。

Description

转换三分量图像为四分量图像
技术领域
本发明涉及在电子显示器上显示图像的图像处理技术，具体地说，涉及在具有四色或者更多色的发光元件的显示器上提供具有增强亮度的图像的方法。
背景技术
平板显示装置得到了广泛的使用，其被与计算装置一起使用，在便携式装置中使用并用于如电视机的娱乐设备。这种显示器通常使用基板上分布的多个像素来显示图像。各个像素均结合了多个不同颜色(通常是红色、绿色和蓝色)的子像素或发光元件来表现各个图像要素。已知例如等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管显示器的多种平板显示器技术。为了在这些显示器上显示图像，显示器通常接收包含用于驱动各个像素的信号(即，像素信号)的三色分量(three-color-component)图像输入信号，每一个像素信号均包括用于驱动红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的单独的颜色分量图像信号。
含有发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中具有很多优点并且可用于光学系统。Tang等人的美国专利No.6384529示出了一种包括有机LED发光元件(子像素)阵列的有机LED彩色显示器。另选地，可以使用无机材料，并且无机材料可以包括磷光晶体或多晶半导体矩阵中的量子点。也可以使用在本领域中已知的其它的有机材料薄膜或无机材料薄膜来控制针对发光薄膜材料的电荷注入、电荷输送或者电荷阻挡。这些材料在基板上设置在电极之间，具有封装覆盖层或者覆盖片。当电流流过有机材料时，从像素发射光。发出的光的频率取决于所使用的材料的性质。在这种显示器中，光可以发射出基板(底部发射器)或者发射出封装盖(顶部发射器)或者发射出基板和封装盖。
这些薄膜LED器件可以包括有图案的发光层，其中在图案中使用不同的材料以使在电流通过这些材料时发射出不同颜色的光。然而，对于大尺寸基板来说，难以对材料尤其是小分子有机LED材料进行构图，由此增加了制造成本。并且，例如使用金属荫罩的现有构图方法成本高并且会破坏淀积的有机材料。克服大尺寸基板上的材料淀积问题的一种方法是与用于形成全彩色显示器(full-color display)的滤色器一起使用单发光层(例如，白光发射器)，如在Cok的美国专利No.6987355中所教导的。还已知采用不包括滤色器的白光发光元件，如在Cok等人的美国专利No.6919681中所教导的。如在Miller等人的美国专利公开No.2004/0113875中所教导的，已经提出了采用未构图的白光发射器的设计，该设计包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器以形成红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，并且该设计还包括不滤波的白色子像素以提高器件的效率。
然而，由于大部分的成像系统向显示器提供三色分量图像输入信号，因此有必要使用一种转换方法以将输入的三色分量图像信号转换为四色或更多色分量图像信号，该四色或更多色分量图像信号用于驱动如上面提到的Miller等人描述的显示器的具有发射四种或更多种颜色的光的子像素的显示器。因此，已经开发出多种方法以将三色分量图像输入信号转换为适用于驱动四色显示器的四色或更多色分量图像信号。
在本领域中，已经意识到，存在着由于具有用于发射超过三种颜色的光的子像素而造成的冗余，并且该冗余可用于同时驱动四种子像素颜色以产生具有增加的亮度的图像。例如，在Morgan等人的美国专利No.6453067、在Lee等人的于2003Proceedingsofthe Society for Information Display Conference中发表的题为“TFT-LCD with RGBWColor System”的论文中、在Wang等人的于2007Proceedings of the Society forInformation Display Conference中发表的题为“Trade-offbetween Luminance and Colorin RGBW Display for Mobile-phone Usage”的论文中以及Higgins的美国专利U.S.7301543中，提供了用于对具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的液晶显示器提供这种转换方法的方法，在这样的液晶显示器中，各个像素中的白色子像素可以与同一像素中的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素同时驱动以产生比仅使用RGB发光元件形成相同色度能够产生的亮度更高的亮度。然而，这些处理方法中的每一种都引入了色度误差。特别地，由于由白色子像素增加的亮度比从红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素中去除的亮度多，所以生成的图像是不饱和的。如Wang等人所讨论(上面已经提到)的，亮度提高但颜色饱和度降低虽然能够提高某些图像的图像质量，但是会降低其它图像的质量。
应当注意，这些参考中的一些(尤其是Lee等人)错误地陈述了他们的算法不会引入颜色误差。然而，Lee等人讨论的方法引入了非常显著的颜色误差。Lee等人提出的方法包括从各个红色颜色分量、绿色颜色分量和蓝色颜色分量图像输入信号确定各个像素的红色颜色分量、绿色颜色分量和蓝色颜色分量图像输入信号中的最小值，并且采用该值来驱动其显示器中的白色子像素。这种方法对生成的图像信号带来了两个不合需要的变化。首先，由于各个像素的红色输入信号值、绿色输入信号值和蓝色输入信号值中的最小值对应于将由各个像素发射的中性色(白色)光，并且由于将该值与白色信号相加但未将其从红色信号、绿色信号和蓝色信号中减去，因此各个像素将发射比输入信号中所请求的更多的白光。其次，输入的像素颜色的饱和度越低(即，各个像素信号内红色颜色分量、绿色颜色分量和蓝色颜色分量图像信号中的最小值越大)，由白色通道增加的白光越多。因此，对于各个输出像素来说，各个像素产生的亮度与各个像素的最大亮度的比率与产生由三色分量图像输入信号指示的图像所需要的比率不同。
可以基于CIE 1976(L*a*b)色差制(color-difference metric)来确定这些操作的影响，CIE 1976(L*a*b)色差制可以用于比较两种颜色之间的可察觉的差异。为了演示Lee等人提出的算法的效果，对显示器的一些特征进行假定是很重要的，将要基于这些假定的特征来产生生成的图像。将假定OLED显示器具有白光发射器和滤色器。红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素将发射具有sRGB原色的光，所述光的CIE1931x，y色度坐标为：红色(0.64，0.33)；绿色(0.30，0.60)；和蓝色(0.15，0.06)。白色子像素将产生D65亮度(CIE 1931x，y色度坐标：(0.313，0.329))。这些发射器的亮度输出将被归一化，使得峰值亮度为200cd/sq m的D65光将由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的最大组合强度或者由白色子像素的最大强度产生。为了理解Lee等人提出的算法的影响，必须假定将要在接收输入的RGB信号的RGB显示器上和接收由Lee等人讨论的算法产生的转换后的RGBW信号的RGBW显示器上显示两种颜色。将选择红色亮度强度值和绿色亮度强度值为1且蓝色亮度强度值为0的纯黄色斑点。需要的第二种颜色是输入的红色强度、绿色强度和蓝色强度均为1的基准白色。使用这个算法，通过计算红色(等于1)、绿色(等于1)和蓝色(等于0)中的最小值(等于0)，可以发现黄色的转换后的强度。因此，所生成的输出RGBW值为：红色(等于1)、绿色(等于1)、蓝色(等于0)和白色(等于0)。对于白色来说，红色、绿色和蓝色的值都是1，这些值的最小值为1，因此白色将被呈现为：红色(等于1)、绿色(等于1)、蓝色(等于1)和白色(等于1)。使用上面所示的原色的典型原色矩阵，将因此以43cd/m2的红色子像素亮度和143cd/m2的绿色子像素亮度来呈现黄色斑点，以在RGB显示器和RGBW显示器上提供x，y坐标(0.419，0.505)处的186cd/m2的总亮度。对于RGB显示器和RGBW显示器二者来说，都将以43cd/m2的红色、143cd/m2的绿色和14cd/m2的蓝色的亮度来呈现白色。然而，基于Lee的算法，RGBW显示器将具有由白色子像素产生的额外的200cd/m2的亮度，因此为RGBW显示器提供的白色亮度是为RGB显示器生成的白色亮度的两倍。使用白色值作为适应显示器颜色或者基准显示器颜色，CIE 1976(L*a*b)色差制提供了介于在RGB显示器和RGBW显示器上所示的黄色之间的的值39。由于用户可以检测到单个斑点的度量值中的差异是1并且可以检测到正常图像的平均值大约是3，因此这两个显示器生成的颜色明显不同。
用于将三色分量图像输入信号转换为四色或者更多色分量图像输入信号的另选方法也可以按照保持图像的颜色精确度这样的方法来执行：例如，在Murdoch等人的美国专利No.6897876、Primerano等人的美国专利No.6885380以及Miller等人的美国专利申请公开No.2005/0212728中已经讨论了此类方法。然而，如所公开的，在不降低颜色饱和度的情况下，峰值图像亮度不能超过红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件在附加的原色的色度坐标处的组合峰值亮度。如在Boroson等人的美国专利申请公开No.2007/0139437中所描述的算法的其它算法允许由白色产生的亮度高于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合亮度所产生的亮度，但是降低了高度饱和的颜色的相对亮度，再次降低了颜色保真度。
近来，已经讨论了具有可调亮度的背光的LCD显示器。在Brown Elliott等人的美国公开2007/0279372中描述了一种此类显示器。如在此公开中所描述的，使用了一算法来分析输入的RGB图像信号、动态地调节由背光生成的亮度并且执行RGB信号到RGBW信号的转换(当降低背光的亮度时，增加转换中的调整值，或者当增加背光的亮度时，减小转换中的调整值)。尽管这个方法有可能在不引入较大的颜色误差的情况下向显示器提供比红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件的组合峰值亮度更高的峰值显示器亮度，但是该方法至少具有三个问题。首先，对于如有机发光二极管显示器的发光型显示器来说，该方法无法实现，这是因为这些显示器没有可调节的背光。其次，对这些透射型显示器来说，增加背光亮度会增加无意中通过暗子像素漏出的光，降低图像阴影区域中的颜色精确度，并且第三，该方法需要额外的硬件，这会显著地增加得到的显示器的成本。
现有技术的转换方法都不允许在不引入显著的颜色误差或不增加控制背光亮度的费用的情况下使用四个发光元件来提供比红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件的组合亮度更高的亮度值。因此，仍然存在着对于一种在显示装置中在不引入显著颜色误差的情况下以高于红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件的组合峰值亮度的峰值显示器亮度来来呈现图像场景的改进的方法的需要，该显示装置特别是在具有超过三种颜色的子像素的如EL显示器的发光型显示器。
发明内容
本发明的一个方面包括一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为图像输出信号的方法，该方法包括以下步骤：
(a)获取包括多个像素信号的输入信号，每一像素信号均具有三个或更多个颜色分量；
(b)确定各个像素信号的各个颜色分量的残余差异；
(c)确定所述残余差异的极限值；
(d)基于所述极限值，针对所述颜色分量中的每一个计算公共比例因数；以及
(e)向所述图像输入信号应用所述公共比例因数以产生所述图像输出信号。
本发明的优点在于：在显示大多数一般图像时增加了具有四个或更多个子像素的显示器的动态范围，或者允许以降低的功耗来显示图像。这是在无需附加的或者专用的电子装置的情况下实现的，并且在不引入包括颜色误差在内的明显的伪像的情况下对于降低EL显示器的功耗特别有用。
附图说明
图1A和图1B是根据本发明的方法的实施方式的流程图；
图2是可用于本发明的显示系统的示意图，该显示系统包括其上形成有四色像素的显示器；
图3是可用于本发明的EL显示器的有源矩阵基板的一部分的顶视图；
图4是有助于理解本发明的例示了作为EL显示器的输入码的函数的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的亮度输出的关系的曲线图；
图5是根据本发明的方法的实施方式的流程图，其有助于在实时系统中提供本发明；
图6是例示在应用图5的方法以实现没有颜色误差的转换时标准的视频输入的公共比例因数的变化的曲线图；
图7是例示应用图5的方法而以5％或更小的颜色误差来实现四色分量输出图像信号的转换时标准的视频输入的公共比例因数的变化的曲线图；
图8A和图8B是根据本发明的方法的实施方式的流程图；
图9是根据本发明的方法的一个部分的实施方式的流程图；
图10是根据本发明的方法的一个部分的实施方式的流程图；
图11是根据本发明的方法的一个部分的实施方式的流程图；
图12是根据本发明的方法的一个部分的实施方式的流程图；
图13A和图13B是根据本发明的方法的实施方式的流程图；
图14是用于控制在本发明的一些实施方式内能够引入的颜色误差的方法的流程图；
图15是根据本发明实施方式的用于提供显示器的方法的流程图；以及
图16是根据本发明实施方式的用于确定残余差异的方法的流程图。
具体实施方式
通过采用本发明的方法，可以将典型的输入图像信号转换为用于驱动包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和一个附加的颜色子像素的四色或更多色显示装置的输出信号，以增加显示器的亮度。特别地，本发明的方法将三色或更多色分量图像输入信号转换为用于驱动四色或更多色显示装置的图像输出信号，使得该图像输出信号产生比红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合峰值亮度高的峰值显示器亮度。可以采用该方法以1)在不引入颜色误差的情况下提供转换，2)在有限的颜色误差量的情况下提供转换，或者3)允许所显示的图像内的有限数量个子像素内的颜色误差。
在一个实施方式中，附加颜色子像素可以发射白光并且显示装置可以是RGBW显示装置。参照图1A，根据本发明的方法，可以提供(步骤100)显示器并且可以通过获取(步骤105)包括多个像素信号(每一个像素信号均具有三个或者更多个颜色分量)的输入信号而将三色或者更多色分量图像输入信号转换为图像输出信号，确定(步骤110)各个像素信号的各个颜色分量的残余差异(residual difference)，该残余差异指示三色或者更多色分量图像输入信号中必须由红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件产生以避免颜色误差的部分，确定115残余差异的极限值，并且基于该极限值来针对每一个颜色分量计算(步骤120)公共比例因数。极限值可以是残余差异中的最大值或者是接近最大值的值，但是该接近最大值的值必须充分地接近残余差异的最大值以避免不可接受的颜色误差并且实现比仅以红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值所达到的亮度值大的白色亮度值。参照图1B，可以输入(步骤125)同一个或另一个图像信号并且向输入信号应用(步骤130)公共比例因数以产生调整后的图像输出信号。接着可以将调整后的图像输出信号转换(步骤135)为包括至少一个附加颜色分量图像信号的输出图像信号(例如，驱动RGBW显示装置所需要的四色分量图像信号)，并且在四色或者更多色分量显示器(例如，具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的显示器)上显示(步骤140)该四色分量图像信号。在图8A和图8B中提供了此方法的更详细的版本，并且将在下面进行描述。在本发明的另选实施方式中，输入信号可以是四色分量图像信号，并且可以将本发明的整个方法应用于该四色分量图像输入信号或者输入信号。在本发明的另一个另选实施方式中，输入信号可以是三色分量图像输入信号，并且图像输出信号可以是三色分量图像信号，该三色分量图像信号稍后被转换为四色或者更多色分量图像信号以在四色或者更多色分量显示器上进行显示。
图像信号的残余差异是三色或者更多色分量图像输入信号中必须由红光发光元件、绿光发光元件和蓝光发光元件产生以避免颜色误差的部分，并且可以是颜色通道的最大颜色值与结合所有颜色通道的最大公共值(颜色分量的极限)之间的差异。MIN(R，G，B)的值可以是颜色分量极限。另选地，颜色分量极限可以是充分接近MIN(R，G，B)值的任何值以避免不可接受的颜色误差。例如，颜色通道R的残余差异可以等于R-MIN(R，G，B)，颜色通道G的残余差异可以等于G-MIN(R，G，B)，颜色通道B的残余差异可以等于B-MIN(R，G，B)。实质上，残余差异对应于颜色信号中针对各个颜色通道的饱和部分。颜色误差是图像信号中指明的颜色与转换后的信号的颜色之间的任何可察觉的差异。
在这个方法的详细实施方式中，可以提供如图2所示的RGBW OLED显示器。如图2所示，RGBW OLED显示器10包括像素15的阵列并且各个像素均包含重复的子像素阵列。如该图中所示，各个像素15都包含红色子像素20R、绿色子像素20G、蓝色子像素20B和白色子像素20W。图2中还示出了控制器25，控制器25能够获取(图1的步骤105)输入信号30、利用本发明的方法处理该输入信号并且向显示器10提供驱动信号35以显示(图1的步骤140)该图像。如本领域中已知的，可以通过如下方式形成RGBW OLED显示器10：将发出白光的OLED覆盖在基板上并且在红色子像素20R、绿色子像素20G和蓝色子像素20B上应用滤色器以对OLED发射的白光进行过滤从而产生红光、绿光和蓝光。白色子像素20W可以产生不经过滤的光。
图3示出了OLED显示器的基板的一部分40，该部分具有分别用于图2的红色子像素20R、绿色子像素20G、蓝色子像素20B和白色子像素20W的电极42R、42G、42B和42W。各个电极42R、42G、42B和42W以及图2中各个对应的子像素20R、20G、20B和20W从对应的电路44R、44G、44B和44W接收电力。各个电路控制提供给各个电极的电流或者电压，以控制由各个子像素提供的亮度。例如，当在选择行48上提供了激活选择薄膜晶体管(TFT)50的选择信号时，在驱动线46上向电路44R提供驱动信号。当选择TFT 50被激活时，电压可以从驱动线46流出以对电容器52充电。一旦电容器52被充电后，可以从选择线48移除选择信号，关闭选择TFT 50并且允许电荷保持在电容器52上。当在电容器52上提供电压时，该电压控制功率TFT 54的栅极，这允许电力依次从电源线56流到电极42R并且经过OLED流到与电极42R平行但位于OLED的与电极42R相对侧上的第二电极(未示出)。电流流过OLED使得子像素产生具有亮度的光。注意，功率TFT 54具有有限的尺寸并且因此仅仅能够允许特定的最大电流流经各个子像素。因此，电路44R提供了最大电流，该最大电流将显示器10中的各个子像素的亮度输出限制在不能被超过的最大亮度。当把各个电路都设计和制造成具有相同的特性时，各个颜色子像素将通常具有相同的电流限制。然而，由于具有不同的滤色器，图2中所示的各个颜色子像素20R、20G、20B和20W都具有不同的亮度效率，因此这些子像素将通常具有不同的最大亮度值。图4中示出了这种类型的典型显示器的显示器响应于子像素代码值变化的亮度响应，其中子像素代码值变化对应于不同的电流。注意，这些曲线并不指示单个子像素的亮度，而是表示在显示器的包含若干个像素的区域内采集的亮度值。如该图所示，图2中所示的各个相应的子像素20R、20G、20B和20W的亮度输出60、62、64和66作为图2所示的驱动信号35内的代码值的函数而增加。然而，由于各个子像素的亮度效率不同，各个子像素的增加速率不同，随着从蓝色64到红色60、从红色60到绿色62、从绿色62到白色66的颜色变化，增加速度从最低到最高。在这个显示器中，当组合红色子像素20R、绿色子像素20G和蓝色子像素20B的亮度输出时，显示器生成的最大亮度大约是400cd/m2。然而，白色子像素20W的亮度输出66大约是600cd/m2，显著大于通过将红色子像素20R、绿色子像素20G和蓝色子像素20B的最大亮度相加(即，组合)而获得的组合白色点(white point)的400cd/m2。因此，通过使用本发明的将三色或更多色分量图像输入信号转换为适于驱动显示器的四色分量输出图像信号，该显示器能够实现显著较高的亮度而不会引入不期望的颜色误差，其中，该方法使用了子像素20W的峰值亮度。
在这个详细的实施方式中，提供(图1中的步骤100)了图2所示的显示器10。在这个步骤中，确定并处理了特定的随显示器而定的信息以使能这个实施方式。在图15中更加详细地示出了该过程。在该过程中，获得(步骤150)了从各个子像素发射的光的色度坐标。为了提供这个方法的示例，图2的显示器10将被假定为具有子像素20R、20G、20B和20W，这些子像素发射红色(0.64，0.33)、绿色(0.30，0.60)、蓝色(0.15，0.06)和白色(0.313，0.329)的CIE 1931x，y色度坐标处的光。还将限定(步骤152)显示器白色点。在这个示例中，将假定显示器白色点为(0.313，0.329)。利用红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的CIE 1931色度坐标和显示器白色点的CIE 1931色度坐标，通过计算用于将红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的x、y坐标转换为显示器白色点的三刺激值(tristimulus value)的矩阵，可以计算(步骤154)出在本领域中已知的磷光矩阵(phosphor matrix)。这个磷光矩阵将包含用于由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素发射的光形成显示器白色点的限定的亮度比率。对于在这个示例中给定的坐标来说，为了在该显示器白色点的坐标处产生白光发射而从红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素产生的亮度的比例为红色21.3％、绿色71.5％和蓝色7.2％。使用这些比率，通过计算各个红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素能够被驱动到的最大亮度以利用图4所示的亮度响应函数来产生具有显示器白色点的色度坐标的光，能够计算(步骤156)由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素生成的光所能够产生的最高亮度白色点。在这个示例中，这些最大的亮度值是：红色81.9cd/m2、绿色275.6cd/m2和蓝色27.8cd/m2。将这些亮度值组合，则假定的显示器将具有亮度为385.3cd/m2的白色点。由于白色子像素在显示器的白色点处发射光，因此通过将来自红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的光相加或者通过将白色子像素驱动为385.3 cd/m2的亮度，可以产生相同的白色点亮度。使用图4所示的色调标度(tonescale)，可以形成(步骤158)提供从面板强度值到图2中的各个发光元件20R、20G、20B和20W的输出亮度值的映射的查找表。这些查找表是以来自步骤156中红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值的相应的最大亮度值对图4中所示的红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值进行归一化而形成的。类似地，图4中所示的白色亮度值以显示器白色点亮度进行归一化。表1中示出了图4中示出的在显示器色调标度内的15个不同点处的值的查找表。然而，这个查找表将通常具有与可能的代码值同样多的条目并且允许查找代码值，以将该显示器驱动为各个颜色通道的面板强度值的函数。
表1：RGBW通道的查找表
  红色强度   绿色强度   蓝色强度   白色强度   代码值
  0.000   0.000   0.000   0.000   0
  0.003   0.003   0.003   0.005   50
  0.011   0.010   0.010   0.015   57
  0.021   0.018   0.019   0.028   64
  0.044   0.039   0.041   0.061   77
  0.078   0.070   0.072   0.107   91
  0.156   0.139   0.144   0.215   115
  0.274   0.245   0.252   0.377   142
  0.354   0.316   0.326   0.487   157
  0.389   0.347   0.358   0.535   163
  0.463   0.413   0.426   0.637   175
  0.638   0.569   0.587   0.877   200
  0.841   0.750   0.773   1.157   225
  1.023   0.913   0.941   1.407   245
  1.121   1.000   1.031   1.542   255
如这个表中所示，由于绿色子像素的峰值亮度的最高面板强度的值为1，因此通过组合红色20R、绿色20G和蓝色20B的光而形成的显示器白色点处的峰值亮度受到绿色子像素20G的峰值亮度的限制。对于红色子像素和蓝色子像素来说，可以获得比形成显示器白色点的亮度所需的强度值稍高的强度值。通过从表1所示的各个颜色的发光元件的面板强度值的各个最大值中减去1，可以确定(步骤160)红色通道、绿色通道和蓝色通道中的每一个的面板强度偏差，产生红色0.121、绿色0和蓝色0.031的面板强度偏差。下面将进一步描述对这些面板强度偏差的用途。根据表1中白色子像素的最大值，可以确定(步骤162)白色子像素强度值的最大面板强度值。对本发明重要的是，该值超过1.5，表示白色子像素能够在显示器白色点处产生超过通过组合红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的输出而产生的亮度1.5倍的亮度。接着确定(步骤164)用于本方法的最大公共比例因数。在本发明的这个实施方式中，最大公共比例因数将被假定为白色子像素的最大强度值(即，1.542)。然而，该最大公共比例因数可以是小于或等于白色子像素的最大强度值加1的任何值。
值得注意的是，通过激活显示器像素内的所有子像素，在显示器白色点的峰值显示器亮度可以等于2.542(即，白色子像素的最大强度值与1的和，按照定义，是由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素在显示器的白色点能够提供的最大强度值)。该值或者小于该值的任何值可以用于定义最大公共比例因数。然而，在本发明的一个EL显示器实施方式内，通过仅激活像素内的白色子像素而形成的白颜色的功率效率(单位为坎德拉每安培)大大高于通过激活红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的组合所形成的相同的白颜色的功率效率。因此，如果将最大公共比例因数定义为白色子像素的最大面板强度值并且颜色转换步骤优选地应用白色子像素20W的亮度来代替来自红色子像素20R、绿色子像素20G或蓝色子像素20B的亮度，则可以制造较低功耗的EL显示器。
一旦提供(图1中的步骤100)了图2所示的显示器10，则如图1所示那样获取105了包括多个像素信号的输入信号。每一个像素信号均可以具有三个或者更多个颜色分量。输入信号可以附加地包括用于单个图像或者一系列图像的像素信号。在本公开的这个示例以及其它示例内，可以定义一系列输入图像来演示本方法。在这些示例中，输入图像将会是具有表2所示的sRGB代码值的一系列全屏彩色图像。注意，在这个示例中，每一图像均由不同的输入信号表示。各个输入信号的各个像素信号相同，并且表2所示的sRGB代码值是各个像素信号的三个颜色分量。
表2：输入的sRGB代码值
  图像颜色   红色sRGB代码值   绿色sRGB代码值   蓝色sRGB代码值
  黑色   0   0   0
  白色   255   255   255
  红色   255   0   0
  粉红色   255   128   128
  橙红色   255   196   196
  白色   255   255   255
  绿色   0   255   0
  青色   0   255   255
  淡青色   128   255   255
在获取输入图像的步骤105期间，通过首先应用显示器的磷光矩阵将sRGB代码值从sRGB原色旋转为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的色度坐标，将sRGB代码值转换为面板强度值，从而形成了面板代码值。接着应用非线性变换将输入的色调标度变换为线性强度值，该线性强度值与仅具有红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的常规显示器内的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的亮度值线性相关。在将sRGB代码值转换为线性强度值时，非线性关系由下面的公式定义：
如果CV/255＞0.03928，
面板强度＝((CV/255+0.055)/1.055)2.4，
否则：
面板强度＝CV/(255*12.92)。
其中，CV是在旋转至面板代码值后的输入代码值。在这个示例中，在这些图像处理步骤之后产生的面板强度值将在从零到1的范围内编码，并且将表示形成输入的三分量图像信号中指定的颜色所必需的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的最大亮度的比例。表3示出了表2所示的代码值的面板强度值。
表3：表2的图像的面板强度值
  图像颜色   红色面板强度   绿色面板强度   蓝色面板强度
  黑色   0   0   0
  白色   1.000   1.000   1.000
  红色   1.000   0   0
  粉红色   1.000   0.216   0.216
  橙红色   1.000   0.552   0.552
  白色   1.000   1.000   1.000
  绿色   0   1.000   0
  青色   0   1.000   1.000
  淡青色   0.216   1.000   1.000
一旦获取(图1中的步骤105)了输入信号，就确定110各个像素信号的各个颜色分量的残余差异。图16示出了用于确定残余差异的方法。如图所示，以各个像素(i)的红色面板强度值(Ri)、绿色面板强度值(Gi)和蓝色(Bi)面板强度值开始，针对由输入信号表示的各个图像中的各个像素，确定(步骤170)红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值的最小值(即min(Ri，Gi，Bi))。接着从对应像素的各个面板强度值中减去(步骤172)这个值，产生值Ri’，Gi’和Bi’，计算如下：
Ri′＝Ri-min(Ri，Gi，Bi)
Gi′＝Gi-min(Ri，Gi，Bi)
Bi′＝Bi-min(Ri，Gi，Bi)
生成的值通常表示可以用于驱动显示器系统内用于这个图像的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的面板强度值。然而，如前面演示的那样，一些红色通道、绿色通道或蓝色通道会具有大于1的最大面板强度值。为了对此进行补偿，可以从输入的面板强度值与各个像素内的对应颜色的面板强度值的最小值之间的差中减去(步骤174)在步骤160中确定的面板强度偏差(Ro，Go，Bo)，并且可以将所生成的任何小于0的值设置(步骤176)为等于0。这些操作可以表示为：
对于Ri”＞＝0，Ri”＝Ri’-Ro，否则Ri”＝0，
对于Gi”＞＝0，Gi”＝Gi’-Go，否则Gi”＝0，
对于Bi”＞＝0，Bi”＝Bi’-Bo，否则Bi”＝0，
其中Ri”、Gi”和Bi”表示生成的值。这些生成的值是各个图像内各个子像素的残余差异。表4示出了最小面板强度值以及在减去(步骤174)面板强度偏差后的最终的残余差异。
表4：最小值和残余差异值
  图像颜色   最小值   红色残余差异   绿色残余差异   蓝色残余差异
  黑色   0   0   0   0
  白色   1.000   0   0   0
  红色   0   0.879   0   0
  粉红色   0.216   0.663   0   0
  橙红色   0.552   0.327   0   0
  白色   1.000   0   0   0
  绿色   0   0   1.000   0
  青色   0   0   1.000   0.969
  淡青色   0.216   0   0.784   0.753
接着，确定115各个图像的极限值。由于表4中所示的各行的值均表示单色图像，因此通过计算红色残余差异列、绿色残余差异列和蓝色残余差异列中的最大值以获得表5中所示的值，可以确定该极限。大部分的实际图像并不是由单色形成，而是包括各个像素内各种颜色的不同代码值的交织，并且极限值表示输入图像信号30中的所有像素的极限值。
表5：最大残余和公共比例因数
  图像颜色   最大残余   公共比例因数
  黑色   0   1.542
  白色   0   1.542
  红色   0.879   1.138
  粉红色   0.663   1.508
  橙红色   0.327   1.542
  白色   0   1.542
  绿色   1.000   1.000
  青色   1.000   1.000
  淡青色   0.784   1.275
接着，基于该极限值，针对各个颜色分量来计算120公共比例因数。通过首先计算最大残余值的倒数来执行该计算。将该最大公共比例因数值赋值给大于在步骤164中确定的最大公共比例因数的任何生成值。表5中示出了这个示例的生成值。如该表所示，这些值在在1与1.542之间，1.542是最大公共比例因数值，并且在这个示例中，1.542是最大的白色面板强度值。
接着，将输入图像值(具体地说，表3所示的面板强度值)与该公共比例因数相乘。这样，公共比例因数被应用于图像输入信号以产生图像输出信号。这产生了表6所示的调整后的面板强度值。
表6：调整后的面板强度值
  图像颜色   红色面板强度   绿色面板强度   蓝色面板强度
  黑色   0   0   0
  白色   1.542   1.542   1.542
  红色   1.138   0   0
  粉红色   1.508   0.326   0.326
  橙红色   1.542   0.851   0.851
  白色   1.542   1.542   1.542
  绿色   0   1.000   0
  青色   0   1.000   1.000
  淡青色   0.275   1.275   1.275
接着，将面板强度值从三色输入信号转换135为四色输出信号(具体地说，转换为红色面板强度值、绿色面板强度值、蓝色面板强度值和白色面板强度值)，这就提供了从三色分量图像输入信号到四色分量图像信号的转换，其中，输入信号颜色分量包括红色、绿色和蓝色，并且图像输出信号颜色分量包括红色、绿色、蓝色和白色。转换135是这样执行的：计算各个图像中的各个像素的红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值中的最小值；将该最小值赋值为白色面板强度值；以及从红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值中减去该最小值的这个相同的部分。这个部分的范围可以是从大于0的任何值到1。假定该部分被赋值为1，则获得了表7所示的红色面板强度值、绿色面板强度值、蓝色面板强度值和白色面板强度值。如该表所示，在针对各种输入颜色的这种转换后，红色面板强度值、绿色面板强度值或蓝色面板强度值中的至少一个是0，各种颜色的亮度将由这个示例的显示器内的白色子像素产生。由于白色子像素在亮度效率方面比任何滤色后的饱和颜色子像素都要高，因此该变换将产生效率最高的转换。
表7：RGBW面板强度值
  图像颜色   红色面板强度   绿色面板强度   蓝色面板强度   白色面板强度
  黑色   0   0   0   0
  白色   0   0   0   1.542
  红色   1.138   0   0   0
  粉红色   1.183   0   0   0.326
  橙红色   0.691   0   0   0.851
  白色   0   0   0   1.542
  绿色   0   1.000   0   0
  青色   0   1.000   1.000   0
  淡青色   0   1.275   1.275   0.275
接着，通过在表1示出的查找表内执行查找，将该图像转换为驱动信号以生成驱动信号35，将该信号提供给显示器10并且显示140该图像。
在这个示例中，用于确定各个像素信号的残余差异的方法与在转换步骤中使用的方法相同。在一个另选的实施方式中，可以执行转换步骤并且将来自转换后的信号的红色值、绿色值和蓝色值用作各个像素信号的残余差异。在这个另选的实施方式中，转换的信号接着与公共比例因数相乘以产生输出信号，而不是通过将输入图像信号与公共比例因数相乘的方式来产生输出信号。
为了确定在显示输入信号的RGB系统与本实施方式的显示转换后的RGBW信号的RGBW显示器之间产生的颜色差异，通过将表3的RGB面板强度值和表7的RGBW面板强度值乘以它们各自的原色矩阵，可以计算出各个系统的CIE 1931色度坐标。接着，可以将所生成的XYZ三刺激值转换为表8中示出的1931CIE色度坐标。如表8所示，RGB系统和RGBW系统的色度坐标(x和y二者)是相同的。然而，就亮度值(由Y表示)来说，RGBW系统的大部分亮度值高于RGB系统的大部分亮度值。然而，当观看作为单刺激显示器的这个显示器时，人类视觉系统会适应该显示器的白色点。在RGB系统中，这个适应亮度总是385cd/m2。然而，对于RGBW系统来说，白色点作为公共比例因数的函数而变化。在被标记为“适应亮度”的列中示出了生成的白色点亮度值。如果假定在观看生成的图像时人类视觉系统适应这些亮度值(如在暗室中观看显示器时通常发生的那样)，则可以利用这些值来计算RGB系统和RGBW系统的L*a*b值的差异(ΔEab *)，其中，RGB系统的适应亮度(Yn)对所有图像均是385cd/m2并且颜色的亮度由Y标示。如表8所示，RGB系统和RGBW系统的L*a*b值的差异(ΔEab *)是利用下面的等式计算的：
ΔE ab * = [ ( L RGB * - L RGBW * ) 2 + ( a RGB * - a RGBW * ) 2 + ( b RGB * - b RGBW * ) 2 ] 0.5
并且，各个系统的L*、a*和b*是由下面的等式计算出的：
L * = 116 ( Y Y n ) 1 3 - 16 ,
a * = 500 [ ( X X n ) 1 3 - ( Y Y n ) 1 3 ] ,
b * = 200 [ ( Y Y n ) 1 3 - ( Z Z n ) 1 3 ] ,
并且X和Z由下面的等式计算出的：
X = ( x y ) Y , 和
Z = ( ( 1 - ( x + y ) ) y ) Y .
生成的计算结果表明，RGB系统和RGBW系统的L*a*b值之间的差为零，意味着在渲染路径(rendering path)内不存在颜色误差。由于生成的误差小于3(检测复杂图像中的色差所通常要求的)，因此不存在颜色误差。因此，通过比较表8中的RGBWY列和RGB Y列可以看出，这个系统在不引入颜色误差的情况下制造了具有较高平均亮度值的显示器。
表8：RGB系统和RGBW系统的呈现值
  图像颜色   RGB x   RGB y   RGB Y   RGBWx   RGBWy   RGBWY   适应亮度
  黑色   0.3127   0.3290   0   0.3127   0.3290   0   594
  白色   0.3127   0.3290   385   0.3127   0.3290   594   594
  红色   0.6400   0.3300   82   0.6400   0.3300   93   438
  粉红色   0.4551   0.3294   147   0.4551   0.3294   222   581
  橙红色   0.3607   0.3291   249   0.3607   0.3291   384   594
  白色   0.3127   0.329   385   0.3127   0.329   594   594
  绿色   0.3000   0.6000   275   0.3000   0.6000   275   385
  青色   0.2246   0.3287   303   0.2246   0.3287   303   385
  淡青色   0.2474   0.3288   321   0.2474   0.3288   409   491
所提供的该特定实施方式在显示一个静止图像或一系列静止图像时执行得非常好，其中在显示每一个静止图像一段时间后再显示另一个静止图像。然而，当显示描述场景中相对小的变化(诸如在摇摄场景、在场景中放入运动物体或逐渐改变场景内的光时的变化)的视频内容时，如果针对各个帧独立地计算公共比例因数，则输入序列中的每一帧均可能具有不同的像素值分布。如果按照在这个实施方式中所提供那样针对各个帧计算120了公共比例因数并且使用该公共比例因数来调整各个视频帧表示的图像130，则可以产生一些不期望的伪像。特别地，当观看其中大部分物体没有变化的单个场景时，由于该场景内一个物体或者少数几个物体的亮度变化，用户可以在每一帧被显示时看到图像的亮度变化。这种亮度的变化对于观看体验来说可以是令人分心并且有破坏性的。因此，当显示视频时，期望避免使应用于视频中的单个场景内的连续图像的公共比例因数发生大的变化。因此，公共比例因数随时间的变化可以受到限制，或者可以使公共比例因数变得平滑，以消除可察觉的亮度变化。然而，因为只能逐渐改变场景的亮度，因此这并不总是产生最好的结果。相反，已观察到，在处理视频时，用于调整场景亮度的快速方法和慢速方法都是必要的。在视频出现显著改变时(通常指场景变化)提供快速变化，在其它时候(通常是在场景内)提供慢速变化。在一个实施方式中，通过分析场景之间的差异可以便于选择使公共比例因数发生大变化或小变化，其中，仅仅在场景切换或者视频内容内的其它非常显著的改变时才允许较大的变化。在一个实施方式中，可以使公共比例因数在时间上平滑，并且基于检测视频信号内连续帧之间的图像差异的大小的某些方法，可以从平滑的公共比例因数、初始公共比例因数或者这两个值的某些平均值中选择最终的公共比例因数。
在讨论视频时，将视频场景描述为超过一个描述相似的空间和时间信息的单独的帧或图像是有用的。也就是说，一场景可以由在几分钟的时间间隔内捕获或者表示的包含重叠的空间信息的所有帧构成，每一帧都可以被描述为一个图像。场景变化在被用于捕获视频场景的相机视点显著地变化时发生，或者在对相同的空间位置的捕获停止几分钟的时段并接着重新开始时发生。应当注意，在显示场景内的连续帧时，所应用的调整130图像的比例因数的大变化可能是令人不快的。然而，由于用户预期适应新场景的亮度，因此用户通常无法检测到在视频从一个场景变换到另一个场景时所应用的调整130图像的比例因数的大变化。
在专门为处理视频而设计的第二实施方式中，可以应用图5中的方法。如图5所示，提供了一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为适用于四色显示器装置的图像输出信号的方法。该方法包括以下步骤：获取205包括多个像素信号的输入信号，每一个输入的像素信号均具有三个或更多个颜色分量；设置200用于调整输入的信号的可调整的公共比例因数；确定230表示显示器无法提供正确颜色显示的残余误差(residual error)；基于该残余误差来调整公共比例因数265、270、290、305；以及向图像输入信号应用215该公共比例因数，对图像输入信号进行调整以产生图像输出信号。
在图5的详细实施方式中，同样将提供显示器10并且该显示器的特性可以被用于获得显示器操作特性以及设置200初始公共比例因数和一些初始控制参数。该显示器的特性包括：红色子像素20R、绿色子像素20G、蓝色子像素20B和白色子像素20W的CIE 1931x、y色度坐标；显示器白色点；红色、绿色、蓝色和白色色调标度；面板强度偏差；以及在之前的实施方式中确定的最大公共比例因数。出于简化的目的，这个示例将假定使用与先前的示例相同的显示器和特性。此外，初始公共比例因数将假定为1，平均场景亮度和最大残余的值将假定为0.5，允许剪切的像素数量将假定为等于0，并且目标残余将假定为0.95。
应当注意，对信号进行剪切是为了对信号设置人为限制，该人为限制比在不对信号进行剪切的情况下赋予的值小。在成像系统中，如果对大量的像素执行这种剪切，可以产生伪像，诸如在生成的图像中失去视觉细节或者出现轮廓线。然而，如果仅剪切少量的像素，不注意的观察者通常并不容易察觉这种伪像。
这些参数中的每一个都将在这个示例中被应用。这些参数的准确值并不重要，但是它们建立了能够在过程中被不断更新的一组初始条件，以做出关于公共比例因数的重要决定。
接着，可以获取205三色或更多色输入信号。如在先前的示例中所示的那样，该信号将是sRGB信号并且将包括九个视频帧，在表2中提供了这九个视频帧的代码值。将假定这九种颜色实际上表示视频序列内的九个帧，其中每一帧均由数据的像素阵列组成，但是各个帧内的各个像素均由表2所示的sRGB代码值限定。然而，在这种情况下，将假定把由红色代码值、绿色代码值和蓝色代码值限定的各个像素以及这个视频的各个帧顺序地输入至控制器25。在这种实时视频系统中，并不需要具有用于在显示视频帧之前存储一个或更多个视频帧的帧缓冲器。因此，期望毫无延迟地接收输入信号的每一个像素或一系列少量像素、处理并显示这些像素。
如在先前的实施方式中所示，接着将输入信号转换210为面板强度值。之前已经对这个转换过程进行了描述，并且该转换过程为视频的九个帧中的每一个生成了表3中所示的面板强度值。然而，如上所示，优选地实时执行该转换，其中，每一个像素都在接收到后一个像素前进行转换。
当把这些输入信号转换210成红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值时，通过将红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值中的每一个与公共比例因数相乘来调整这些输入信号。如前面注意到的，该公共比例因数的初始值为1，因此由于相同的公共比例因数可以应用于输入的三分量图像信号的整个帧，这个变换对所显示的视频的第一个帧没有实际影响。然而，如将要示出的，可以调整各个帧的公共比例因数，因此对于输入的三分量图像信号值的每一个后续帧来说，至少一些后续的帧的比例因数可以大于1并且产生大于1的调整后的红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值。因此，这些值需要显示器产生比组合RGB白色点亮度高的亮度值。还注意到，尽管面板强度值被表示为处于0到1的范围内，但是通常将这些值存储为10位或12位的整数值。如果在10位系统中执行这个过程，则使用0到1024之间的整数值指示0和1之间的值。为了表示较大的值，调整的结果将通常需要至少一个附加的位，在这个示例中，增加第十一位能够允许使用介于0和2048之间的整数值，从而表示0和2之间的强度值。
接着，可以将调整后的红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值转换为红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值和白色面板强度值。可以通过首先确定各个像素的调整后的红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值的最小值来执行该转换。可以从调整后的红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值中减去这个最小值以产生红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值。可以将同一个最小值赋值成白色面板强度值。通过该步骤，三色或更多个颜色分量输入图像信号被转换为包括至少一个附加颜色分量图像信号、适于驱动具有四种或更多种不同颜色子像素的显示器装置的信号。
在本实施方式中，接着计算225控制参数。这些控制参数包括三分量图像信号的帧的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值中的最大值以及输入的三分量图像信号的帧的平均红色残余值、平均绿色残余值和平均蓝色残余值。针对大于1的公共比例因数，任一帧的最大的红色残余值、最大的绿色残余值和最大的蓝色残余值可以大于1与适当颜色的面板强度偏差之和，在这种情况下，可以将大于1与适当颜色的面板强度偏差之和的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值剪切230为1与适当颜色的面板强度偏差之和的值。剪切230会将颜色误差引入到视频信号的一个帧中，这在一些应用中是不合乎需要的。因此，重要的是理解何时存在这种情况并且何时快速减小公共比例因数，使得当在这些应用内使用该显示器时不存在、察觉不到或者测量不出颜色误差。通过对被剪切230的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的数量进行计数235，还确定了一个附加的控制参数。注意，除非引入了一些颜色误差或者在一些残余值中引入了颜色误差，否则没有必要确定颜色误差的大小。然而，通过执行以下操作，可以确定残余误差的大小：计算各个像素信号的各个颜色分量与各个像素信号的颜色分量极限之间的残余差异；从各个像素信号的各个颜色分量的残差中减去最大信号；以及将所有的负值设置为等于零。在这个示例中，最大信号值是任一图像或视频帧内的最大的红色面板强度值、绿色面板强度值或蓝色面板强度值。
当控制器接收三色或更多色分量输入信号值并将其转换为经过剪切的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值以及白色面板强度值时，这些强度值被用于驱动显示器240。这个步骤包括：利用例如表1所示的表，基于输入的面板强度值来查找代码值；和向显示器10提供这些代码值作为驱动信号35以驱动红色子像素20R、绿色子像素20G、蓝色子像素20B和白色子像素20W。该过程在不对图像信息进行缓冲的情况下实时地提供。
一旦提供了数据帧以驱动240显示器10，就确定245已显示该帧的尾部。在为显示器回扫(display retrace)分配的时间(即，在大部分现有的视频标准中视频帧之间为CRT电子束从右下移动到左上而分配的时间)内，对控制参数进行分析以确定在显示三色或更多色分量输入信号值的下一帧之前是否和如何修改公共比例因数。此分析可以包括对平均面板强度的计算250。接着，比较255被剪切的残余值的数量和被允许剪切的残余值的需要的数量。
应当注意，这个需要的数量通常被系统设计者设置为常数并且存储在固件中。尽管零值能够产生没有颜色误差的图像，但百分之几的小数字可以产生其中最多百分之几的像素具有一些很小的颜色误差的图像，这些颜色误差通常是不明显的。根据应用，不同的用户组对这个值具有不同的容忍程度，然而，需要的数量的值通常小于显示器中的子像素的数量的百分之十。
如果被剪切的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的数量超过了需要的数量，则必须减小后续帧的公共比例因数以减少被剪切的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的数量。为了减小公共比例因数，首先进行分析以确定260该误差是否是由于场景变化而导致的，场景的变化现在需要显著不同的公共比例因数。在当前的实施方式中，基于计算出的平均面板强度值与之前计算出的平均面板强度值的比较以及最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值与前一帧的最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的比较做出此决定。如果平均的和最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的这两个差异都足够小，则假定没有发生场景变化。在这种情况下，少量地减小公共比例因数，这允许显示器的白色点亮度每秒钟降低几个百分点(约百分之五)。在这些条件下，图像以足够慢的速率变暗，使观看者不能发现亮度的变化并且图像不会显得突然变暗或闪烁。如果平均的和最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的变化均足够大，则确定260已发生场景变化。作为平均值和最大值所需的变化的大小的示例，任何时候平均场景亮度改变了整个范围的12.5％以及任何时候最大值改变了整个范围的25％，则将场景归类为变化。在这些条件下，重新计算公共比例因数，允许其快速地递减270。该计算包括将公共比例因数乘以针对红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的最大值(例如，1加上适当颜色的颜色面板强度偏差)与最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值之比。该计算产生了较小的比例值，这避免了对后续帧的大量剪切。应当注意，由于内容已随着场景的变化发生显著变化并且因此用户对当前场景的亮度没有任何预期，比例值潜在的快速变化所引起的亮度变化对用户来说是察觉不到的。
如果确定255没有剪切掉太多的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值，则接着对最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值与目标最大值进行比较275，该目标最大值是稍稍小于1的值(例如，0.95)。如果最大残余值大于该目标最大值，则公共比例因数视为近似最佳并保持不变。然而，如果最大残余值小于该目标最大残余值，则增加该比例因数以允许在下一帧中以更高的亮度显示图像。再次地，确定280是否发生场景变化。如果没有变化，则与在降低该比例因数时的缓慢递减265相似，使该比例因数每秒钟递增几个百分点。如果在比较280期间确定发生了场景变化，则计算并递增305比例值。该计算包括确定针对红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值的最大值(例如，1加上适当颜色的面板强度偏差)与最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值之比。此计算可以产生比例因数的快速变化，但是同样是仅发生在场景变化没有建立用户对场景亮度的预期之后。不管在步骤290或步骤305中确定的递增如何，都对生成的公共比例因数与最大比例因数进行比较295。该最大比例因数是通过将白色子像素的最大亮度除以组合RGB白色点亮度来确定的。如果公共比例因数小于该最大比例因数，则应用该公共比例因数；否则将该公共比例因数设置300为等于最大公共比例因数。
在接收针对下一视频帧而输入的图像信号之前，存储310控制参数以在分析后续帧时提供比较值。这包括保存最大的红色残余值、绿色残余值和蓝色残余值和保存平均残余值。然而，为了避免某些不期望的时间效应(如闪烁)，可以将平均残余值计算成历史值的加权平均值。也就是说，通过将20％的旧平均残余值与80％的新平均残余值相加，可以计算出用于在下一帧期间进行比较的平均残余值。该时间平均值能够使这个值的变化平滑，因此如果后续的帧在较高和较低的平均输入三分量图像值信号之间交替，则减少了闪烁或其它伪像的可能性。
每当完成显示器回扫并且已在步骤265、步骤270、步骤295或步骤300中确定了比例因数时，针对数据的下一帧再次开始该过程。但是，采用新的公共比例因数调整215了面板强度。因此，当前图像的亮度被调整为比前一图像更高或更低的值。通过如上所述地调整公共比例因数，可以如在前一个实施方式中演示的那样以大体上大于1的公共比例因数来呈现不具有非常明亮的、饱和的颜色的图像，使得在没有引入任何颜色误差的情况下高亮度地呈现这些图像。然而，包含非常明亮的、饱和的颜色的图像会具有高残余值，并且因此能够使用等于或者非常接近1的调整值来呈现并能够以较低的峰值亮度来呈现，并且仍然能够没有颜色误差地呈现。假定将不剪切红色残余值、绿色残余值或蓝色残余值，则该处理允许没有任何颜色误差地呈现图像，同时允许以比不允许没有颜色误差地呈现图像的现有技术的方法(例如去饱和)更高的平均亮度来呈现输入的三分量颜色图像信号。此外，由于公共比例因数被应用于图像数据的整个帧，因此如现有技术的一些方法那样没有改变场景内的相对亮度比，这就产生了颜色误差。如所所指出的那样，当前的实施方式可以通过剪切230残余值而引入一些颜色误差。但是，在不剪切任何残余值的情况下，通常在少数帧内降低比例值以消除被剪切的值。由于通常在30帧到60帧每秒之间的速率提供这些视频帧，因此显示器的用户检测不到单个或者甚至几个初始帧内的颜色误差。
将本发明的这个实施方式应用于表2的图像，这就提供了在表9中示出的公共比例因数和计算参数。如该表所示，公共比例因数通常大于1，再次使得能够以高于不产生颜色误差的现有技术的亮度来呈现生成的图像。对于所示图像，场景检测器几乎总是把图像之间的变化归类为场景变化。从橙红色变换为白色和从绿色变换为青色是例外；在这些情况中的每一个中，变化相对较小并且公共比例因数的变化很小或者不存在。将表9中的公共比例因数结果与表5中提供的公共比例因数相比，可以看到，由于可以与在显示器回扫间隔内改变公共比例因数同时地处理和显示图像数据，因此这个实施方式的公共比例因数的变化倾向于按帧来追踪图像内容的变化。尽管这对于这组图像来说似乎是个问题，但是对于更常规的视频序列来说，因为单个场景内的任何两个帧往往彼此非常相似并且由于每一帧均被显示了非常短的时段以致于用户无法察觉，因此这并不是问题。因此，这个时间延迟在视频显示时是完全可接受的。但是，使用场景检测以允许比例因数的快速变化和慢速变化都毫无疑问地有用并且对于实现没有时间伪像的高质量视频是必须的。
表9：用于表2的图像的参数和计算出的比例因数
  图像颜色   最大残余   旧的平均残余   平均残余   剪切   变化   比例因数
  黑色   0   0.50   0   否   1.00
  白色   0   0.10   0   否   大幅递增   1.54
  红色   1.54   0.02   0.514   是   未变化   1.54
  粉红色   0.85   0.42   0.284   否   大幅递减   1.09
  橙红色   0.61   0.31   0.205   否   大幅递增   1.37
  白色   0   0.23   0   否   小幅递增   1.40
  绿色   1.54   0.05   0.514   是   大幅递增   1.54
  青色   1.00   0.42   0.667   否   大幅递减   1.00
  淡青色   0.78   0.62   0.523   否   未变化   1.00
针对作为电视功率测量标准的国际电工技术委员会(IEC)62087Ed.2的一部分而提供的标准视频序列，对这个实施方式进行编程并运行，并且其旨在表示典型的电视内容。当在假定不接受任何颜色误差的情况下对这个内容执行该程序时，平均比例因数是1.38。图6示出了作为这个视频内最开始的4000帧的函数而绘制的比例因数350。如图所示，针对该视频的这些最开始的4000帧，比例因数在1和最大比例因数1.5之间变化。在场景切换时不发生相对快速的变化，否则比例因数常常对大量的帧保持恒定。
尽管经常期望在显示图像时不发生颜色误差，但如果颜色误差仅出现在任一图像内的百分之几的像素中，则用户常常无法检测到颜色误差。已经观察到，只要图像中少于大约百分之十的像素发生颜色误差，则颜色误差是可以容忍的。在允许任一图像中最多百分之五的像素存在颜色误差的同时，针对IEC标准内容执行相同的算法。通过实现这种变化，平均比例因数从1.38增加至最大值1.5中的1.47。也就是说，如果仅仅剪切了几个百分点的像素，实际上可以使用接近最大值的比例因数来呈现IEC标准视频中的所有图像。图7示出了作为与图6所示的4000帧相同的帧数的函数而绘制的比例因数355。如该图所示，如果仅剪切了百分之五的像素的颜色，则对于大多数帧来说，公共比例因数为1.5或者接近1.5。但是，对于一些场景，为了避免较大图像区域内的颜色误差，较低的比例因数仍然是必要的。
在应用与Murdoch等人描述的算法相似的算法并相对地应用这个算法以呈现这个IEC标准视频中的图像时，可以使用OLED功率和寿命模型来理解与之前描述的OLED相似的OLED的功耗和寿命特性，其中这两个显示器的峰值白色亮度被校准为相等。应用本实施方式的算法以呈现不具有被允许剪切的像素的图像和任一帧中都有最多百分之五的像素被剪切的图像。在表10中示出了该结果。如表中所示，在相同的峰值亮度，与应用了没有颜色误差地驱动OLED显示器的现有技术方法的同一个OLED显示器相比，应用了本发明的算法的32英寸OLED电视机平均功率低10％至15％，其需要的峰值功率低33％，并且寿命长70％至80％。
表10：用于本发明算法的OLED显示器的性能参数
  性能测量   现有技术方法   无剪切的发明算法  具有5％剪切的发明算法
  平均功率(W)   72   61  66
  峰值功率(W)   959   643  688
  寿命(千小时)   52   85  75
在这些示例中的每一个示例中，应用了大约1.5的最大公共比例因数，该最大公共比例因数是基于白色子像素的最大亮度与显示器中产生期望的白色点的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合最大亮度之间的比率而选择的。在OLED实现中，非常期望将最大公共比例因数设置为等于或低于白色子像素的最大亮度与红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合最大亮度之间的比率，因为这种限制允许在采用具有红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器的白光OLED时由白色子像素产生亮度中非常大的比例，该白色子像素能够总是比红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素更省电。然而，这并不是一种要求，实际上，为了使本发明的方法有效，只需要红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的组合亮度输出高于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合亮度输出。
该方法可以有效地采用大于1的任何最大公共比例因数。然而，随着公共比例因数变得更大，使用等于1的比例因数呈现的图像和使用最大比例因数呈现的图像之间的亮度差异变得越来越明显。此外，如果最大公共比例因数非常接近于1，则该方法提供很少的益处。因此，在本发明有利的实施方式中，最大公共比例因数将介于1.2和2.5之间，并且在更有利的实施方式中，最大公共比例因数将介于1.4和2.0之间。
还应认识到，可以将同一方法设计和应用为具有小于1的公共比例因数。也就是说，只要图像包含显示器无法显示的明亮的、高度饱和的颜色，就可以将默认的图像处理方法设计成以一个或更多个附加发光元件能够提供的最大亮度来呈现图像，并且接着可以将该算法设计成应用小于1的公共比例因数。在这种系统中，最小比例因数将通常介于0.5和0.75之间。
在本发明的其它实施方式中，如果输入的信号是三色分量信号，则在如图8A所示的计算残余差异之前或者在如图8B所示的应用公共比例因数之前，可以将输入的信号转换135为四色分量图像信号。此外，可以在如图1B所示计算110残余之后将公共比例因数应用于三色或更多色分量图像输入信号以调整130该图像、在如图5所示计算220残差之前将公共比例因数应用于三色或更多色分量图像输入信号以调整215该图像，或者可以如图8B所示转换135该三色或更多色分量图像输入信号并且可以调整130该四色或更多色信号。参照图9，通过针对三分量图像输入信号或四分量图像输入信号计算各种颜色的各个颜色分量信号和该信号值的颜色分量极限405之间的差异，可以确定残余差异410。接着确定415极限值，并且通过将预先确定400的峰值显示器值除以420该极限值，确定了公共比例因数。如果图像中像素的极限值处于他们的极限值或者至少大于或等于最大残余目标，则极限值可以为零并且公共比例因数的值可以设置为1，使得在输入信号与输出信号之间看不到变化。如果输入信号不处于最大饱和，则该极限值大于零并且公共比例因数大于1，使得输出信号的亮度大于输入信号的亮度。并且，如先前所讨论的，由于比例因数被公共地应用并且比例因数具有受到峰值显示值限制的极限值，因此输出信号将没有颜色误差。
在本发明的各种实施方式中，图像输入信号颜色分量包括红色、绿色和蓝色，或者图像输出信号颜色分量包括红色、绿色、蓝色和白色。显示器装置也可以是具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的四色分量显示器。另选地，除了白色子像素之外，可以采用附加的颜色子像素，或者可以使用附加的颜色子像素来代替白色子像素，该附加的颜色子像素例如可以包括黄色子像素、青色子像素或者品红色子像素。
尽管本发明可以有效地应用于静止图像和控制器中使用的帧缓冲器以协助计算公共比例因数，但是在其它实施方式中，可以使用相同场景的图像序列。在这种情况下，可以随着时间来调整公共比例因数以避免发生突然的、用户可察觉到的亮度变化。如先前所示，当将本发明用于图像序列时，可以避免帧缓冲器。然而，可以采用帧缓冲器并且针对图像序列内的单个图像或单个帧来计算公共比例因数并将该公共比例因数用于相同的图像。
参照图10，一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为适用于显示装置的图像输出信号的方法包括获取500图像输入信号的步骤，该图像输入信号包括多个像素信号，各个像素信号均具有三个或更多个颜色分量。使用例如序列中的第一图像或预定的代表性输入信号，可以确定505最大公共比例因数。可以选择510用于调整输入信号的初始的可调整的公共比例因数，并且输入针对显示器的图像信号。接着调整图像输入信号，并且确定515表示显示器无力提供正确颜色显示的残余误差。在可调整的公共比例因数太大的情况下，将产生残余误差。如果可调整的公共比例因数太小，将不产生残余误差。检验520残余误差的总数。如果出现了不能令人满意的残余误差数量，则递减525该可调整的公共比例因数。如果残余误差数目是零或者是令人满意的，则将该比例因数与最大比例因数进行比较530，如果该比例因数太小，则递增535该比例因数。在进行调整后或者在该可调整的比例因数不再变化后，可以显示调整后的图像信号。
通过采用该发明方法，可以逐渐地调整图像输入信号(例如，视频序列)，直到图像输入信号处于优选的亮度，使得显示调整后的图像的显示器的观看者不会注意到亮度或者饱和度的突然变化。
通过先计算各个输入像素值与该像素值的颜色分量极限之间的残余差异并且计算极限值(如图9所示)，可以确定残余误差。接着将该极限值乘以可调整的公共比例因数以计算新的公共比例因数。接着将各个像素乘以新的公共比例因数并且接着将相乘后的各个像素与峰值显示器值进行比较。通过将峰值显示器值除以各输入像素值与该像素值的颜色分量极限之间的极限值，可以确定可调整的公共比例因数。可以从预定的输入信号确定最大公共比例因数，对于RGBW显示器来说，该最大公共比例因数具有最大亮度，该最大亮度等于白色子像素的最大亮度除以组合RGB白色点亮度。
有益的是，区别静止图像序列和运动的图像序列或者确定运动图像序列何时出现场景变化，从而使公共比例因数最优化。参照图11，通过输入第一图像600、输入610第二图像、针对各个图像计算平均值和极限值(605、620)并且针对两个图像比较625平均残余值的与最大残余值之间的差异，可以确定图像信号内容的突然变化。一个图像和随后图像的平均值与极限值之间的差异指示了图像内容变化的幅度，并且可以相应地选择630比例因数。
参照图12，可以确定减小的公共比例因数。输入705图像并且确定710残余差异值。对大于预定700的最大残余差异值的残余差异值的数量进行计数720。通过利用例如上述实施方式中提供的那些方法，根据残余差异值的数量确定725减小的公共比例因数。参照图13A，根据本发明，一种用于在具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的四色显示器上显示输入图像信号的方法包括以下步骤：提供800具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的四色显示器，该红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素具有峰亮度值和规定了显示器色域范围(colorgamut volume)的色度坐标，该白色子像素具有峰值亮度；接收805指明了显示器色域范围内最大的输入颜色饱和度和亮度的三色输入信号；按照最大显示器颜色饱和度与最大输入颜色饱和度之间的比率来调整810输入信号；将输入信号转换815为具有红色分量、绿色分量、蓝色分量和白色分量的四色输出信号；以及以四色输出信号驱动820显示器。如上所述，将三色分量图像输入信号转换为四色分量图像信号的步骤可以在调整步骤810之前(如图13B)或者之后(如图13A)执行，或者图像输入信号可以是四色分量信号(在这种情况下，转换步骤815对信号不做变化或者不包括该步骤)。
如通过示例所演示的，本发明的实施方式可以提供包括多个像素15的四色显示器10，其中每一个像素均具有红色子像素20R、绿色子像素20G、蓝色子像素20B和白色子像素20W，并且本发明的实施方式可以提供用于接收图像输入信号30并处理输入信号30以形成驱动信号35的装置，其中驱动信号35将多个红色信号分量、绿色信号分量、蓝色信号分量和白色信号分量应用于各个子像素，使得颜色信号分量在没有颜色误差的情况下以大于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合显示器峰值亮度的峰值亮度显示。该四色显示器还可以包括用于向像素连续地提供多个连续图像的结构，该结构使得连续图像中的一个图像的最大亮度高于其它连续图像的组合显示器峰值亮度并且连续图像中的这一个图像没有颜色误差地显示。此外，白色子像素的峰值亮度可以高于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合峰值亮度。
如先前所讨论的，本发明的一些实施方式可以通过如图5所示的剪切230残余值来引入颜色误差。如先前所述，如果仅剪切了图像中少量的像素，则这种操作产生令人满意的图像。然而，通过应用渐进式极限峰值的方法可以提高生成的图像的质量。当有意剪切一定比例的像素时，这种方法尤其有用。该方法可以在确定残余前针对面板强度值执行，或者可以针对残余应用。这里提供的示例假定将该方法应用于面板强度值。在图14中例示了用于提供这种极限的示例。如该图所示，限定900了阈值。该阈值是每一个RGB强度值的剩余的比例，在该剩余部分之上，将面板强度输入绘制成面板强度输出的函数的函数的斜率将被降低。例如，将假定该阈值的值为0.7。
接着，将红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值的极限(RGBlim)计算905为峰值的比例。通过计算如表1所示的峰值面板强度值除以针对各个颜色分量的最大面板强度值所得的比率，可以计算出这些极限。在已处理过的示例中，针对峰值面板强度值，将假定最大面板强度值为1.4、1和1.1。应用这些值并应用红色分量、绿色分量和蓝色分量的峰值面板强度值1.121、1.000和1.031，将极限确定为0.8007、1.00和0.9373。接着，通过将步骤900中限定的阈值乘以红色面板强度值、绿色面板强度值和蓝色面板强度值的极限，计算910RGB阈值(rgbthresh)，得到值0.5605、0.7000和0.6561。接着，针对这三色分量中的每一个，计算915斜率值m为：
mRGB＝(1-RGBlim)/(1-rgbthresh)
在这个示例中，斜率值为0.4534、0和0.1824。接着，获得920四色或更多色信号内的红色面板强度、绿色面板强度和蓝色面板强度。对于这个示例来说，表11所示的面板强度值将在这个示例中使用。但是，应当注意，在应用这个极限方法的过程中，这些示例强度值表示通过将三色分量图像信号转换为四色或更多色分量图像信号而产生的RGBW强度值。
表11：示例强度值
  红色强度   绿色强度   蓝色强度   白色强度
  0.2   0.2   0   0.5
  0   0   0.8   0.5
  0.7   1   0   0.5
  0   1   1.1   0.5
  1.4   1   0   0.5
接着，针对各个RGB残余计算925比率TRGB：
对于所有大于RGBthresh的红色面板强度、绿色面板强度和蓝色面板强度(Rrgb)来说，TRGB＝1-mRGB*(RRGB-rgbthresh)，否则TRGB为1。对于该示例，这产生了表12中所示的值。
表12：比率值
  TR   TG   TB
  1.000   1.000   1.000
  1.000   1.000   0.974
  0.947   1.000   1.000
  1.000   1.000   0.919
  0.619   1.000   1.000
接着，根据下式计算930调整的面板强度：
SRRGB＝min(TRGB)*RRGB。
表13：调整后的红色面板强度、绿色面板强度和蓝色面板强度
  TR   TG   TB
  0.20   0.20   0
  0   0   0.78
  0.66   0.94   0
  0   0.92   1.01
  0.87   0.62   0
这种乘法运算提供了调整后的面板强度值，并且最小值函数的使用允许在生成的值中不产生色调变化的情况下执行此操作。这些值可以用于驱动具有改进的图像的显示器。然而，这个方法某种程度上会降低峰值RGB值的亮度。这种亮度损失可以通过从白色像素向这些颜色增加额外的亮度而至少部分地得到补偿。这种增加以位于显示器能够产生的范围之外的RGB值的一些减饱和来交换RGB亮度损失。为了将此实现，限定935将由白色通道代替的部分线性强度，特别是亮度代替(Wrep)比例。Wrep将介于0到1之间并且可以由系统设计者优化以实现最高的图像质量。已经确定，0.2到0.5范围内的值改善了图像内的细节而不会产生大的可察觉的饱和度变化，并且因此生成高图像质量。对于当前的示例来说，Wrep可以被赋值为0.3。接着，通过下面的式子计算940将要与白色通道相加的值(Wadd)：
Wadd＝sumRGB((1-min(TRGB))*Wrep*RRGB*L)
其中，sumRGB表示对红色通道、绿色通道和蓝色通道生成的值求和，并且L是由红色通道、绿色通道和蓝色通道中的每一个通道生成的显示器的白色点亮度的比例(例如，将磷光矩阵内的第二行除以100，或者对于这个示例来说，红色0.2126、绿色0.7152以及蓝色0.0722)。接着，通过将Wadd与白色通道的初始面板强度值相加，计算出白色通道的最终面板强度值并且更新945白色面板强度。接着，可以将这个更新后的值与用于附加发光元件的驱动值相加。在表13中示出了这个极限函数之后的最终强度值。如表中所示，向该表的最后一行内的红色强度值、绿色强度值和蓝色强度值应用最大的极限值，并且对于该特定值来说，白色强度增加得最多。在一些实施方式中，不能增加来自W子像素的亮度来代替来自红色、绿色和蓝色的亮度。当确实发生替换时，执行这种替换所必需的白色子像素面板强度可以高于显示器能够实现的白色子像素面板强度，在这种情况下，可以剪切W通道或者可以降低公共比例因数。然而，对于通常的输入图像信号来说，这些情况中的每一种都非常罕见。
表13输出强度值
  红色强度   绿色强度   蓝色强度   白色强度
  0.20   0.20   0   0.50
  0   0   0.78   0.50
  0.66   0.94   0   0.52
  0   0.92   1.01   0.52
  0.87   0.62   0   0.62
可以实施本发明以提供用于驱动具有四色或更多颜色的发光元件的任何显示器的图像。但是，本发明对于降低发光式全彩信息显示设备的功率特别有用。为了降低功率的目的，已经知道形成具有四色或更多颜色的发光元件的EL显示器(特别是OLED显示器)，并且本发明的方法可以提供具有如前所述的进一步降低功耗的四色或更多颜色的EL显示器。这些显示器可以是有源矩阵设备或无源矩阵设备。在优选实施方式中，本发明被应用于如在Tang等人的美国专利No.4769292和VanSlyke等人的美国专利No.5061569(但不限于这些)中公开的由小分子或聚合物OLED构成的平板OLED设备中。可以采用例如采用了在多晶半导体矩阵中形成的量子点(例如，在Kahen的美国专利申请公开No.2007/0057263中所教导的)以及采用有机的或者无机的电荷控制层、或者混合的有机/无机器件的无机器件。可以使用有机或者无机发光显示器的多种组合和变型来制造这种器件，包括具有顶部或者底部发射器结构的有源和无源矩阵显示器。
部件列表
10   显示器
15   像素
20R  红色子像素
20G  绿色子像素
20B  蓝色子像素
20W  白色子像素
25   控制器
30   三分量颜色图像信号
35   驱动信号
40OLED显示器的一部分
42R  红色子像素电极
42G  绿色子像素电极
42B  蓝色子像素电极
42W  白色子像素电极
44R  红色子像素电路
44G  绿色子像素电路
44B  蓝色子像素电路
44W  白色子像素电路
46   驱动线
48   选择行
50     选择TFT
52     电容器
54     功率TFT
56     电源线
60     红色子像素的亮度输出
62     绿色子像素的亮度输出
64     蓝色子像素的亮度输出
66     白色子像素的亮度输出
100    提供显示器的步骤
105    输入图像的步骤
110    确定残余差异的步骤
115    确定极限值的步骤
120    确定比例因数的步骤
125    输入图像的步骤
130    调整图像的步骤
135    转换图像为RGBW的步骤
140    显示图像的步骤
150    获得色度坐标的步骤
152    定义显示器白色点的步骤
154    计算磷光矩阵的步骤
156    计算白色点和RGB亮度值的步骤
158    形成查找表的步骤
160    确定面板强度偏差的步骤
162    确定最大W强度的步骤
164    选择最大比例因数的步骤
170    确定最小值的步骤
172    减去结果的步骤
174    减去面板强度偏差的步骤
176    设置值的步骤
200    设置初始比例因数和控制参数的步骤
205    获取输入信号的步骤
210    转换为面板强度的步骤
215    调整面板强度的步骤
220    转换为RGBW的步骤
225    计算控制参数的步骤
230    剪切残余的步骤
235    对剪切的残余数量计数
240    驱动显示器的步骤
245    帧尾部检验的步骤
250    计算平均面板强度的步骤
255    检验剪切的像素计数的步骤
260    检验场景变化的步骤
265    缓慢地递减比例因数的步骤
270    快速地递减比例因数的步骤
275    检验最大残余值的步骤
280    检验场景变化的步骤
290    缓慢地递增比例因数的步骤
295    检验比例因数步骤
300    设置比例因数为最大值的步骤
305    快速地递增比例因数的步骤
310    存储控制参数的步骤
350    比例因数
355    比例因数
400    确定峰值显示值的步骤
405    确定像素最小值
410    确定残余差异的步骤
415    确定极限值的步骤
420    峰值除以最大差异值的步骤
500  输入预定的图像的步骤
505  确定最大比例因数的步骤
510  设置比例因数的步骤
515  调整图像并且计算残余误差的步骤
520  检验残余误差的步骤
525  递减比例因数的步骤
530  检验比例因数的步骤
535  递增比例因数的步骤
600  输入图像A的步骤
605  计算平均残余差异和最大残余差异的步骤
610  输入图像B的步骤
620  计算平均残余差异和最大残余差异的步骤
625  比较平均值与极限值的步骤
630  选择比例因数方法的步骤
700  对大于最大值的残余差异计数的步骤
705  输入图像的步骤
710  确定残余差异值的步骤
720  对大于最大值的残余差异值计数的步骤
725  确定比例因数
800  提供四色显示器的步骤
805  接收三色输入信号的步骤
810  调整步骤
815  转换输入信号的步骤
820  驱动步骤
900  定义阈值的步骤
905  计算极限值的步骤
910  计算阈值的步骤
915  计算斜率值的步骤
920  获得面板强度的步骤
925  计算比率的步骤
930  计算调整的面板强度
935  定义白色代替比例
940  计算白色面板强度递增
945  更新白色面板强度

Claims (20)

1.一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为图像输出信号的方法，该方法包括以下步骤：
(a)获取包括多个像素信号的输入信号，每一个像素信号均具有三个或更多个颜色分量；
(b)确定各个像素信号的各个颜色分量的残余差异；
(c)确定所述残余差异的极限值；
(d)基于所述极限值，针对所述颜色分量中的每一个计算公共比例因数；以及
(e)向所述图像输入信号应用所述公共比例因数以产生所述图像输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像输入信号或者所述图像输出信号是三色分量图像信号，并且该方法还包括将所述三色分量图像信号转换为四色分量图像信号的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述残余差异是通过计算各个颜色分量的各个像素信号值与所述像素信号的颜色分量极限之间的差异而确定的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述公共比例因数是通过将峰值显示器值除以多个像素信号的极限值而确定的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像输入信号颜色分量包括红色、绿色和蓝色，或者所述图像输出信号颜色分量包括红色、绿色、蓝色和白色。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述公共比例因数等于或大于1。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，用于确定各个像素信号的所述残余差异的方法是所述转换步骤。
8.一种将三色或更多色分量图像输入信号转换为适用于显示器装置的图像输出信号的方法，该方法包括以下步骤：
(a)获取包括多个像素信号的输入信号，每一个输入像素信号均具有三个或更多个颜色分量；
(b)设置用于调整所述输入信号的可调整的公共比例因数；
(c)确定表示所述显示器无力提供正确的颜色显示的残余误差；
(d)基于所述残余误差调整所述公共比例因数；以及
(e)向所述图像输入信号应用经调整的公共比例因数以产生所述图像输出信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述残余误差通过以下步骤确定：计算各个像素信号的各个颜色分量与各个像素信号的颜色分量极限之间的残余差异并且从各个像素信号的各个颜色分量的所述残余差异中减去最大信号值，并且将所有负值设置为等于零。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述可调整的公共比例因数是通过计算与所述最大信号值除以各个像素信号的各个颜色分量与各个像素信号的颜色分量极限之间的极限值的结果相等的值而调整的。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述输入信号是三色或更多色分量图像信号，所述显示器装置包括四种或更多种颜色的子像素，并且该方法还包括将所述三色或更多色分量图像信号转换为包括适用于所述显示器装置的至少一个附加颜色分量的图像信号。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述图像输入信号包括多个视频帧，每一个视频帧均包括多个像素信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述显示器包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素，并且该方法包括确定最大比例因数的步骤，所述最大比例因数等于所述显示器装置内的所述白色子像素的最大亮度除以被驱动以产生所述显示器装置的白色点的所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合亮度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，计算所述可调整的公共比例因数，并且针对多个连续图像中的各个图像顺序地增加所述可调整的公共比例因数直到最大比例因数值为止，或者针对多个连续图像中的各个图像顺序地减少所述可调整的公共比例因数直到值为1为止。
15.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤：计算一个或更多个视频帧中的各个帧的平均值或者极限值，将一个视频帧的平均值和极限值分别与一后续视频帧的平均值和极限值进行比较，并且基于该比较的结果来选择用于调整所述公共比例因数的方法。
16.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤：确定大于零的残余误差值的数量，并且基于大于零的残余误差值的数量来确定是否应当调整所述可调整的比例因数。
17.一种四色显示器，该四色显示器包括：
(a)多个像素，每一个像素均具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素；和
(b)用于向各个子像素应用多个红色颜色信号分量、绿色颜色信号分量、蓝色颜色信号分量和白色颜色信号分量，使得所述颜色信号分量在没有颜色误差的情况下以大于所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合显示器峰值亮度的峰值亮度显示的装置。
18.根据权利要求17所述的四色显示器，该四色显示器还包括向所述像素顺序地提供多个连续图像，使得所述连续图像中的一个图像的最大亮度高于其它连续图像的组合显示器峰值亮度，并且所述连续图像中的所述一个图像在没有颜色误差的情况下显示的装置。
19.根据权利要求17所述的四色显示器，其中，所述白色子像素的峰值亮度高于所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的所述组合峰值亮度。
20.一种在四色显示器上显示输入图像信号的方法，所述四色显示器具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素，该方法包括以下步骤：
(a)提供具有红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的四色显示器，所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素具有峰值亮度值和指明了显示器色域范围的色度坐标，所述白色子像素具有峰值亮度；
(b)接收指明所述显示器色域范围内的最大输入颜色饱和度和亮度的三色输入信号；
(c)以最大显示器颜色饱和度与所述最大输入颜色饱和度的比率来调整所述输入信号；
(d)将所述输入信号转换为具有红色分量、绿色分量、蓝色分量和白色分量的四色输出信号；以及
(e)使用所述四色输出信号驱动所述显示器。
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