CN1641741A - 补偿彩色显示器色彩不均匀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种补偿彩色显示器色彩不均匀的方法。显示器中每一像素的原色的色坐标不完全相同会使得色彩表现不均匀。从原色色坐标的分布，可以选择一组虚拟原色，使得每一像素的原色，都能产生此虚拟原色。以此虚拟原色取代初始原色可以使得显示器的色彩表现均匀，因为每一像素的虚拟原色的色坐标都一样。这方法称为虚拟原色法。举发光二极管显示器为例说明这方法。由令一像素中做为初始原色的发光二极管的三色彩刺激值等于虚拟原色的三色彩刺激值的条件，可以得到将输入影像信号转换成调变发光二极管信号的公式。根据这个公式所构建的系统可以克服发光二极管显示器色彩不均匀的问题，而不需对发光二极管做严格的筛选以确保色彩均匀性。

Description

补偿彩色显示器色彩不均匀的方法

技术领域

本发明是关于一种补偿彩色显示器的色彩不均匀的方法。

背景技术

一般彩色显示器有红、蓝、绿三种原色。若某一原色的色坐标在组成显示器画面的每一像素中不完全相同，则该原色的色彩显示会不均匀。从原色色坐标的分布，我们可以选择一组新的原色，使得每一新原色可以由每一像素中原来的三原色产生。由于实际上可能不存在单一光源可以显示所选定的新原色，因此我们称此新原色为虚拟原色。使用上，以这组虚拟原色取代原来的原色。因为虚拟原色的色坐标对每一像素都相同，所以色彩显示将会均匀。我们称这方法为虚拟原色法。它可以应用于任何会产生色彩不均匀的显示器。在本发明的说明中将以发光二极显示器为例，描述这个方法，以及实现这方法的系统。

发明内容

显示器画面通常由数量庞大的像素所组成。在彩色显示器中的一个像素可以发出三种原色的光。某些显示技术所呈现的色彩会不均匀。例如整个画面要显示相同亮度的某一原色。画面不同的区域却显现出不同的色彩。一旦某一原色不能被均匀地显示，在显示彩色影像时的色彩就会失真。这现象是造成发光二极管显示器画质劣化的主要因素之一。对于点矩阵式的彩色发光二极管显示器，每一像素含有红、蓝、绿三种发光二极管。对扫瞄式的彩色发光二极管显示器，一个扫瞄画面由一条或多条线性数组的发光二极管所产生。这两种显示器都需要使用大量的发光二极管。由于制程的关系，不同发光二极管之间的光学和电特性有相当的差异，使得发光二极管显示器之色彩均匀性不佳。例如，虽然制造商在发光二极管出货前已做过筛选，对蓝色或绿色发光二极管而言，大于10％的色坐标变化量是很平常的。这种变化量对于均匀色彩显示而言是不能接受的。进一步的筛选发光二极管可以降低变化量。考虑分辨率800×600的点矩阵显示器，对某一原色而言，至少需要48万颗发光二极管。为了增加亮度，在一像素中，可能使用数颗发光二极管以显示某一原色。则所需发光二极管数量更庞大。这样的数量需求使得筛选法不实际。对于扫瞄式显示器，由于所需发光二极管数量较少，即使可以用筛选法也会碰到一些难题。例如各个显示器的色彩会不相同，而且需要相当数量的备用发光二极管以待将来维修使用。利用虚拟原色法，可以轻易地解决这些发光二极管彩色显示器的问题。

附图说明：

图1是在CIE1931(x，y)色坐标系统上初始原色分布的一个例子，其中也显示一个可产生色域三角形。

图2是显示基于图1所选择的两组可能的虚拟原色，其中这两组所对应的虚拟色域三角形也显示在图中。

图3是将输入影像信号转换成光源调变信号，以补偿色彩不均匀的系统方块图。

图4是在图3中的一个算术逻辑单元的运作方块图。

图5是在CIE1931(x，y)色坐标系统上四种初始原色分布的一个例子，其中也显示一个可产生色域四方形。

图6是显示基于图5所选择的一组可能的四种虚拟原色，其中这组所对应的虚拟色域四方形也显示在图中。

图7是将输入红、绿和蓝影像信号转换成四种光源调变信号的系统方块图，以补偿四原色显示器的色彩不均匀。

图8是将四种影像信号转换成四种光源调变信号的系统方块图，以补偿四原色显示器的色彩不均匀。

图9是在图8中的一个算术逻辑单元的运作方块图。

具体实施方式

利用色坐标，可以用数值描述色彩。这里将以CIE 1931年色坐标系统说明虚拟原色法。其它色坐标系统也可使用于这个方法。图1显示红、绿和蓝三种原色分别分布于色坐标系统中标记为R、G和B的四方形区域中。实际上分布的区域可以是任意形状。这样的分布区域我们称为初始原色区域。在图1中，三角形的三个顶点的色坐标可以是一组初始原色的色坐标。在三角形内的区域表示这组初始原色可以产生的色域。这三角形可以称为可产生的色域三角形，或简称色域三角形。注意到，在显示器中的每一像素有其对应的色域三角形，而其顶点可以位于其对应的初始原色区域内任何一点。这样的色域三角形我们称之为初始色域三角形。顶点坐标为虚拟原色的色域三角形，我们称之为虚拟色域三角形。

选择虚拟原色使得其虚拟色域三角形在所有可能的初始色域三角形内。如此，显示器中的每一像素都能显示同样的虚拟色域。这方法要付出的代价是可产生的色域较小，不过对于发光二极管显示器，由于发光二极管的发光色彩之饱和度高，所选定的虚拟色域仍要比许多显示技术的色域大，例如阴极射线管和液晶显示器。虚拟原色的选择并不是唯一的。基于第一图中初始原色的分布情形，第二图显示两组可能的虚拟原色。图中Rvi、Gvi和Bvi分别表示第i组的红、绿和蓝虚拟原色(i＝1，2)。在第二图中，也显示它们所对应的虚拟色域。可以看到第一组的色域比第二组大。最大的虚拟色域可以从所有顶点在初始原色区域的边界的初始色域找到。不过，虚拟原色的选择应视应用而定，最大色域不见得是最佳的选择。例如虚拟原色可以选择用来仿真其它显示器技术如CRT或LCD的原色。

在显示器中发光二极管的输出光可以用振幅调变或脉冲宽度调变的方式控制亮度。使用振幅调变，输出光亮度和信号成比例。使用脉冲宽度调变，通常时间被切割成相同间隔的时槽序列。在一时槽内，输出光脉冲的宽度和信号成比例。若时槽宽度够短，视觉亮度和对此时槽平均的光亮度成比例。因此虽然方形光脉冲的瞬时亮度对所有的时槽都相同，视觉效果可以和振幅调变相同。在下面，若虚拟原色法被应用于使用脉冲宽度调变法的系统中，“亮度”这名辞表示对一时槽平均的亮度。亮度I可以写成I＝s×I^m其中0≤s≤1且I^m是最大亮度。对使用振幅调变的系统，s和驱动发光二极管的信号的强度相关。对使用脉冲宽度调变的系统，s和驱动信号的脉冲宽度相关。注意到，这里所指的最大亮度I_m并不是发光二极管所能产生的最大亮度，而是在一额定操作电流时的的亮度。

假设红、绿和蓝虚拟原色的色坐标分别为(X_vr，Y_vr)，(X_vg，Y_vg)和(X_vb，Y_vb)，红、绿和蓝虚拟原色的最大亮度分别为I_vr ^m，I_vg ^m，和I_vb ^m。这些最大亮度要选得使产生虚拟原色的初始原色所需的亮度永远不为负值，以及它们之间的比例满足白平衡条件。稍后将举一个选择虚拟原色的方法。虚拟原色法可以应用于静止画面或动态画面。对于动态画面，其图框更换率要高于视觉暂留频率。假设要求第n个图框中的第j个像数的红、绿和蓝虚拟原色分别发出的光亮度为I_vr(n，j)，I_vg(n，j)和I_vb(n，j)，其中n，j＝1，2，3...。它们可以写成

其中s_r(n，j)，s_g(n，j)和s_b(n，j)分别对应于红、绿和蓝的影像信号，而且

0≤s_a(n，j)≤1，(α＝r，g，b).            (2)

这里的输入影像信号通常称为RGB影像信号。CIE的三个色彩刺激值和色坐标的关系为：

$X_{\mathrm{v\α}}^m=h(x_{\mathrm{v\α}}/y_{\mathrm{v\α}})I_{\mathrm{v\α}}^m$

$Z_{\mathrm{v\α}}^m=h[(1-x_{\mathrm{v\α}}-y_{\mathrm{v\α}})/y_{\mathrm{v\α}}]I_{\mathrm{v\α}}^m$

以及X_vα(n，j)＝h(x_vα/y_va)I_vα(n，j)，

Y_vα(n，j)＝hI_vα(n，j)，(α＝r，g，b)    (3b)

Z_vα(n，j)＝h[(1-x_vα-y_vα)/y_vα]I_vα(n，j)，

其中X_vα ^m，Y_vα ^m，和Z_vα ^m是分别对应于虚拟原色的最大的三个色彩刺激值；X_vα(n，j)，Y_vα(n，j)，和Z_vα(n，j)是分别对应于将被显示在第n个图框中的第j个像素之虚拟原色的三色彩刺激值；h是一个将亮度转换成Y刺激值的常数。

为了达到白平衡或增加亮度，在一像素中相同色彩的发光二极管也许需要用不只一个。假设在第j个像素中的第i个红、绿和蓝发光二极管的色坐标分别为(x_ori(j)，y_ori(j))，(x_ogi(j)，y_ogi(j))，和(x_obi(j)，Y_obi(j))。在第n个图框的第j个像素中的第i个红、绿和蓝发光二极管之最大亮度分别设成I_ori ^m(j)，I_ogi ^m(j)，和I_obi ^m(j)。在第n个图框的第j个像素的红、绿和蓝发光二极管所发出光的总亮度分别设成I_or ^t(n，j)，I_og ^t(n，j)和I_ob ^t(n，j)。它们可以表示为

其中N_r，N_g，和N_b分别为一像素中红、绿和蓝发光二极管的数目；a_r(n，j)，a_g(n，j)，和a_b(n，j)分别为红、绿和蓝发光二极管的输入信号，且

0≤a_α(n，j)≤1，(α＝r，g，b)    (5)

这些输入信号用来对发光二极管做振幅调变或脉冲宽度调变，因此称之为光源调变信号。注意到实际上发光二极管的亮度并不和振幅调变的驱动电流的大小成正比，也不和脉冲宽度调变的驱动电流的脉冲宽度成正比。若要补偿这种非线性关系，光源调变信号在调变发光二极管的驱动电流前需再做修改。由以上的定义，我们有下列的关系：

$X_{\mathrm{o\α}}^m\left(j\right)=h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}[x_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)/y_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)]I_{\mathrm{o\αi}}^m\left(j\right),$

$Y_{\mathrm{o\α}}^m$ $\left(j\right)=$ $h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{o\αi}}^m\left(j\right),$ $(\mathrm{\α}=r,g,b)---\left(6a\right)$

$Z_{\mathrm{o\α}}^m\left(j\right)=h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\right[1-x_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)-y_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)]/y_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)\}{I}_{\mathrm{o\αi}}^m\left(j\right),$

以及

$X_{\mathrm{o\α}}^t(n,j)=h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}[x_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)/y_{\mathrm{o\αi}}\left(j\right)]I_{\mathrm{o\αi}}(n,j),$

$Y_{\mathrm{o\α}}^t(n,j)=h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{o\αi}}(n,j),(\mathrm{\α}=r,g,b)---\left(6b\right)$

$Z_{\mathrm{o\α}}^t(n,j)=h\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{\α}}}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\right[1-x_0{\mathrm{\α}}_i\left(j\right)-y_0{\mathrm{\α}}_i\left(j\right)/y_0{\mathrm{\α}}_i\left(j\right)\}{I}_{\mathrm{o\αi}}(n,j),$

其中X_0α ^m(j)，Y_0α ^m(j)，和Z_0α ^m(j)是在第j个像素中所对应的初始原色的最大三个色彩刺激值；X_oα ^t(n，j)，Y_oα ^t(n，j)，和Z_oα ^t(n，j)是将被显示在第n个图框中的第j个像素所对应的初始原色的三色彩刺激值。

利用上述的符号定义，若显示器上每一像素中的发光二极管的参数已知，使用下列的方法选择虚拟原色可以确保所需初始原色的发光亮度不为负值。红色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值可以选为：

$X_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Min}\left\{X_{0r}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Max}\left\{Y_{0r}^m\left(j\right)\right\},---\left(7a\right)$

$Z_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Max}\left\{Z_{0r}^m\left(j\right)\right\},$

其中Min{V(j)}是对所有j的最小V值，Max{V(j)}是对所有j的最大V值。绿色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值可以选为：

$X_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Max}\left\{X_{0g}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vg}}^m=\mathrm{Min}\left\{Y_{0g}^m\left(j\right)\right\},---\left(7b\right)$

$Z_{\mathrm{vg}}^m=\mathrm{M\αx}\left\{Z_{0g}^m\left(j\right)\right\}.$

蓝色虚拟原色的三色彩刺激的最大值可以选为：

$X_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Max}\left\{X_{0b}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Max}\left\{Y_{0b}^m\left(j\right)\right\},---\left(7c\right)$

$Z_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Min}\left\{Z_{0b}^m\left(j\right)\right\}.$

各虚拟原色的最大亮度和色坐标可以分别由(7a)式到(7c)式得到。当然，各虚拟原色的最大亮度之间的比例，需要根据白平衡条件做调整。这种选择法有效的原因是基于下列的事实：红色发光二极管的X刺激值，绿色发光二极管的Y刺激值，和蓝色发光二极管的Z刺激值通常分别比红色发光二极管，绿色发光二极管和蓝色发光二极管的其它两种刺激值大。这里举红色虚拟原色为例说明这方法。由于所选的X刺激是最小值，因此它可以由每一像素中的红色发光二极管产生。虽然所选的Y和Z刺激值是最大值，若它们不能全部由红色发光二极管产生，欠缺的部分可以轻易地分别由同一像素中的绿色和蓝色发光二极管产生。因此(5)式的要求可以被满足。(7a)式到(7c)式是用于发光二极管已被安置于显示器每一像素中的情况。若要求在发光二极管在被安置前，就要决定虚拟原色，选择的方法也可以根据这方法的精神稍为修改(7a)式到(7c)式。这是一种选择虚拟原色的简单方法，但不见得是最佳的选择方法。选择最佳的虚拟原色需要大量的数值计算工作。

寻找光源调变信号和输入影像信号的关系的方法如下：条件是令像素中的所有的发光二极管所发出光的三色彩刺激值和所需的虚拟原色的三色彩刺激值分别相等。如此则色彩的不均匀表现可以获得补偿。这条件可以写成：

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{\mathrm{v\α}}(n,j).$

由(8)式，可以获得光源调变信号

a_r(n，j)＝c_rr(j)s_r(n，j)+c_rg(j)s_g(n，j)+c_rb(j)s_b(n，j)，

a_g(n，j)＝c_gr(j)s_r(n，j)+c_gg(j)s_g(n，j)+c_gb(j)s_b(n，j)，(9)

a_b(n，j)＝c_br(j)s_r(n，j)+c_bg(j)s_g(n，j)+c_bb(j)s_b(n，j)。

注意到，对于扫瞄式发光二极管显示器屏幕上每一像素，虽然发光二极管持续发光，同一图框的光源调变信号并不一定同时被用来调变光源。在(9)式中，c_αβ(j)，(α，β＝r，g，b)，是转换系数，且

$c_{\mathrm{\α\β}}\left(j\right)=[d_{\mathrm{\αx}}\left(j\right)X_{\mathrm{v\β}}^m+d_{\mathrm{\αy}}\left(j\right)Y_{\mathrm{v\β}}^m+d_{\mathrm{\αz}}\left(j\right)Z_{\mathrm{v\β}}^m]/\mathrm{\Δ}\left(j\right),---\left(10\right)$

其中

$d_{\mathrm{rx}}\left(j\right)=Y_{0g}^m\left(j\right)Z_{0b}^m\left(j\right)-Y_{0b}^m\left(j\right)Z_{0g}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{ry}}\left(j\right)=X_{0b}^m\left(j\right)Z_{0g}^m\left(j\right)-X_{0g}^m\left(j\right)Z_{0b}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{ry}}\left(j\right)=X_{0g}^m\left(j\right)Y_{0b}^m\left(j\right)-X_{0b}^m\left(j\right)Y_{0g}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{gx}}\left(j\right)=Y_{0b}^m\left(j\right)Z_{0r}^m\left(j\right)-Y_{0r}^m\left(j\right)Z_{0b}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{gy}}\left(j\right)=X_{0r}^m\left(j\right)Z_{0b}^m\left(j\right)-X_{0b}^m\left(j\right)Z_{0r}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{gz}}\left(j\right)=X_{0b}^m\left(j\right)Y_{0r}^m\left(j\right)-X_{0r}^m\left(j\right)Y_{0b}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{by}}\left(j\right)=X_{0g}^m\left(j\right)Z_{0r}^m\left(j\right)-X_{0r}^m\left(j\right)Z_{0g}^m\left(j\right),$

$d_{\mathrm{bz}}\left(j\right)=X_{0r}^m\left(j\right)Y_{0g}^m\left(j\right)-X_{0g}^m\left(j\right)Y_{0r}^m\left(j\right),$

显然地，利用虚拟原色法必须先测量显示器中每一个发光二极管的色坐标和亮度，才能获得(10)式中所给的系数。若转换系数已知，输入影像信号可以由(9)式利用软件或硬件转换成光源调变信号。

图3显示转换信号的系统方块图。显示器中每一像素的转换系数(c_αβ(j))根据(10)式算出并预先储存于内存中。控制单元接收输入影像信号s_r(n，j)，s_g(n，j)，和s_b(n，j)并下载对应的转换系数到三个算术逻辑单元(ALU)中。这三个算数逻辑单元根据(9)式平行处理运算以转换信号。图4显示一个算术逻辑单元的运算。这三个算术逻辑运算单元的输出即为光源调变信号。

若显示器使用三种以上的原色，可以增加可产生的色域。这种显示器的不均匀色彩表现也可以用虚拟原色法补偿。例如有些点矩阵发光二极管显示器。除了红、绿和蓝三原色外，还将黄绿色当成另一原色。在图5中，红、黄绿、绿和蓝初始原色的色坐标分别分布于R、YG、G和B四方形区域中。图中也显示一个顶点在初始原色区域中的可产生色域四方形。这种四方形可称之为初始可产生色域四方形。虚拟原色可以选成使其可产生色域四方形在所有可能的初始可产生色域四方形内。图6显示一组可能的虚拟原色。这四种虚拟原色的最大亮度，也是必须适当地选择，使得产生虚拟原色所需的初始原色的亮度永远不为负值。以及它们之间的比例要满足白平衡条件。

由于通常只有红、绿和蓝三种输入影像信号，四原色显示器需要一种色彩分离规则以获得对应于四原色的影像信号。利用这个规则以及(8)式，可以获得分别对应于红、黄绿、绿和蓝色光源调变信号a_r(n，j)，a_y(n，j)，a_g(n，j)和a_b(n，j)，其中(8)式的加号要改为对四种原色相加。结果可以写成：

a_r(n，j)＝c_rr′(j)s_r(n，j)+c_rg′(j)s_g(n，j)+c_rb′(j)s_b(n，j)，

a_y(n，j)＝c_yr′(j)s_r(n，j)+c_yg′(j)s_g(n，j)+c_yb′(j)s_b(n，j)，

a_g(n，j)＝c_gr′(j)s_r(n，j)+c_gg′(j)s_g(n，j)+c_gb′(j)s_b(n，j)，(11)

a_b(n，j)＝c_br′(j)s_r(n，j)+c_bg′(j)s_g(n，j)+c_bb′(j)s_b(n，j)，

其中c_αβ′(j)，(α＝r，y，g，b；β＝r，g，b)，为转换系数。

根据(11)式，图7显示用来将三种输入影像信号转换成四种光源调变信号的系统方块图。其操作原理和显示于图3的系统方块图类似。在图7中算术逻辑单元的运作和图3中的一样。这四个算术逻辑单元的输出即为光源调变信号。

对于四原色显示器，另外一种可能的补偿方法为，先根据色彩分离规则获得四种分别对应于红、黄绿、绿和蓝原色的影像信号s_r″(n，j)，s_y″(n，j)，s_g″(n，j)，和s_b″(n，j)，再将这些影像信号转换成光源调变信号。由获得(9)式的类似方法可以得到下列关系：

a_r(n，j)＝c_rr″(j)s_r″(n，j)+c_ry″(j)s_y″(n，j)+c_rg″(j)s_g″(n，j)+c_rg″(j)s_b″(n，j)，

a_y(n，j)＝c_yr″(j)s_r″(n，j)+c_yy″(j)s_y″(n，j)+c_yg″(j)s_g″(n，j)+c_yb″(j)s_b″(n，j)，

a_g(n，j)＝c_gr″(j)s_r″(n，j)+c_gy″(j)s_y″(n，j)+c_gg″(j)s_g″(n，j)+c_gb″(j)s_b″(n，j)， (12)

a_b(n，j)＝c_br″(j)s_r″(n，j)+c_by″(j)s_y″(n，j)+c_bg″(j)s_g″(n，j)+c_bb″(j)s_b″(n，j)，

其中c_αβ″(j)，(α＝r，y，g，b；β＝r，y，g，b)，为转换系数。注意到在这种情况下，转换系数的选择并非唯一。

根据(12)式，图8显示用来将四种分离后的输入影像信号转换成四种光源调变信号的系统方块图。其操作原理和显示于图3的系统方块图类似。图9显示图8中的一个算术逻辑单元的运算。这四个算术运算单元的输出即为光源调变信号。

Claims (16)

1.一种补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其中的原色称为初始原色，方法包含下列步骤：

测量显示器每一像素中的初始原色的色坐标和最大亮度，其中最大亮度不是初始原色的光源所能产生的最大亮度，而是在一额电流或电压时的亮度，而当初始原色输出光以脉冲宽度调变时，“亮度”这名辞指的是对一时槽宽度平均的亮度；

从所有初始原色的测量值，选择一组虚拟原色，使得每一个虚拟原色的三色彩刺激值能够由显示器每一像素产生，其中虚拟原色的特性，由色坐标和最大亮度所描述，而所选定的虚拟原色可以等效地当成光源以取代初始原色，因此由于所有像素有相同的虚拟原色，显示器的色彩表现得以均匀；

找输入影像信号和光源调变信号的关系，使得在一像素中的初始原色的三色彩刺激值和虚拟原色之三色彩刺激值相等或接近，其中初始原色的三色彩刺激值可以设成和虚拟原色的三色彩刺激不完全一样，因为若偏差够小，显示器的色彩表现的均匀性是可以容忍的；

计算转换系数；

将输入影像转换成光源调变信号；以及

由光源调变信号产生显示器初始原色的驱动信号。

2.如权利要求1所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，一种为三原色或更多原色显示器选择虚拟原色的方法包含下列步骤：

选择一组虚拟原色使得每一虚拟原色的色坐标可以由每一像素所有可能组合的初始原色产生；

令每一虚拟原色的最大亮度为其对应的初始原色的最大亮度的下限，使得光源调变信号永远不为负值；以及

根据白平衡条件调整虚拟原色最大亮度之间的比例。

3.如权利要求1所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三原色显示器选择虚拟原色的方法包含下列步骤：

选红色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值为

$X_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Min}\left\{X_{\mathrm{or}}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Max}\left\{Y_{\mathrm{or}}^m\left(j\right)\right\},$

$Z_{\mathrm{vr}}^m=\mathrm{Max}\left\{Z_{\mathrm{or}}^m\left(j\right)\right\},$

其中X_or ^m(j)，Y_or ^m(j)，和Z_or ^m(j)为显示器第j个像素的红色初始原色的三色彩刺激值的最大值，Min{V(j)}是对所有j的最小V值，Max{V(j)}是对所有j的最大V值；以及选择绿色虚拟原色的三色彩刺激的最大值为

$X_{\mathrm{vg}}^m=\mathrm{Max}\left\{X_{\mathrm{og}}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vg}}^m=\mathrm{Min}\left\{Y_{\mathrm{og}}^m\left(j\right)\right\},$

$Z_{\mathrm{vg}}^m=\mathrm{Max}\left\{Z_{\mathrm{og}}^m\left(j\right)\right\},$

其中X_og ^m(j)，Y_og ^m(j)，和Z_og ^m(j)为显示器第j个像素的绿色初始原色的三色彩刺激值的最大值；以及选择蓝色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值为

$X_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Max}\left\{X_{\mathrm{ob}}^m\left(j\right)\right\},$

$Y_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Max}\left\{Y_{\mathrm{ob}}^m\left(j\right)\right\},$

$Z_{\mathrm{vb}}^m=\mathrm{Min}\left\{Z_{\mathrm{ob}}^m\left(j\right)\right\},$

其中X_ob ^m(j)，Y_ob ^m(j)，和_or ^m(j)(j)为显示器第j个像素的蓝色初始原色的三色彩刺激值的最大值；

由以上所选择的红、绿和蓝虚拟原色的三色彩刺激值的最大值分别计算红、绿和蓝虚拟原色的色坐标和最大亮度；以及根据白平衡条件调整虚拟原色最大亮度间的比例。

4.如权利要求1所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三原色显示器找输入影像信号和光源调变信号的关系是由下式决定：

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

其中X_oα ^t(n，j)，Y_oα ^t(n，j)，andZ_oα ^t(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色初始原色的总三色彩刺激值，其中α表示红、绿和蓝色；X_vα(n，j)，Y_vα(n，j)，和Z_vα(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色虚拟原色的三色彩刺激值，其中α表示红、绿和蓝色；而式中色彩刺激值的和是对红、绿和蓝原色的色彩刺激值相加获得；如此以上面方程式所给的条件可以获得第n个图框的第j个像素中红、绿和蓝色初始原色的光源调变信号a_r(n，j)，a_g(n，j)和a_b(n，j)如下

$a_{\mathrm{\α}}(n,j)=\underset{\mathrm{\β}}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{\α\β}}\left(j\right)s_{\mathrm{\β}}(n,j),(\mathrm{\α},\mathrm{\β}=r,g,b)$

其中s_r(n，j)，s_g(n，j)，和s_b(n，j)分别为显示器第n个图框之第j个像素的红、绿和蓝输入影像信号，c_αβ(j)是相关于显示器第j个像素的转换系数。

5.如权利要求1所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三种原色以上的显示器找输入影像信号和光源调变信号的关系是决定于：

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{X}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{X}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

和色彩分离规则，其中由于一般输入影像信号只有红、绿和蓝色三种信号，需要一色彩分离规则以分离出对应于各原色的比重或影像信号；X_oα ^t(n，j)，Y_oα ^t(n，j)，和Z_oα ^t(n，j)是显示器在第n个图框之第j个像素的α色初始原色的总三色彩刺激值，其中α表示某一原色；X_vα(n，j)Y_vα(n，j)，和Z_vα(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色虚拟原色的三色彩刺激值，其中α表示某一原色；而上式中色彩刺激值的和是对所有原色的色彩刺激值相加获得；如此以上面方程式所给的条件和色彩分离规则，可以获得第n个图框的第j个像素中各初始原色的光源调变信号 $a_{\mathrm{\α}}(n,j)=\underset{\mathrm{\β}}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{\α\β}}^{\′\′\′}\left(j\right)s_{\mathrm{\β}}^{\′\′\′}(n,j),$

其中s_β ^m(n，j)是显示器第n个图框的第j个像素的β色原色的影像信号，其中若只有红、绿和蓝输入影像信号要被转换，则s_β ^m(n，j)为输入影像信号，而β表示红、绿或蓝色，若有三个以上的影像信号要被转换，则s_β ^m(n，j)为已由红、绿和蓝入影像信号分离出的对应于各原色的影像信号，而β表示某一原色；c_αβ(j)为相关于显示器第j个像素的转换系数；以及加法符号是对所有要被转换的影像信号所对应的原色相加。

6.如权利要求1所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，计算转换系数步骤是将显示器每一像素的每一个初始原色的色坐标和最大亮度的测量值代入找输入影像信号和光源调变信号的关系的步骤所获得的转换系数的公式。

7、如权利要求1所述的一种补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，包含下列步骤：

储存转换系数；

一个控制单元接收影像信号；

下载储存于内存中相关的转换系数到算术逻辑单元；

令算术逻辑单元执行计算；以及

算术逻辑单元执行计算，将影像信号转换成光源调变信号。

8、如权利要求1所述的一个方法，其特征在于，光源驱动信号产生步骤：使用从影像信号转换步骤所获得的光源调变信号，调变初始原色的驱动信号，其中如果初始原色的亮度和其驱动信号的调变量之间是非线性关系，则在光源调变信号调变初始原色的驱动信号前，还要依此非线性关系做进一步修正；其中驱动信号的调变量，举例而言，对振幅调变方式是驱动电流的大小，对脉冲宽度调变方式是驱动电流的脉冲宽度。

9、一种补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其中的原色称为初始原色，而要求在初始原色被安置于显示器前选定虚拟原色，方法包含下列步骤：

测量所有将被使用于显示器的初始原色的色坐标和最大亮度，其中最大亮度不是初始原色的光源所能产生的最大亮度，而是在一额电流或电压时的亮度，而当初始原色输出光以脉冲宽度调变时，“亮度”这名辞指的是对一时槽宽度平均的亮度；

从所有将被使用于显示器的初始原色的测量值，选择一组虚拟原色，使得每一个虚拟原色的三色彩刺激值能够由显示器每一像素所有可能的组合的初始原色所产生，其中虚拟原色的特性，由色坐标和最大亮度所描述，而所选定的虚拟原色可以等效地当成光源以取代初始原色，因此由于所有像素有相同的虚拟原色，显示器的色彩表现得以均匀；

当初始原色已被安置于显示器中，测量在显示器每一像素中的初始原色的色坐标和最大亮度；

找输入影像信号和光源调变信号的关系，使得在一像素中的初始原色的三色彩刺激值和虚拟原色的三色彩刺激值相等或接近，其中初始原色的三色彩刺激值可以设成和虚拟原色的三色彩刺激不完全一样，因为若偏差够小，显示器的色彩表现的均匀性是可以容忍的；

计算转换系数；

将输入影像转换成光源调变信号；以及

由光源调变信号产生显示器初始原色的驱动信号。

10、如权利要求9所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，一种为三原色或更多原色显示器选择虚拟原色的方法包含下列步骤：

选择一组虚拟原色使得每一虚拟原色的色坐标可以由每一像素所有可能组合的初始原色产生；

令每一虚拟原色的最大亮度为其对应的初始原色的最大亮度的下限，使得光源调变信号永远不为负值；以及

根据白平衡条件调整虚拟原色最大亮度之间的比例。

11、如权利要求9所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三原色显示器选择虚拟原色的方法包含下列步骤：

假设一个像素包含N_r个红色初始原色光源，则选择红色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值为

$X_{\mathrm{vr}}^m=N_r\×\mathrm{Min}\left\{X_{\mathrm{or}}^m\left(k\right)\right\}$

$Y_{\mathrm{vr}}^m=N_r\×\mathrm{Max}\left\{Y_{\mathrm{or}}^m\left(k\right)\right\}$

$Z_{\mathrm{vr}}^m=N_r\×\mathrm{Max}\left\{Z_{\mathrm{or}}^m\left(k\right)\right\}$

其中X_or ^m(k)，Y_or ^m(k)，和Z_or ^m(k)为第k个将被使用于显示器的红色初始原色的三色彩刺激值的最大值，Min{V(k)}是对所有k的最小V值，Max{V(k)}是对所有k的最大V值；以及，假设一个像素包含Ng个绿色初始原色光源，则选择绿色虚拟原色的三色彩刺激的最大值为

$X_{\mathrm{vg}}^m=N_g\×\mathrm{Max}\left\{X_{\mathrm{og}}^m\left(k\right)\right\}$

$Y_{\mathrm{vg}}^m=N_g\×\mathrm{Min}\left\{Y_{\mathrm{og}}^m\left(k\right)\right\}$

$Z_{\mathrm{vg}}^m=N_g\×\mathrm{Max}\left\{Z_{\mathrm{og}}^m\left(k\right)\right\}$

其中X_og ^m(k)，Y_og ^m(k)，和Z_og ^m(k)为第k个将被使用于显示器的绿色初始原色的三色彩刺激值的最大值；以及，假设一个像素包含N_b个蓝色初始原色光源，则选择蓝色虚拟原色的三色彩刺激值的最大值为

$X_{\mathrm{vb}}^m=N_b\×\mathrm{Max}\left\{X_{\mathrm{ob}}^m\left(k\right)\right\}$

$Y_{\mathrm{vb}}^m=N_b\×\mathrm{Max}\left\{Y_{\mathrm{ob}}^m\left(k\right)\right\}$

$Z_{\mathrm{vb}}^m=N_b\×\mathrm{Min}\left\{Z_{\mathrm{ob}}^m\left(k\right)\right\}$

其中X_ob ^m(k)，Y_ob ^m(k)，和Z_ob ^m(k)为第k个将被使用于显示器的蓝色初始原色的三色彩刺激值的最大值；

由以上所选择的红、绿和蓝虚拟原色的三色彩刺激值的最大值分别计算红、绿和蓝虚拟原色的色坐标和最大亮度；以及根据白平衡条件调整虚拟原色最大亮度间的比例。

12、如权利要求9所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三原色显示器找输入影像信号和光源调变信号的关系是由下式决定：

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{X}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}=r,g,b}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

其中X_oα ^t(n，j)，Y_oα ^t(n，j)，andZ_oα ^t(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色初始原色的总三色彩刺激值，其中α表示红、绿和蓝色；

X_vα(n，j)，Y_vα(n，j)，和Z_vα(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色虚拟原色的三色彩刺激值，其中α表示红、绿和蓝色；而式中色彩刺激值的和是对红、绿和蓝原色的色彩刺激值相加获得；如此以上面方程式所给的条件可以获得第n个图框的第j个像素中红、绿和蓝色初始原色的光源调变信号a_r(n，j)，a_g(n，j)and a_b(n，j)如下

$a_{\mathrm{\α}}(n,j)=\underset{\mathrm{\β}}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{\α\β}}\left(j\right)s_{\mathrm{\β}}(n,j),(\mathrm{\α},\mathrm{\β}=r,g,b)$

其中s_r(n，j)，s_g(n，j)，和s_b(n，j)分别为显示器第n个图框的第j个像素的红、绿和蓝输入影像信号，c_αβ(j)是相关于显示器第j个像素的转换系数。

13、如权利要求9所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，为三种原色以上的显示器找输入影像信号和光源调变信号的关系是决定于：

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{X}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{X}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

$\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{0\mathrm{\α}}^t(n,j)=\underset{\mathrm{\α}}{\mathrm{\Σ}}{Z}_{\mathrm{v\α}}(n,j),$

和色彩分离规则，其中由于一般输入影像信号只有红、绿和蓝色三种信号，需要一色彩分离规则以分离出对应于各原色的比重或影像信号；X_oα ^t(n，j)，Y_oα ^t(n，j)，和Z_oα ^t(n，j)是显示器在第n个图框的第j个像素的α色初始原色的总三色彩刺激值，其中α表示某一原色；X_vα(n，j)Y_vα(n，j)，和Z_vα(n，j)是第n个图框的第j个像素的α色虚拟原色的三色彩刺激值，其中α表示某一原色；而上式中色彩刺激值的和是对所有原色的色彩刺激值相加获得；如此以上面方程式所给的条件和色彩分离规则，可以获得第n个图框的第j个像素中各初始原色的光源调变信号

$a_{\mathrm{\α}}(n,j)=\underset{\mathrm{\β}}{\mathrm{\Σ}}{c}_{\mathrm{\α\β}}^{\′\′\′}\left(j\right)s_{\mathrm{\β}}^{\′\′\′}(n,j),$

其中s_β ^m(n，j)是显示器第n个图框的第j个像素的β色原色的影像信号，其中若只有红、绿和蓝输入影像信号要被转换，则s_β ^m(n，j)为输入影像信号，而β表示红、绿或蓝色，若有三个以上的影像信号要被转换，则s_β ^m(n，j)为已由红、绿和蓝入影像信号分离出的对应于各原色的影像信号，而β表示某一原色；c_αβ(j)为相关于显示器第j个像素的转换系数；以及加法符号是对所有要被转换的影像信号所对应的原色相加。

14、如权利要求9所述的补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在一地，计算转换系数步骤是将显示器每一像素的每一个初始原色之色坐标和最大亮度的测量值代入找输入影像信号和光源调变信号的关系的步骤所获得的转换系数的公式。

15、如权利要求9所述的一种补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在于，包含下列步骤：

储存转换系数；

一个控制单元接收影像信号；

下载储存于内存中相关的转换系数到算术逻辑单元；

令算术逻辑单元执行计算；以及

算术逻辑单元执行计算，将影像信号转换成光源调变信号。

16、如权利要求9所述的一个补偿彩色显示器由于原色变化造成色彩表现不均匀的方法，其特征在在于，光源驱动信号产生步骤：使用从影像信号转换步骤所获得的光源调变信号，调变初始原色的驱动信号，其中如果初始原色的亮度和其驱动信号的调变量之间是非线性关系，则在光源调变信号调变初始原色的驱动信号前，还要依此非线性关系做进一步修正；其中驱动信号的调变量，举例而言，对振幅调变方式是驱动电流的大小，对脉冲宽度调变方式是驱动电流的脉冲宽度。

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