CN105654918A - 显示方法及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示方法适用于显示器，显示方法包含：分别于第一时序、第二时序以及第三时序显示第一色场、第二色场以及第三色场使得每一像素具有背景颜色；根据每一像素的第二色场、第一周边像素的第一色场、第二周边像素的第三色场以及每一像素的背景颜色判断像素中的多个色分离像素；计算每一色分离像素的色分离颜色；根据色分离像素的背景颜色以及色分离颜色计算每一色分离像素的补偿颜色；于第四时序显示第四色场，其中第四色场用以显示色分离像素的补偿颜色。
Description
技术领域
本发明内容是有关于一种显示方法及显示器，且特别是有关于一种降低色分离现象的显示方法及显示器。
背景技术
随着电子产品的普及，液晶显示器被大量地应用于电视、手机、笔电以及平板等3C产品中。一般来说，传统的液晶显示器需利用彩色滤光片及大量的晶体管来显示不同色彩的影像。因此为了节省显示器内部的空间使用及成本，目前业界已研发出场序型(fieldsequentialcolor；FSC)显示器，其可在特定的时间由不同的发光二极管分别发出红、绿和蓝的光源，利用三种主要的原色作混色。
场序型显示器的切换速度超过人眼的感知频率(亦即60Hz)，所以人类的大脑会因视觉暂留的关系而将所有的画面叠加在一起，藉此让使用者感受到全彩画面。在理想状况之下，场序型显示器中对应于三色光的像素被投射至视网膜上的相同位置，因此各像素的色彩资讯将可被视觉完整重现。
然而，若场序型显示器中对应于三色光的像素被投射至视网膜上的不同位置时，使用者将会观察到色场分离错位的影像，此即为色分离(colorbreakup,CBU)现象。色分离现象尤其在图像中物体的边缘处特别地严重。
发明内容
本发明内容的一态样是在提供一种显示方法，适用于显示器包含多个像素。显示方法包含：分别于第一时序、第二时序以及第三时序显示第一色场、第二色场以及第三色场使得每一像素具有背景颜色，其中每一像素沿着显示器上的一方向一距离处为第一周边像素，每一像素沿着上述方向的相反方向上述距离处为第二周边像素；根据每一像素的第二色场、第一周边像素的第一色场、第二周边像素的第三色场以及每一像素的背景颜色判断像素中的多个色分离像素；根据每一色分离像素的第二色场、第一周边像素的第一色场以及第二周边像素的第三色场计算每一色分离像素的色分离颜色；根据色分离像素的背景颜色以及色分离颜色计算每一色分离像素的补偿颜色；以及于第四时序显示第四色场，其中第四色场用以显示色分离像素的补偿颜色。
本发明内容的次一态样是在提供一种显示器。显示器包含显示面板以及控制器。显示面板包含多个像素，显示面板用以分别于第一时序、第二时序以及第三时序显示第一色场、第二色场以及第三色场使得每一像素具有背景颜色，其中每一像素沿着显示器上的一方向一距离处为第一周边像素，每一像素沿着上述方向的相反方向上述距离处为第二周边像素。控制器包含影像分析单元以及运算单元。影像分析单元用以根据每一像素的第二色场、第一周边像素的第一色场、第二周边像素的第三色场以及每一像素的背景颜色判断像素中的多个色分离像素。运算单元用以根据每一色分离像素的第二色场、第一周边像素的第一色场以及第二周边像素的第三色场计算每一色分离像素的色分离颜色，以及根据色分离像素的背景颜色以及色分离颜色计算每一色分离像素的补偿颜色，其中显示面板于第四时序显示第四色场，第四色场用以显示色分离像素的补偿颜色。
综上所述，通过显示色分离像素的补偿颜色，有效降低了色分离现象。此外，在一些实施例中通过混光色场来进一步达到空间混色。或是在一些实施例中，当背景颜色与色分离颜色的色差较大时，可以通过相邻像素的背景颜色来计算补偿颜色。又或在一些实施例中，可以进一步考虑观察者的眼球移动速率来判断可能出现色分离现象的像素。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下。
图1是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示方法的流程示意图；
图2是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示器的示意图；
图3A是根据图1显示方法的步骤所绘示的概念示意图；
图3B是根据图1显示方法的步骤所绘示的概念示意图；
图3C是根据图1显示方法的步骤所绘示的概念示意图；
图3D是根据图1显示方法的步骤所绘示的概念示意图；
图4是根据图1显示方法所绘示的概念示意图；
图5A是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示方法的步骤的概念示意图；以及
图5B是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示方法的步骤的概念示意图。
其中，附图标记：
100：显示方法
S100～S150：步骤
200：显示器
210：显示阵列
220：控制器
222：影像分析单元
224：运算单元
A1～A20：像素
B1～BU4：色分离像素
C：补偿颜色
E：背景颜色
F：色分离颜色
L1,L2：像素宽度
D1：第一色场
D2：第二色场
D3：第三色场
D4：第四色场
T1：第一时序
T2：第二时序
T3：第三时序
T4：第四时序
具体实施方式
以下发明提供许多不同实施例或例证用以实施本发明的不同特征。特殊例证中的元件及配置在以下讨论中被用来简化本发明。所讨论的任何例证只用来作解说的用途，并不会以任何方式限制本发明或其例证的范围和意义。此外，本发明在不同例证中可能重复引用数字符号且/或字母，这些重复皆为了简化及阐述，其本身并未指定以下讨论中不同实施例且/或配置之间的关系。
在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此发明的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本发明的描述上额外的引导。
关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“耦接”或“连接”还可指二或多个元件相互操作或动作。在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本发明的本意。如本文所用，词汇“与/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
请参阅图1以及图2。图1是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示方法100的流程示意图。图2是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示器200的示意图。在一些实施例中，显示器200可以例如为场序型(fieldsequentialcolor；FSC)显示器或是任意具有显示面板以及控制器的显示器，本发明并不以此为限。图1的显示方法100可以应用于图2的显示器200。显示方法100包含步骤S110～S150。
如图2所示，显示器200包含显示面板210以及控制器220。需提醒的是，实际应用中显示器200可能包含更多的元件，例如驱动器、背光模块等元件，在此仅为方便说明而绘示部分元件的示意图。显示面板210包含像素A1～A20，同样地此处仅为方便说明而绘示20个像素为例，实际应用中显示面板210包含的像素个数可以为任意数目，并不以此为限。在步骤S110中，显示面板210用以分别于第一时序T1、第二时序T2以及第三时序T3显示第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3使得每一像素A1～A20具有背景颜色E，其中每一像素A1～A20沿着显示器上的一方向Y1一距离X1处为第一周边像素S1，每一像素A1～A20沿着上述方向的相反方向Y1’上述距离X1处为第二周边像素S2。
进一步来说，请一并参阅图3A。图3A是根据图1显示方法100的步骤S110所绘示的概念示意图。一般来说，画面影像中不同颜色的权重比例不同，例如以红色、绿色、蓝色三原色来分析时，画面影像中的红色、绿色、蓝色各自占有一定比例的权重，当画面影像中含有红色的权重越高，则画面影像在视觉上呈现偏红，当画面影像中含有绿色的权重越高，则画面影像在视觉上呈现偏绿，当画面影像中含有蓝色的权重越高，则画面影像在视觉上呈现偏蓝。因此，显示器200中的显示面板210会在不同时间下(第一时序T1、第二时序T2以及第三时序T3)显示画面影像中不同颜色的色场(第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3)，使得每一像素A1～A20各自具有画面影像中应具有的背景颜色E。可以看到在此实施例中第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3分别为红光色场、绿光色场以及蓝光色场，亦即每一色场皆为单色光色场，然而在其他实施例中，第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3可以为其他颜色的单色光色场或其中至少一者为单色光色场，本发明并不以上述示例为限。
需补充的是，第一时序T1、第二时序T2以及第三时序T3仅为不同的时间周期，并无固定的先后顺序，也就是说第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3的显示先后顺序并不以上述描述的先后为限制，例如可以依序显示第二色场D2、第一色场D1以及第三色场D3，又或例如可以依序显示第三色场D3、第二色场D2以及第一色场D1。
此外，请继续参阅图2。在此实施例中每一像素的水平方向的像素宽度为L1、垂直方向的像素宽度为L2，若以像素A10为例，取沿着显示器200上的水平方向往右作为方向Y1，取像素宽度L1作为距离X1，则沿着显示器200上水平方向往右一像素宽度L1处的像素A14即为像素A10的第一周边像素S1，而沿着显示器200上水平方向往左一像素宽度L1处的像素A6即为像素A10的第二周边像素S2。同理，每一像素A1～A20皆具有各自对应的第一周边像素S1以及第二周边像素S2。例如，对于像素A11，像素A15即为像素A11的第一周边像素S1，像素A7即为像素A11的第二周边像素S2。对于像素A9，像素A13即为像素A9的第一周边像素S1，像素A5即为像素A9的第二周边像素S2。须补充的是，显示器200中的像素宽度L1、像素宽度L2可以相等或不相等，像素宽度L1、像素宽度L2的比例可依设计需求调整。
又或在另一例中，取沿着显示器200上的垂直方向往上作为方向Y1，取像素宽度L2作为距离X1，则沿着显示器200上往上一像素宽度L2处的像素A9即为像素A10的第一周边像素S1，而沿着显示器200上往下一像素宽度L2处的像素A11即为像素A10的第二周边像素S2。须注意的是，实际应用中，方向Y1并不限制于沿着显示器200上的水平或垂直方向，可以为任意方向，且距离X1并不限制于像素宽度L1或像素宽度L2，可以为任意距离。
请继续参阅图1以及图2，控制器220电性耦接显示面板210，控制器220包含影像分析单元222以及运算单元224，控制器220在实际应用中可以包含较少或较多的单元例如包含其他功能的逻辑运算器，在此仅为方便后续说明而以控制器220包含影像分析单元222以及运算单元224为例，然而本实施例并不以此为限。在步骤S120中，影像分析单元222用以根据每一像素A1～A20的第二色场D2、第一周边像素S1的第一色场D1、第二周边像素S2的第三色场D3以及每一像素A1～A20的背景颜色E判断像素A1～A20中的色分离像素BU1～BU4。
进一步来说，请一并参阅图3B，图3B是根据图1显示方法100的步骤S120所绘示的概念示意图。同样地以像素A10为例，且取沿着显示器200上的水平方向往右作为方向Y1，取像素宽度L1作为距离X1，亦即取像素A10的第一周边像素S1为像素A14以及第二周边像素S2为像素A6，则在步骤S120中，影像分析单元222会叠加像素A10本身的第二色场D2、像素A14的第一色场D1以及像素A6的第三色场D3并将其叠加结果与原先像素A10的背景颜色E比较，若叠加结果与像素A10的背景颜色E的色彩差异较大则判定像素A10为可能发生色分离现象的色分离像素BU1，故依此方式找出像素A1～A20中的所有可能发生色分离现象的色分离像素BU1～BU4。实际上步骤S120可以视为将每一像素A1～A20的第三色场D3沿着方向Y1移动距离X1，以及将每一像素A1～A20的第一色场D1沿着方向Y1的相反方向移动距离X1，并与原先每一像素A1～A20的背景颜色E比较来判断像素A1～A20中可能发生色分离现象的色分离像素BU1～BU4。
接着，在步骤S130中，运算单元224用以根据每一色分离像素BU1～BU4的第二色场D2、第一周边像素S1的第一色场D1以及第二周边像素S2的第三色场D3计算每一色分离像素BU1～BU4的色分离颜色。以及在步骤S140中，运算单元224根据色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F计算每一色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。
进一步来说，请一并参阅图3C，图3C是根据图1显示方法100的步骤S130、S140所绘示的概念示意图。可以看到，由于步骤S120藉由叠加像素A10本身的第二色场D2、像素A14的第一色场D1以及像素A6的第三色场D3判定出像素A10为可能发生色分离现象的色分离像素BU1，因此步骤S130进一步精确计算此叠加结果取得像素A10的色分离颜色F。如图3C的光谱曲线所示，像素A10的色分离颜色F与像素A10的背景颜色E并不相同且在波长较长时差异较大。因此步骤S140中运算单元224所计算出的补偿颜色C可以补偿像素A10的色分离颜色F与像素A10的背景颜色E在波长较长时的差异，使得像素A10的色分离颜色F与像素A10的补偿颜色C叠加后可以较近似于像素A10的背景颜色E，亦即将图3C中的曲线F、C叠加后可以较近似于曲线E。
更具体地来说，步骤S140更包含步骤S141～S143(无绘示于图式中)。在步骤S141中，运算单元224通过转换矩阵M1转换色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F的数值至色度坐标XYZ。在步骤S142中，运算单元224在色度坐标XYZ下运算色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值。在步骤S143中，运算单元224通过转换矩阵M1的反矩阵M1’转换色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值以取得色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。一般来说，背景颜色E以及色分离颜色F的数值以三原色来分析时，对应不同颜色的灰阶值可于灰阶坐标RGB中表示，然而需进一步运算的话则需将背景颜色E以及色分离颜色F的数值经由转换矩阵M1从灰阶坐标RGB转换至色度坐标XYZ中。其中转换矩阵M1可以公式(1)表示如下：
因此在步骤S142中，可在色度坐标XYZ下运算色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值。以下以公式(2)表示色分离像素BU1的运算：
XE-XBU1＝XC
YE-YBU1＝YC
其中，XE、YE、ZE为色度坐标XYZ下色分离像素BU1的背景颜色E的数值，XBU1、YBU1、ZBU1为色度坐标XYZ下色分离像素BU1的色分离颜色F的数值，而XC、YC、ZC则为色度坐标XYZ下背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值。类似地，色分离像素BU2～BU4依照上述色分离公式运算分别取得色度坐标XYZ下背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值XC、YC、ZC。接着，在步骤S143中再将上述的差值XC、YC、ZC通过转换矩阵M1的反矩阵M1’转换色分离像素BU1～BU4的背景颜色E以及色分离颜色F的数值的差值以取得色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。亦即通过反矩阵M1’将差值XC、YC、ZC从XYZ坐标转换回RGB坐标中以取得色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。
最后，在步骤S150中，显示面板210于第四时序T4显示第四色场D4，第四色场D4用以显示色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。请一并参阅图3D，图3D是根据图1显示方法100的步骤S150所绘示的概念示意图。可以看到，先前在步骤S120中判断像素A1～A20中可能发生色分离现象的色分离像素BU1～BU4在第四时序T4中藉由第四色场D4来显示色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。藉此，通过显示色分离像素的补偿颜色，有效降低了色分离现象。
需补充的是，在此实施例中，色分离像素BU1～BU4以外的像素在第四色场D4显示白光，如图3D所示。由于第四色场D4主要用以显示色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C，因此其余像素可单纯地以白光显示而不影响其余像素的背景颜色E。然而在一些实施例中，例如考量不同情境的使用，其余像素可以显示绿光、红光、蓝光、任意单色光或混光，本发明并不以上述示例为限。
上述例示包含依序的示范步骤，但该些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行该些步骤皆在本发明的考量范围内。另外，在本发明的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序及/或省略该些步骤。
请参阅图4，图4是根据图1显示方法100所绘示的概念示意图，在一些实施例中，显示方法100中的第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3至少一者为混光色场，混光色场中像素A1～A20用以显示至少两种以上的单色光。如图4所示，第一色场D1、第二色场D2以及第三色场D3并不限于先前实施例中的单色光色场，亦即每一色场中的不同像素亦可以显示不同色光，例如图4中的像素A9于第一色场D1显示蓝光，而像素A5显示绿光、像素A13显示红光等。于第二色场D2中像素A9则显示红光，而像素A5显示蓝光、像素A13显示绿光等。于第三色场D3中像素A9则显示绿光，而像素A5显示红光、像素A13显示蓝光等。同样地，在此实施例中执行显示方法100中的步骤S110～150，不仅降低了色分离现象，还可通过混光色场来进一步达到空间混色。
在一些实施例中，显示方法100更包含步骤S170(无绘示于图式中)：根据相邻色分离像素BU1～BU4的像素的背景颜色E以及色分离像素BU1～BU4的色分离颜色F计算每一色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C。进一步来说，请参阅图5A以及图5B，图5A以及图5B是根据本发明内容的一实施例所绘示的一种显示方法100的步骤S170的概念示意图，若是上述色分离像素BU1～BU4计算出来的色分离颜色F与背景颜色E差距过大仍然难以补偿，例如背景颜色E为单色光，而色分离颜色F却为多色光的情况下，又或色分离颜色F与背景颜色E在频谱上的分布差异很大的情况下，如图5A的光谱曲线所示，以像素A10作为色分离像素BU1为例，色分离颜色F的能量集中于长波长处，然而背景颜色E的能量分散于短波长与中波长处。若是以原先步骤S140所计算出来色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C来与色分离颜色F叠加后仍然难以近似于背景颜色E。因此，步骤S170便可利用色分离像素BU1～BU4相邻的像素的背景颜色E来计算每一色分离像素BU1～BU4的补偿颜色C，如图5B所示，例如可以取像素A10相邻的像素A6的背景颜色E来计算像素A10的补偿颜色C，可以看到由于像素A6的背景颜色E的能量不仅涵盖短波长与中波长处，更有些许能量涵盖长波长处。故在此例中使用像素A6的背景颜色E来计算像素A10的补偿颜色C可以进一步降低色分离现象。实际上在其他例中亦可以取相邻的像素A9、像素A11或像素A14其中任一像素甚至相邻两个像素宽度L2的像素A12、相邻两个像素宽度L1的像素A18等像素来计算像素A10的补偿颜色C，并不以上述示例为限。
在一些实施例中，显示方法100更包含步骤S181(无绘示于图式中)：检测观察者的眼球移动速率以产生速率资讯；以及步骤S182(无绘示于图式中)：根据速率资讯计算第一色场D1以及第三色场D3平移的距离X1。一般来说，色分离现象与观察者的眼球移动速率有关，亦即对每一个观察者而言，由于眼球移动速率不同，而可能出现色分离现象的色分离像素位置并不相同，因此本实施例中步骤S182可以进一步考虑观察者的眼球移动速率来判断可能出现色分离现象的像素，例如速率越快则第一色场D1以及第三色场D3平移的距离X1越大。
综上所述，通过显示色分离像素的补偿颜色，有效降低了色分离现象。此外，在一些实施例中通过混光色场来进一步达到空间混色。或是在一些实施例中，当背景颜色与色分离颜色的色差较大时，可以通过相邻像素的背景颜色来计算补偿颜色。又或在一些实施例中，可以进一步考虑观察者的眼球移动速率来判断可能出现色分离现象的像素。
虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种显示方法，适用于一显示器包含多个像素，其特征在于，该显示方法包含：
分别于一第一时序、一第二时序以及一第三时序显示一第一色场、一第二色场以及一第三色场使得每一该些像素具有背景颜色，其中每一该些像素沿着该显示器上的一方向一距离处为一第一周边像素，每一该些像素沿着该方向的相反方向该距离处为一第二周边像素；
根据每一该些像素的该第二色场、该第一周边像素的该第一色场、该第二周边像素的该第三色场以及每一该些像素的背景颜色判断该些像素中的多个色分离像素；
根据每一该些色分离像素的该第二色场、该第一周边像素的该第一色场以及该第二周边像素的该第三色场计算每一该些色分离像素的色分离颜色；
根据该些色分离像素的背景颜色以及色分离颜色计算每一该些色分离像素的补偿颜色；以及
于一第四时序显示一第四色场，其中该第四色场用以显示该些色分离像素的补偿颜色。
2.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，计算每一该些色分离像素的补偿颜色更包含：
通过一转换矩阵转换该些色分离像素的背景颜色以及色分离颜色的数值至一色度坐标；
在该色度坐标下运算该些色分离像素的背景颜色以及色分离颜色的数值的差值；以及
通过该转换矩阵的反矩阵转换该些色分离像素的背景颜色以及色分离颜色的数值的差值以取得该些色分离像素的补偿颜色。
3.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，该方向为该显示器上的水平方向，该距离为至少一像素宽度。
4.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，该第一色场、该第二色场以及该第三色场至少一者为单色光色场。
5.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，该第一色场为红光色场，该第二色场为绿光色场，该第三色场为蓝光色场。
6.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，该第一色场、该第二色场以及该第三色场至少一者为一混光色场，该混光色场中该些像素用以显示至少两种以上的单色光。
7.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，该些色分离像素以外的该些像素在该第四色场显示白光。
8.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，更包含：
根据相邻该些色分离像素的该些像素的背景颜色以及该些色分离像素的色分离颜色计算每一该些色分离像素的补偿颜色。
9.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，更包含：
检测一观察者的眼球移动速率以产生一速率资讯；以及
根据该速率资讯计算该第一色场以及该第三色场平移的该距离。
10.一种显示器，其特征在于，包含：
一显示面板包含多个像素，该显示面板用以分别于一第一时序、一第二时序以及一第三时序显示一第一色场、一第二色场以及一第三色场使得每一该些像素具有背景颜色，其中每一该些像素沿着该显示器上的一方向一距离处为一第一周边像素，每一该些像素沿着该方向的相反方向该距离处为一第二周边像素；以及
一控制器，包含：
一影像分析单元，用以根据每一该些像素的该第二色场、该第一周边像素的该第一色场、该第二周边像素的该第三色场以及每一该些像素的背景颜色判断该些像素中的多个色分离像素；以及
一运算单元，用以根据每一该些色分离像素的该第二色场、该第一周边像素的该第一色场以及该第二周边像素的该第三色场计算每一该些色分离像素的色分离颜色，以及根据该些色分离像素的背景颜色以及色分离颜色计算每一该些色分离像素的补偿颜色，
其中该显示面板于一第四时序显示一第四色场，该第四色场用以显示该些色分离像素的补偿颜色。
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