CN103489400B - 将rgb数据信号转换成rgbw数据信号的处理器与方法 - Google Patents

将rgb数据信号转换成rgbw数据信号的处理器与方法 Download PDF

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Abstract

将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的处理器与方法，该方法包括在有机发光二极管显示器，每一像素具有三个彩色(RGB)子像素及白色(W)子像素。在信号空间的输入RGB数据信号经过标准化，并转换成输入亮度值。色阶调整基线通过该输入亮度值决定，且用来计算在亮度空间中基线调整后数据。输入亮度值从亮度空间被转换至信号空间之后，经前述基线调整后的RGBW数据以N个二进位位元表示，并显示至四个子像素。为了适合显示器的色彩特性，对于输出信号也执行色温校正。在亮度空间中，最大色温校正后输出数据落于范围0.4/k及0.5/k之中，而k为W子像素面积对于彩色子像素面积的比值。

Description

将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的处理器与方法
技术领域
本发明有关于一种彩色显示器，特别是有关于一种具有RGBW子像素的有机发光二极管显示器。
背景技术
发光二极管(LEDs)及有机发光二极管已被用来制造彩色显示面板。类似传统的液晶显示器，有机发光二极管显示器基于三种主要颜色红(R)，绿(G)及蓝(B)以产生彩色影像。在有机发光二极管显示器中的一个彩色像素，可以由红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素所共同构成。一般而言，有机发光二极管材料对于不同电流大致为线性响应，因此不同的颜色及色调可以通过控制电流的大小来达成。传统的液晶显示器的像素扮演光线闸门，让背光单元所提供的光线从像素透射出去，相对于传统的液晶显示器，有机发光二极管具有本身可以直接发光的优点。因此，一般而言，发光二极管/有机发光二极管面板可以制造得比液晶显示面板来得薄。此外，液晶面板中的液晶分子具有较慢的反应时间是众所皆知的。相对于液晶显示器而言，有机发光二极管显示器也可以提供较大的视角、较高的对比值以及较高的电力效能。
典型的液晶显示面板具有多个像素，以二维矩阵方式配置，并通过数据驱动器及栅极驱动器所驱动。其中，液晶显示面板为非自发光显示面板(非自发光显示器)，由背光源提供光源给予液晶显示面板。如图1所示，在液晶显示面板1中的液晶显示像素5，在显示区域40中以行与列配置。数据驱动器20用以提供数据信号至每一行，而栅极驱动器30用以提供栅极线信号至每一列。在彩色显示面板中，影像通常以三种颜色呈现，即红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)。每一像素5一般分成三个彩色子像素：红色子像素，绿色子像素及蓝色子像素。在某些彩色显示面板，每一像素5也具有白色(W)子像素。然而，不论像素中具有三个子像素(即R、G、B等三个子像素)或四个子像素(即R、G、B、W等四个子像素)，传统作法中提供给每一像素的数据只有三个数据信号，分别对应R、G、B等三个颜色。
发明内容
因此，为解决上述技术问题，本发明的第一实施例为一种将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的方法，应用于包括多个像素的显示面板，每一像素包括第一子像素，第二子像素，第三子像素及第四子像素，该显示面板配置用以接收多个输入信号以显示一影像。其中这些输入信号以N个二进位位元表示，而这些输入信号的最大值等于2N-1，N为大于1的整数。其中这些输入信号包括第一输入信号、第二输入信号以及第三输入信号。该方法包括：将这些输入信号转换成多个输入亮度值；从这些输入亮度值决定一调整系数；以及，经由这些输入亮度值及该调整系数，计算多个调整亮度值，这些调整亮度值包括在亮度空间中的第一调整亮度值、第二调整亮度值、第三调整亮度值以及第四调整亮度值，分别用于该像素，第一、第二以及第三调整亮度值分别对应第一、第二以及第三输入信号。
其中该显示面板具有一色温特性，因此若这些调整亮度值是根据该色温特性进行色温校正以提供在亮度空间中的多个色温校正后数据，这些色温校正后数据包括用于该第一子像素的一第一校正值、用于该第二子像素的一第二校正值、用于该第三子像素的一第三校正值以及用于该第四子像素的一第四校正值。上述决定该调整系数与计算该调整亮度值的步骤，使得当该第一、第二以及第三输入信号每一者均为数值2N-1时该第一、第二、第三以及第四校正值每一者小于等于0.5。
本发明的另一实施例为一种将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的处理器，处理器应用于包括多个像素的一显示面板，每一像素包括一第一子像素、一第二子像素、一第三子像素以及一第四子像素。显示面板配置用以接收多个输入信号以显示一影像，其中这些输入信号以N个二进位位元表示，而这些输入信号的最大值等于2N-1，N为大于1的整数，其中这些输入信号包括第一输入信号、第二输入信号以及第三输入信号，该处理器包括转换部件、色阶调整部件以及数据调整部件。
转换部件配置用以将这些输入信号转换成多个输入亮度值。色阶调整部件配置用以从这些输入亮度值决定一调整系数。数据调整部件配置用以经由这些输入亮度值及该调整系数，计算多个调整亮度值，这些调整亮度值包括一第一调整亮度值、一第二调整亮度值、一第三调整亮度值以及一第四调整亮度值，该第一、第二及第三调整亮度值分别对应该第一、第二及第三输入信号。
其中该显示面板具有一色温特性，若这些调整亮度值是根据该色温特性进行色温校正以提供在亮度空间中的多个色温校正后数据，这些色温校正后数据包括用于该第一子像素的一第一校正值、用于该第二子像素的一第二校正值、用于该第三子像素的一第三校正值以及用于该第四子像素的一第四校正值，上述决定该调整系数与计算该调整亮度值的步骤，使得当该第一、第二以及第三输入信号每一者均为数值2N-1时该第一、第二、第三以及第四校正值每一者小于等于0.5。
上述的处理器，该调整系数决定以使得该第四校正值小于等于该第一、第二以及第三校正值中的任一者。
上述的处理器，该第一子像素、第二以及第三子像素每一者具有一像素面积等于一第一面积，该第四像素具有一像素面积等于该第一面积的k倍，k为大于0的整数，且其中k的选择使得该第一、第二、第三以及第四校正值的每一者小于等于0.5/k。
上述的处理器，k的选择使得该第一、第二、第三以及第四校正值的每一者大于等于0.4/k。
上述的处理器，还包括：一再转换部件，配置用以在这些调整亮度值进行色温校正前，将在亮度空间中的该第一、第二、第三以及第四调整亮度值再转换成在信号空间中的一第一输出数据信号、一第二输出数据信号、一第三输出数据信号以及一第四输出数据信号。
上述的处理器，还包括：一数据展开部件，配置用以在决定该调整系数前，以一倍增系数展开该输入亮度值；以及一第二数据调整部件，在该再转换部件再转换该第一、第二、第三及第四调整亮度值之前，通过一缩减系数对于该第一、第二、第三以及第四调整亮度值进行再调整。
上述的处理器，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该调整系数值至少基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值或一最小值而决定。
上述的处理器，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该倍增系数基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值及一最小值而决定。
上述的处理器，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该倍增系数基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值及一最小值而决定，使得该倍增系数等于V’max及Vmax的比值，以及
如果[Vmax–Vmin]/Vmax小于0.5，则V’max等于2，以及
如果[Vmax–Vmin]/Vmax大于等于0.5，则V’max等于Vmax/[Vmax–Vmin]，其中Vmax代表该最大值，且Vmin代表该最小值。
与现有技术相比，本发明提供一种方法与装置，用于将对应RGB等颜色的三个数据信号转换成对应RGBW等颜色的四个信号，应用于有机发光二极管中，其中每一像素具有三个彩色子像素及一白色子像素。在转换步骤中，输入亮度值通过RGB彩色空间与RGBW彩色空间之间的映射比进行展开，使得展开的输入亮度值可以在RGBW彩色空间的色域边界内。
附图说明
图1绘示一典型显示面板具有像素的行与列于一显示区域中；
图2绘示根据本发明多个实施例的一种显示面板；
图3绘示根据本发明，将RGB的输入亮度值信号转换成RGBW的输出亮度值信号；
图4a绘示根据本发明一实施例的一种转换模块；
图4b绘示根据本发明另一实施例的一种转换模块；
图4c绘示根据本发明一不同实施例的一种附加模块；
图4d绘示根据本发明一实施例的一种数据展开部件；
图4e绘是根据本发明一实施例的一种排序模块用来决定一映射比；
图5a绘示根据本发明一实施例，在一有机发光二极管显示面板中的一种像素，具有四个子像素；
图5b绘示根据本发明另一实施例，在一有机发光二极管显示面板中的一种像素，具有四个子像素；
图6绘示在一子像素中的一种典型切换电路；
图7绘示根据本发明，一种输入信号转换方法的流程图；
图8a绘示RGB色域边界与RGBW色域边界的关系图；
图8b绘示数值与饱和度关系图，用以决定多个输入亮度值的映射比；
图8c绘示根据本发明一实施例，一曲线用以决定一最终应设比。
其中，附图标记：
1：显示面板5,10：像素
20,200：数据驱动器30,300：栅极驱动器
40,400：显示区域100：有机发光二极管显示器
250：转换模块252：存储器
254：转换模块260：标准化部件
262,274：伽玛调整部件263：数据展开部件
264：基线调整部件265：数据调整部件
266：伽玛修正部件268：灰阶调整部件
270：色温校正部件272：色阶调整部件
282：排序模块284：饱和度计算模块
286：数值决定模块288：映射比决定模块
290：排序模块300：流程图
302～314：步骤
具体实施方式
本发明主要是有关于应用一彩色显示器中，将RGB三个数据信号转换成RGBW四个数据信号。此转换执行以使得纵使当RGB信号为最大值，在信号修正以适于显示器的色温后，在亮度空间中的每一RGBW信号实质上小于等于0.5。
根据本发明的多个实施例，RGB至RGBW的信号转换方案可以应用于多种彩色显示器(面板)，包括一自发光显示器，例如有机发光二极管显示器(面板)。其中，自发光显示器不需要背光源来提供光线给予显示器(面板)。图2为根据本发明的一种有机发光二极管显示器的示意图。如图2所示，有机发光二极管显示器100具有多个像素10，上述多个像素10以行列矩阵方式配置来构成一显示区域400。每一像素具有RGB三个彩色子像素及白色或透明(W)子像素(参照图3)。数据驱动器(Datadriver)200用以提供数据信号至每一行中的子像素。栅极驱动器(gatedriverorscandriver)300用以提供栅极线信号至每一列中的子像素。为了提供数据信号中的四个信号分量至所对应的像素中，即所对应的四个子像素中，转换模块250用以将输入数据信号中三个信号分量的数据信号转换成输出数据信号中四个信号分量的数据信号。接着将四个信号分量的数据信号传送至数据驱动器200。然后，再将四个信号分量的数据信号传递至所对应的像素中，即所对应的四个子像素中。
如图3所示，输入数据信号仅具有三个信号分量红色、绿色及蓝色(即dRi、dGi及dBi)。转换模块250具有一组信号线以接受输入数据信号(其仅包含三个信号分量)，及另一组信号线以提供输出数据信号(其包含四个信号分量，即dRo’、dGo’、dBo’及dWo’)至数据驱动器200。数据驱动器200具有数据驱动电路及时间控制器(timingcontroller,T-Con)，配置用以输出四个信号分量至每一像素10。像素10具有四个子像素12r、12g、12b及12w。经过色温校正后，输出数据信号具有四个信号分量红色、绿色、蓝色及白色(或表示为dRo’、dGo’、dBo’及dWo’)。转换模块250可以为一般电子处理器，或一特定集成电路具有硬件电路以执行数据信号转换。可替代的是，转换模块250具有存储器252。存储器252可以为一非暂态电脑可读媒体，具有程序码配置用以将输入数据信号中的三个信号分量转换成输出信号中的四个信号分量。RGB至RGBW转换中的演算法，通过转换模块250执行，或者通过硬件电路，或通过软件程序，如图4a及图4b所示，且通过如图7所示的流程图说明。
图4a绘示根据本发明一实施例，在一转换模块250中，RGB至RGBW转换中的多个阶段的方块图。如图4a所示，转换模块250具有标准化部件260，标准化部件260用以接收输入数据信号dRi、dGi以及dBi并将他们转换成在信号空间中的标准化输入数据(其可表示为[Rn,Gn,Bn])。接着，这些在信号空间中的标准化输入数据[Rn,Gn,Bn]通过伽玛调整部件262转换成亮度空间中的输入亮度值(其可表示为[Ri,Gi,Bi])。举例来说，伽玛调整部件262以伽玛值2.2对[Rn,Gn,Bn]进行伽玛展开，以提供在亮度空间的RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]。色阶调整部件272根据亮度空间的RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]计算倍增数f1以及色阶调整基线W1，如下所述：
首先，色阶调整部件272由RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]决定一饱和数值S，如下所示：
S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
当饱和数值S<0.5时，色阶调整部件272将亮度参数V’max定义为2(即V’max=2)；另一方面，当饱和数值S≥0.5时，将亮度参数V’max定义为1/S(即V’max=1/S)。
接着，色阶调整部件272决定倍增系数f1的大小，如下所示：
倍增系数f1=亮度参数V’max/[Ri,Gi,Bi]max
再接着，色阶调整部件272决定色阶调整基线W1，如下所示：
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，或
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2
针对前述图4a中所述的色阶调整部件272的范例，请查看下述的详细描述，如图4d所示，在此不再加以赘述。
接着，数据展开部件263用来展开在亮度空间的RGB亮度值(即[Ri,Gi,Bi])，数据展开部件263通过将色阶调整部件272决定的倍增系数f1乘上亮度空间的RGB亮度值进行展开，也就是说，数据展开部件263产生的展开结果[Ri’,Gi’,Bi’]如下所示：
[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[Ri,Gi,Bi]
基线调整部件264根据色阶调整部件272决定的色阶调整基线W1，来计算基线调整后数据[R1,G1,B1]如下所示：
[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]–W1
色阶调整基线W1也用来计算亮度空间中的白色数据W0，如下所示：
白色数据W0=W1/f1
基线调整部件264所形成的基线调整后数据[R1,G1,B1]，随后透过数据调整部件265以调整系数f2进行调整，数据调整部件265形成的系数调整后数据[R0,G0,B0]如下所示：
系数调整后数据[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2
其中，上述的调整系数f2选自于范围0<f2≤f1，使得白色数据W0实质上小于或等于[R1,G1,B1]min/f2。
在亮度空间中调整后数据的四个分量[R0,G0,B0,W0]分别称为第一调整亮度值R0、第二调整亮度值G0、第三调整亮度值B0以及第四调整亮度值W0，接着透过伽玛修正部件266处理变成在信号空间的调整后数据，如下所示：
[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2，
其中，上述算式中的2.2是代表伽玛修正采用的伽玛值为2.2。
通过灰阶转换部件268的灰阶转换后，我们可以得到在输出数据信号中的四个信号分量，例如：
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255
其中，255是指灰阶转换时使用的总灰阶数值。
在本发明的一实施例中，四信号分量[dRo,dGo,dBo,dWo]也可以利用色温校正部件270，例如：查找表(LUT)，来修正他们的色温，而变成色温校正后数据，即四个分量的校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]，例如：
[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]=[dRo,dGo,dBo,dWo]*(RGBW-LUT)
色温基于显示面板的色温特性。一般而言，色温是与颜色相关的。即使当绿色信号分量与红色信号分量相同，绿色信号分量的色温可能与红色信号分量的色温不同。
与数据调整部件265有关的调整系数f2可以选自于范围0<f2≤f1。假设选择调整系数f2实质上等于调整系数f1，那么图4a中所示的数据展开部件263及数据调整部件265可以省略。如此一来，转换模块250可以如图4b所示的方块图来表示。也就是说，伽玛调整部件262所输出的信号[Ri,Gi,Bi]以及色阶调整部件272所输出的信号W0就会给予基线调整部件264，而不经过其它部份，且基线调整部件264所输出的信号[R0,G0,B0,W0]就会给予伽玛修正部件266，而不经过其它部份。再者伽玛修正部件266之后的部件与信号，例如：伽玛修正部件266、灰阶转换部件268以及色温校正部份270及上述所述的传递信号与运算，请查阅上述，在此不赘言。此外，为了显示即使当输入RGB信号为最大值，在亮度空间中每一输出RGBW信号实质上小于等于0.5。额外的转换模块254(如图4c所示)用来将在信号空间中的四个信号分量dRo’、dGo’、dBo’及dWo’，转换成四个数据分量dRs’、dGs’、dBs’及dWs’分别称为第一校正值dRs’、第二校正值dGs’、第三校正值dBs’以及第四校正值dWs’。
如图4c所示，转换模块254包含标准化部件273以及伽玛调整部件274。在信号空间的色温校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]通过标准化部件273，标准化成标准化数据[dRn’,dGn’,dBn’,dWn’]。于此例中，假设伽玛调整部件274以伽玛值2.2对[dRn’,dGn’,dBn’,dWn’]进行伽玛展开，用以提供于亮度空间中的色温校正值，伽玛调整部件274所产生的经伽玛调整后的色温校正值分别为[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]。可以显示的是，当输入信号[dRi,dGi,dBi](参照图4a及图4b)为最大值(例如当输入信号[dRi,dGi,dBi]三者的最大灰阶为[255,255,255]时)，在亮度空间中每一色温校正值[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]具有数值介于及的范围中，其中k为白色(W)子像素的面积相对于R、G或B其中任一个子像素面积的比值(其中RGB子像素面积实质上为均等当作较佳范例，而于其它实施例中，RGB子像素面积至少一者可实质上不同其它子像素面积)，例如：
0.4 k &le; dRs ' &le; 0.5 k ;
0.4 k &le; dGs ' &le; 0.5 k ;
0.4 k &le; dBs ' &le; 0.5 k ;
0.4 k &le; dWs ' &le; 0.5 k
在本发明的多个实施例中，倍增系数f1基于饱和数值S及[Ri,Gi,Bi]max(参照后续实例1至实例3)。倍增系数f1利用一色阶调整部件272进行计算。图4d绘示于一实施例中色阶调整部件272的示意图。色阶调整部件272可透过具有实体线路连接的处理器实现，或是，色阶调整部件272亦可为具有软件程序的处理器，其用以执行多个处理步骤。如图4d所示，色阶调整部件272包括一排序模块282用以挑选出RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]中的最大值(表示为[Ri,Gi,Bi]max)以及RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]的最小值(表示为[Ri,Gi,Bi]min)，且传送最大值[Ri,Gi,Bi]max及最小值[Ri,Gi,Bi]min至饱和度计算模块284，饱和度计算模块284用以决定饱和数值S如下：
S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
提供饱和数值S至一数值决定模块286，以计算亮度参数V’max如下：
当S<0.5时，亮度参数V’max=2；
当S≥0.5时，亮度参数V’max=1/S。
映射比决定模块288基于亮度参数V’max计算一映射比α，其计算方式如下：
映射比α=V’max/[Ri,Gi,Bi]max
在本发明的某些实施例中，倍增系数f1与映射比α相同(即倍增系数f1=映射比α=V’max/[Ri,Gi,Bi]max)。色阶调整部件272基于倍增系数f1以及RGB亮度值[Ri,Gi,Bi]，而决定色阶调整基线W1。
在本发明的一不同实施例中，倍增系数f1通过最小映射比αfinal所决定，αfinal为在一被选取的影像部份中所有像素各自的映射比(mappingratio,α)中的最小值。举例来说，可采用图4e所示的排序模块290以决定一影像部分中最小映射比αfinal，。如图4e所示，像素映射比αij代表每一个像素通过饱和数值S、亮度参数V’max及提供至像素的输入亮度值[Ri,Gi,Bi]所决定的个别像素的映射比。当一部份的影像被选取以计算其中的最小映射比αfinal时，在此被选取的影像部分中每一个像素各自的像素映射比αij将被提供给排序模块290用来排序，以得到最小映射比αfinal。其中，排序模块290如何执行排序，将结合图8a至图8c说明，在此不再赘言。
下列段落为实例1，为了根据如图4a所示的实施例说明转换演算法，我们选择一组最大输入信号或[dRi,dGi,dBi]=[255,255,255]。一般来说，输入信号以N个二进位位元(Nbinarybits)表示。为方便说明，在此假设N=8，也就是说，各颜色的灰阶以8个二进位位元(8-bits)表示，于8-bits的灰阶的数值通常由0～255表示(其中，255=28–1)。实际应用中，随着色彩显示精细程度的不同，自然可以选择不同的灰阶深度，例如16位元、32位元等灰阶)，本发明并不以8位元为限。
通过标准化模块260标准化后，我们获得：
[Rn,Gn,Bn]=[255,255,255]/255=[1,1,1]。
伽玛调整部件262以一伽玛值2.2，对[Rn,Gn,Bn]进行伽玛展开，以提供在亮度空间的RGB数据，例如：
[Ri,Gi,Bi]=[1,1,1]2.2=[1,1,1]。
从[Ri,Gi,Bi]，一色阶调整部件272计算一倍增系数f1，及一色阶调整基线W1如下所述：
S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
=(1-1)/1
=0
由于S=0<0.5，我们获得V’max=2。
决定倍增系数f1，如：
f1=V’max/1=2
决定色阶调整基线W1，如：
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，或
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2=2*1/2=1
一数据展开部件263接着用来展开在亮度空间的RGB数据(即[Ri,Gi,Bi])，通过以f1乘上这些数值，例如
[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[1,1,1]=2*[1,1,1]
=[2,2,2]
基线调整部件264基于色阶调整基线W1，计算基线调整后数据[R1,G1,B1]：
[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]–W1
=[2,2,2]–1
=[1,1,1]
色阶调整基线W1也用来计算亮度空间中的白色数据，例如：
W0=W1/f1=1/2=0.5
基线调整后数据[R1,G1,B1]透过数据调整部件265，以系数f2进行调整，而变成：
[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2=[1,1,1]/f2
调整系数f2选自于范围0<f2≤f1，如果我们选择f2=f1=2，而我们获得：
[R0,G0,B0]=[1,1,1]/2=[0.5,0.5,0.5]。
在亮度空间中调整后数据的四个分量[R0,G0,B0,W0]接着透过伽玛修正部件266处理变成在信号空间的调整后数据如：
[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2
=[0.5,0.5,0.5,0.5]1/2.2
=[0.73,0.73,0.73,0.73]
通过部件268的灰阶转换后，我们可以得到在输出数据信号中的四个信号分量，例如：
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255
=[0.73,0.73,0.73,0.73]*255
=[186,186,186,186]
利用一查找表，[dRo,dGo,dBo,dWo]的色温为：
[dRo,dGo,dBo,dWo]*(RGBW-LUT)
=[186,186,186,186]*(RGBW-LUT)
色温调整基于一显示面板的色温特性。查找表(LUT)仅表示产生一显示图片出现于显示器的方法。仅为了说明为目的，让我们假设对应数据信号[186,186,186,186]的色温为[2899,2698,2981,2698]，其中，上述色温座标是以分为4096阶(以0～4095之间的数值表示)。
接着，转换模块250将上述色温座标(介于0～4095之间)进行标准化，并使标准化后的调整结果在数值范围落在0-255之内，从转换模块250可获得在信号空间的输出数据：
[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]
={[2899,2698,2981,2698]/4095}*255
=[0.708,0.659,0.728,0.659]*255
=[180,168,186,168]
在亮度空间的相同输出数据为：
[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]
=[0.708,0.659,0.728,0.659]2.2
=[0.468,0.400,0.498,0.400]
以k=1(其中k代表W子像素的面积对RGB子像素的面积的比值)，我们获得：
0.4/k≤[dRs’,dGs’,dBs’,dWs’]≤0.5/k
dWs’≤[dRs’,dGs’,dBs’]min
下列段落为实例2，为了说明RGB的不同输入信号如何转换成四个信号分量[dRo,dGo,dBo,dWo]，我们选择[dRi,dGi,dBi]=[251,203,186]。通过标准化模块260标准化后，我们获得：
[Rn,Gn,Bn]=[251,203,186]/255
=[0.984,0.796,0.729]
伽玛调整部件262以一伽玛值2.2，对[Rn,Gn,Bn]进行伽玛展开，以提供在亮度空间的RGB数据，例如：
[Ri,Gi,Bi]=[0.984,0.796,0.729]2.2
=[0.966,0.605,0.500]
从[Ri,Gi,Bi]，一色阶调整部件272计算一倍增系数f1，及一色阶调整基线W1如下所述：
S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
=(0.966–0.500)/0.966
=0.466/0.96=0.482
如果S<0.5，设定亮度参数V’max=2；如果S≥0.5，则设定亮度参数V’max=1/S。由于S=0.482<0.5，获得亮度参数V’max=2。
决定倍增系数f1如：
f1=V’max/[Ri,Gi,Bi]max
=2/0.966
=2.070
决定色阶调整基线W1如：
W1=f1x[Ri,Gi,Bi]min/2
=2.070x0.500/2
=0.517
数据展开部件263接着用来展开在亮度空间的RGB数据，即[Ri,Gi,Bi]，通过以f1乘上这些数值，例如：
[Ri’,Gi’,Bi’]=f1*[Ri,Gi,Bi]
=2.070*[0.966,0.605,0.500]
=[2.000,1.252,1.035]
基线调整部件264基于色阶调整基线W1，计算基线调整后数据[R1,G1,B1]：
[R1,G1,B1]=[Ri’,Gi’,Bi’]–W1
=[2.000,1.252,1.035]–0.517
=[1.483,0.735,0.517]
色阶调整基线W1也用来计算亮度空间中的白色数据，例如：
W0=W1/f1
=0.517/2.070
=0.250
基线调整后数据[R1,G1,B1]透过数据调整部件265，以系数f2进行调整，而变成：
[R0,G0,B0]=[R1,G1,B1]/f2
=[1.483,0.735,0.517]/f2
调整系数f2选自于范围0<f2≤f1，使得W0小于等于[R1,G1,B1]min/f2。在此实例中，f2可以选择等于f1，使得：
[R0,G0,B0]=[1.483,0.735,0.517]/2.070
=[0.716,0.355,0.250]。
在亮度空间中调整后数据的四个分量[R0,G0,B0,W0]接着透过伽玛修正部件266处理变成在信号空间的调整后数据如：
[Rc,Gc,Bc,Wc]=[R0,G0,B0,W0]1/2.2
=[0.716,0.355,0.250,0250]1/2.2
=[0.859,0.624,0.532,0.532]
通过部件266的灰阶转换后，我们可以得到在输出数据信号中的四个信号分量，例如：
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255
=[0.859,0.624,0.532,0.532]*255
=[219,159,136,136]
下列段落为其他实施例，如先前所述，决定色阶调整基线W1可以通过：
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，
或通过：
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2
如果输入信号为最大值，即[dRi,dGi,dBi]=[255,255,255](参照实例1)，则[Ri,Gi,Bi]min与[Ri,Gi,Bi]max相同，因此不管基于[Ri,Gi,Bi]min或[Ri,Gi,Bi]max决定W1，在输入信号为最大值时其结果都一样。然而，如果输入信号非为最大值，则[Ri,Gi,Bi]min与[Ri,Gi,Bi]max不同，因此色阶调整基线受到W1如何决定所影响。
在上述实例2中，[dRi,dGi,dBi]=[251,203,186]，且在亮度空间中的RGB数据为[Ri,Gi,Bi]=[0.966,0.605,0.500]。倍增系数决定如：
f1=V’max/[Ri,Gi,Bi]max
=2/0.966
=2.070
接着W1=f1*[Ri,Gi,Bi]min/2，即W1=0.517。在输出数据信号中四个信号分量为：
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[219,159,136,136]
下列段落为实例3，在本发明的另一实施例中色阶调整基线W1基于[Ri,Gi,Bi]max而决定，如：
W1=f1*[Ri,Gi,Bi]max/2
=2.070x0.966/2
=1.0
为了简化，我们选择f2=f1，即忽略数据展开部件263及数据调整部件265(参照图4a)，而在转换模块250中的转换步骤的执行如图4b所示。
在此实例中，我们获得二种情况：
情况一[Ri,Gi,Bi]min≥[Ri,Gi,Bi]max/2，则：
W0=[Ri,Gi,Bi]max/2；
[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]–W0
情况二[Ri,Gi,Bi]min<[Ri,Gi,Bi]max/2，则：
W0=[Ri,Gi,Bi]max/2+[Ri,Gi,Bi]min；
[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]–W0
为了说明此实施例如何执行，我们选择[dRi,dGi,dBi]=[255,255,224]。在标准化及伽玛修正后，获得：
[Ri,Gi,Bi]={[255,255,224]/255}2.2
=[1,1,0.878]2.2
=[1,1,0.752]
在此实例中，[Ri,Gi,Bi]min=0.752且[Ri,Gi,Bi]max/2=0.5。获得：
W0=0.5；
[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]–W0
=[0.5,0.5,0.252]；
[Rc,Gc,Bc,Wc]=[0.5,0.5,0.252,0.5]1/2.2
=[0.730,0.730,0.534,0.730]
[dRo,dGo,dBo,dWo]=[Rc,Gc,Bc,Wc]*255
=[186,186,136,186]
下列段落为实例4，在像素设计中，其中W子像素的面积对RGB子像素的面积的比值为k，我们获得二种状况：
情况一，若[Ri,Gi,Bi]min≥k*[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)，则：
W0=[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)；
[R0,G0,B0]=[Ri,Gi,Bi]–k*W0
情况二，若[Ri,Gi,Bi]min<k*[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)，则：
W0=[Ri,Gi,Bi]max/(1+k)+[Ri,Gi,Bi]min/k；
[R0,G0,R0]=[Ri,Gi,Bi]–k*W0
下列段落为实例5，在本发明的一不同实施例中，倍增系数f1通过在一影像部分中对所有像素的[Ri,Gi,Bi]max/V’max的曲线所决定。如先前所定义，亮度参数V’max由饱和数值S所决定：
S=([Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min)/[Ri,Gi,Bi]max
若S<0.5，则设定亮度参数V’max=2；若S≥0.5，则设定亮度参数V’max=1/S。
定义Q=[Ri,Gi,Bi]max/V’max，而0<Q≤1，且在像素中筛选出Q的最大值，我们获得f1=1/Qmax。此排序筛选可以在一线路连接电路比如特定应用集成电路(Application-specificintegratedcircuit,ASIC)中执行，或利用建置在一般处理器、一记忆装置或一计算装置中的一软件程序执行。数值1/Qmax也可以参照如αfinal。图8a至图8c绘示αfinal如何决定。
以一像素具有最大数据数值[1,1,1]，我们获得亮度参数V’max=2且Q=0.5；以一像素具有数据数值[1,1,0]，我们具有亮度参数V’max=1且Q=1。
本发明的多个实施例可以应用于一显示面板具有多个像素，其中每一像素具有四个子像素。举例来说，在一有机发光二极管显示器中，一彩色像素可以具有红色有机发光二极管、蓝色有机发光二极管、绿色有机发光二极管以及白色有机发光二极管，以形成四个不同彩色子像素，如图5b所示。可替代的是，一彩色像素可以具有四个白色有机发光二极管，透过如图5a所示的彩色滤光片，以形成四个彩色子像素。可以理解的是，每一有机发光二极管一般通过一电流源所驱动，如图6所示。
总括来说，本发明提供一种转换演算法，用于将RGB三个数据信号，转换成RGBW的四个数据信号。在亮度空间中的RGBW四个数据信号，即[R0,G0,R0,W0]，基于显示器的色温特性调整后，色温校正值[dRo’,dGo’,dBo’,dWo’]在[R0,G0,R0,W0]的0.8至1.0的范围内。特别的是，RGB的三个数据信号接收以作为输入信号，并以N个二进位位元表示，而输入信号的最大值等于2N-1。本转换演算法包含的步骤如图7所示。如图7中的流程图300所示，在步骤302中，接收RGB的输入信号(在信号空间中)。在步骤304中，信号空间中的输入信号转换成输入亮度值。在步骤306中，接着展开输入亮度值。在输入亮度值展开后，在步骤308中决定一调整系数，且在步骤310中调整系数用来计算调整亮度值。接着在步骤312中，调整后的调整亮度值进行再次调整。在步骤314中，对此再次调整后的亮度值进行色温校正。此色温校正后的数据，接着应用于显示器中的四个彩色子像素。在本发明的某些实施例中，步骤306及312为可选择性的，也可以同时被忽略。如果步骤306用来展开输入亮度值，倍增系数基于饱和数值S及在输入亮度值的最大值而决定。在步骤312中用来再次调整调整亮度值的非零调整参数，可以小于等于倍增系数。调整系数可以从输入亮度值的最小值或最大值决定。
根据本发明的一实施例，倍增系数用来展开输入亮度值，倍增系数基于一饱和数值S及对于一像素输入亮度值的最大值而决定(参照实例1及实例2)。根据本发明的另一实施例，倍增系数基于一饱和数值S，及对于一影像选择的部分中多个像素，输入亮度值的最大值而决定(参照实例5)。在此实施例中，倍增系数通过一数值谓的αfinal所决定。利用αfinal的理由用以确保输入亮度值经由数据展开部件263(参照图4a)展开后所形成的数据[Ri’,Gi’,Bi’]仍维持在RGBW的色域边界内。
为了正确地映射RGB彩色空间中的输入亮度值[Ri,Gi,Bi]至RGBW彩色空间中的[R1,G1,B1,W1]，假设RGB亮度总和等于W亮度，建立RGBW色域边界。因此，由[R1,G1,B1,W1]造成的一像素的总亮度等于由[Ri,Gi,Bi]造成的像素的总亮度的二倍。RGBW色域边界与RGB色域边界间的关系，可以参考图8a所示[Ri,Gi,Bi]maxvs.[Ri,Gi,Bi]min的曲线。在图8a中，三角形OBC定义RGB色域边界，而四边形OBAD定义RGBW色域边界。图8a中四边形的边BA可以表示为：
y=[Ri,Gi,Bi]max/{[Ri,Gi,Bi]max-[Ri,Gi,Bi]min}=1/S
因此，线段BAD表示RGBW色域边界的上部。为了决定倍增系数f1，选择输入亮度值[Ri,Gi,Bi]提供给一影像部分，且如图8b所示，对于在选定影像部分的每一输入数据在HSV(H、S、V分别表示色调、饱和、数值)彩色空间中的SV平面上的最大值，即[Ri,Gi,Bi]max。在图8b中，Vmax为在RGB彩色空间中输入亮度值的数值[Ri,Gi,Bi]max，而亮度参数V’max为在RGBW彩色空间中对应的数值[Ri’,Gi’,Bi’]max。对于选定影像部分的每一像素，定义一映射比α=V’max/Vmax。如图8b中所见，当S小于0.5，亮度参数V’max总是等于2。当S介于0.5与1之间，亮度参数V’max=1/S。映射比的倒数(即1/α)最小可为0(当Vmax=0)且最大可为1(当Vmax=1且V’max=1)，端看在某一影像部分的输入亮度值。当输入亮度值如图8b所示，V’max大于Vmax，且1/α小于1。为了在所有输入数据数值中决定最小映射比α，安排数值1/α在像素量相对饱和数值S的曲线图中，如图8c所示。如图8c所示，1/α最大值大约为0.59。我们参照此映射比为αfinal且用来作为倍增系数f1，对于所选影像部分中的所有输入亮度值。照此，展开后的输入亮度值[Ri’,Gi’,Bi’]将在RGBW色域边界内。
在此所揭露的实施例，有关于一种方法与装置，用于将RGB的三个数据信号转换成RGBW四个数据信号，应用于有机发光二极管显示器。在RGBW有机发光二极管显示器，额外的白色子像素可以显著增加一有机发光二极管面板的透射率，且降低显示器的能量消耗，因此增加有机发光二极管的寿命。
因此，虽然本发明已以一个或多个实施例陈述于上，可以理解的是，本领域技术人员在不脱离本发明的范围下，可对本发明实施例的形式及详细内容进行前述或其他各种变更，省略与润饰。

Claims (10)

1.一种将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的处理器，其特征在于，应用于包括多个像素的一显示面板，每一像素包括一第一子像素、一第二子像素、一第三子像素以及一第四子像素，该显示面板配置用以接收多个输入信号以显示一影像，其中这些输入信号以N个二进位位元表示，而这些输入信号的最大值等于2N-1，N为大于1的整数，其中这些输入信号包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，该处理器包括：
一转换部件，配置用以将这些输入信号转换成多个输入亮度值；
一色阶调整部件，配置用以从这些输入亮度值决定一调整系数；以及
一数据调整部件，配置用以经由这些输入亮度值及该调整系数，计算多个调整亮度值，这些调整亮度值包括一第一调整亮度值、一第二调整亮度值、一第三调整亮度值以及一第四调整亮度值，该第一、第二及第三调整亮度值分别对应该第一、第二及第三输入信号，
其中该显示面板具有一色温特性，若这些调整亮度值是根据该色温特性进行色温校正以提供在亮度空间中的多个色温校正后数据，这些色温校正后数据包括用于该第一子像素的一第一校正值、用于该第二子像素的一第二校正值、用于该第三子像素的一第三校正值以及用于该第四子像素的一第四校正值，上述决定该调整系数与计算该调整亮度值的步骤，使得当该第一、第二以及第三输入信号每一者均为数值2N-1时该第一、第二、第三以及第四校正值每一者小于等于0.5。
2.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，该调整系数决定以使得该第四校正值小于等于该第一、第二以及第三校正值中的任一者。
3.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，该第一子像素、第二以及第三子像素每一者具有一像素面积等于一第一面积，该第四子像素具有一像素面积等于该第一面积的k倍，k为大于0的整数，且其中k的选择使得该第一、第二、第三以及第四校正值的每一者小于等于0.5/k。
4.如权利要求3所述的处理器，其特征在于，k的选择使得该第一、第二、第三以及第四校正值的每一者大于等于0.4/k。
5.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，还包括：
一再转换部件，配置用以在这些调整亮度值进行色温校正前，将在亮度空间中的该第一、第二、第三以及第四调整亮度值再转换成在信号空间中的一第一输出数据信号、一第二输出数据信号、一第三输出数据信号以及一第四输出数据信号。
6.如权利要求5所述的处理器，其特征在于，还包括：
一数据展开部件，配置用以在决定该调整系数前，以一倍增系数展开该输入亮度值；以及
一第二数据调整部件，在该再转换部件再转换该第一、第二、第三及第四调整亮度值之前，通过一缩减系数对于该第一、第二、第三以及第四调整亮度值进行再调整。
7.如权利要求6所述的处理器，其特征在于，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该调整系数值至少基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值或一最小值而决定。
8.如权利要求6所述的处理器，其特征在于，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该倍增系数基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值及一最小值而决定。
9.如权利要求6所述的处理器，其特征在于，这些输入亮度值包括一第一输入信号、一第二输入信号以及一第三输入信号，且其中该倍增系数基于该第一、第二以及第三输入信号中的一最大值及一最小值而决定，使得该倍增系数等于V’max及Vmax的比值，以及
如果[Vmax–Vmin]/Vmax小于0.5，则V’max等于2，以及
如果[Vmax–Vmin]/Vmax大于等于0.5，则V’max等于Vmax/[Vmax–Vmin]，其中Vmax代表该最大值，且Vmin代表该最小值。
10.一种将RGB数据信号转换成RGBW数据信号的方法，其特征在于，应用于一显示面板，包括多个像素，每一这些像素包括一第一子像素，一第二子像素，一第三子像素及一第四子像素，该显示面板配置用以接收多个输入信号，以显示一影像于其上，及其中这些输入信号以N个二进位位元表示，而这些输入信号的最大值等于2N-1，N为大于1的整数，及其中这些输入信号包括一第一输入信号，一第二输入信号，及一第三输入信号，该方法包括：
将这些输入信号分别转换成多个输入亮度值；
从这些输入亮度值决定一调整系数；以及
由这些输入亮度值及该调整系数，计算多个调整后亮度值，这些调整后亮度值包括一第一调整亮度值、一第二调整亮度值、一第三调整亮度值以及一第四调整亮度值，该第一、第二以及第三调整亮度值分别对应该第一、第二及第三输入信号，
其中该显示面板具有一色温特性，这些调整后亮度值根据该色温特性进行色温校正以提供多个色温校正后数据，这些色温校正后数据包括用于该第一子像素的一第一校正值、用于该第二子像素的一第二校正值、用于该第三子像素的一第三校正值以及用于该第四子像素的一第四校正值，经由上述决定该调整系数与计算该调整后亮度值的步骤，使得当该第一、第二以及第三输入信号每一者均为数值2N-1时该第一、第二、第三以及第四校正值每一者小于等于0.5。
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