用于将三色输入信号变换为更多彩色信号的方法

摘要

一种用于把相应于规定彩色基色的三色域的三色输入信号(R，G，B)变换成相应于规定彩色基色和一个附加彩色基色W的色域的四色输出信号(R’，G’，B’，W)以便驱动具有发射相应于四色输出信号的光的发射器的显示器的方法，包括计算作为对于当前的和相邻的像素的三色输入信号(R，G，B)的函数F1的公共信号值S；根据当前的和相邻的像素的公共信号确定最后的公共信号值S’；通过计算该最后的公共信号值S’的函数F2的数值以及把它加到三色输入信号(R，G，B)的每个信号上而计算三色输出信号(R’，G’，B’)；以及计算作为最后公共信号值S’的函数F3的输出信号W。

说明书

发明领域

本发明涉及对三色图像信号进行彩色处理以便在具有四基色或更多基色的彩色OLED显示器上显示。

发明背景

加性彩色数字图像显示器件是熟知的，它是基于诸如阴极射线管、液晶调制器、和固态发光器，例如有机发光二极管(OLED)等多种技术的。在通常的OLED彩色显示器件中，像素包括红色、绿色和蓝色OLED。这些发光基色规定彩色色域，通过相加地组合来自这三种OLED的每个OLED的发光，即通过人的视觉系统的合并能力，可以得到各种各样的彩色。OLED可用来直接生成彩色，它使用掺杂的有机材料，发射电磁谱中所要求部分的能量；或替换地，宽带发射的OLED(呈现为白色)可以利用滤色镜进行衰减而得到红色、绿色和蓝色。

有可能采用一个白色或接近白色OLED连同红色、绿色和蓝色OLED一起来改进功率效率和/或随时间的发光稳定性。用于改进功率效率和/或随时间的发光稳定性的其它的可能性包括使用一个或多个附加的非白色OLED。然而，用于在彩色显示器上显示图像和其它的数据典型地是在三个信道上存储和/或传送的，也就是，具有相应于标准(例如，sRGB)或特定的(例如，测量的CRT荧光体)基色组的三个信号。重要的是要认识到，这个数据典型地是在发光元件的特定的空间排列的假设下而被采样的。在OLED显示器件中，这些发光元件典型地是并排地排列在平面上的。所以，如果进入的图像数据是对于三色显示器件的显示而被采样的，则该数据为了在不同于使用于三信道显示器件的三个OLED的、每个像素具有四个OLED的显示器上显示就必须重新被采样。

在CMYK印刷领域中，被称为颜色不足去除(undercolor removal)或灰色分量替换的变换是从RGB变为CMYK，或更具体地，从CMY变为CMYK。在它们的最基本方面，这些变换要减去CMY值的某一部分，并把这个量添加到K值。这些方法由于图像结构限制而复杂化，因为它们典型地牵涉到非连续色调部分，但因为减性CMYK图像的白色由其上印刷着图像的基片确定，这些方法相对于彩色处理仍然是相对较简单的。在连续色调加性彩色系统中试图应用类似的算法将造成彩色误差，如果附加的基色在彩色是不同于显示系统白色点的话。另外，在这些系统中使用的彩色典型地在顶部会互相重叠，所以当显示四种彩色时不需要在空间上对数据重新采样。

在顺序场彩色投影系统领域中，大家知道使用白色基色与红色、绿色和蓝色基色相组合。白色被投射来增大由红色、绿色和蓝色基色提供的亮度，因而固有地减小被投射的某些彩色(如果不是全部的话)的色饱和。由Morgen等在2002年9月17日发布的美国专利6,453,067中提出的方法教导一种根据红色、绿色和蓝色强度的最小值计算白色基色的强度，随后经由缩放计算修改的红色、绿色和蓝色强度的方法。缩放在表面上是试图校正由白色提供的亮度添加所造成的彩色误差，但通过缩放进行的简单校正对于所有的彩色决不会恢复在添加白色时失去的所有的彩色饱和度。在这个方法中，缺乏减法步骤在至少某些彩色中肯定有彩色误差。另外，Morgen的公开内容描述了一个问题，该问题是如果白基色在彩色上不同于显示装置的指定的白色点而又没有适当地解决它而引起的。该方法只接受平均的有效的白色点，这实际上把白基色的选择限制在器件的白色点附近的狭窄范围内。由于红色、绿色、蓝色和白色单元被投射成在空间上互相重叠，所以对于在四色器件上的显示不需要空间上对数据重新采样。

Lee等在“TFT-LCD with RGBW Color System”(RGBW彩色系统的TFT-LCD)，SID 03 Digest，pp.1212-1215中描述了类似的方法，用来得到具有红色、绿色、蓝色和白色像素的彩色液晶显示器。Lee等人计算白色信号作为红色、绿色、和蓝色信号的最小值，然后以亮度增强至上为目标缩放红色、绿色、和蓝色信号来校正某些，但不是全部，彩色误差。Lee等人的方法具有与Morgan相同的彩色不精确性问题，对于红色、绿色、蓝色和白色单元的阵列没有进行空间上对进入的三色数据重新采样。

在铁电液晶显示器领域中，由Tanioka在1999年7月27日发布的美国专利5,929,843中提出另一种方法。Tanioka的方法遵循类似于熟悉的CMYK方法的算法，把R，G，B信号的最小值分配给W信号，然后从R，G，B信号中减去该W信号。为了避免空间伪像，该方法提出把可变的缩放因子加到最小信号上，这导致在低亮度水平时有更平滑的彩色。因为它与CMYK算法的类似性，它具有上述相同的问题，即与显示器白色点的彩色是不同的白色像素将造成彩色误差。类似于Morgan等人(以上参考的US 6,453,067)，彩色单元典型地投射成在空间上互相重叠，所以不需要空间上对数据重新采样。

虽然在现有技术中讨论过叠置的OLED显示器件，它提供在每个可见的空间位置上的全部彩色数据，但OLED显示器件通常是由被安排在单个平面上的OLED的多个彩色构建的。当显示器提供具有不同的空间位置的彩色发光元件时，已经知道要为用于空间安排的数据进行采样。例如，1994年8月23日发布的、授权给Benzschawel等的美国专利5,341,153讨论了一种方法，用于在低分辨率液晶显示器上显示高分辨率的彩色图像，其中不同彩色的发光单元具有不同的空间位置。使用这种方法，当把数据采样成一个规定子像素呈现(rendering)的格式时，要考虑为了产生用于每个发光单元的信号而被采样的原始图像的空间位置和区域。虽然这项专利确实提到提供用于具有四个不同的彩色发光单元的显示器件的数据的采样，但它没有提供用于从传统的三色图像信号变换到适合于在具有四个不同的彩色发光单元的显示器件上显示的图像信号的方法。另外，Benzschawel等人假设，输入数据起源于其分辨率高于显示器的图像文件，以及包含在每个像素位置处对所有的彩色发光单元的信息。

现有技术还包括各种方法，用于对从发光单元的一个预期的空间排列到发光单元的第二个空间排列的图像数据进行重新采样。由Brown Elliott等人在2003年2月20日公布的、美国专利申请公布号No.2003/0034992A1讨论了一种的方法，它把打算用于在具有三色发光单元的一种空间排列的显示器上呈现的数据重新采样为具有三色发光单元的不同的空间排列的显示器。具体地，这项专利申请讨论把打算用于在具有传统的发光单元的排列的显示器上呈现的三色数据重新采样成打算用于在具有发光单元的替换的排列的显示器上呈现的三色数据。虽然有可能把数据从一个预期的空间排列重新采样成具有空间上重叠的发光单元的逻辑显示器，但执行从三色图像信号到四色OLED显示器的变换和然后重新采样数据成OLED显示器的空间排列，在计算上强度是很大的。

所以，需要一种用于把承载图像或其它数据的三色输入信号变换成四个或多个在空间上不重叠的输出信号的改进的方法。

发明概要

这种需要是通过提供一种方法而得以满足的，该方法用于把相应于规定彩色基色的三色域的三色输入信号(R，G，B)变换成相应于规定彩色基色和一个附加彩色基色W的色域的四色输出信号(R’，G’，B’，W)，以便驱动具有发射相应于该四色输出信号的光的发射器的显示器，该方法包括计算作为对于当前的和相邻的像素的三色输入信号(R，G，B)的函数F1的公共信号值S；根据当前的和相邻的像素的公共信号确定最后的公共信号值S’；通过计算该最后的公共信号值S’的函数F2的数值以及把它添加到三色输入信号(R，G，B)的每个信号上而计算三色输出信号(R’，G’，B’)；以及计算作为该最后公共信号值S’的函数F3的输出信号W。

优点

本发明具有的优点是提供一种有效的方法来把可被采样的、用于在具有三个在空间上不重叠的发光单元的显示器上显示的三色输入图像信号变换成保留OLED显示系统中的边缘信息的四色或更多色图像信号。

附图简述

图1是在25描述色域内和色域外彩色时有用的、现有技术CIE1931色度图；

图2是显示本发明的方法的一部分的流程图；

图3是典型的显示器发光强度响应曲线的图；

图4是典型的现有技术的、发光单元的红色、绿色和蓝色带条排列的图；

图5是显示当其中心是处在第二绿色发光单元的台阶边缘在发光单元的RGB带条排列上被显示时的强度的图；

图6是典型的发光单元的红色、绿色、蓝色和白色带条排列的图；

图7是显示当通过使用图2所示的方法把台阶边缘变换成红色、绿色、蓝色和白色信号时的强度的图；

图8是显示在本发明的方法中的附加步骤的流程图；

图9是显示当使用图8所示的本方法的附加步骤来变换台阶边缘时的强度的图；

图10是显示在本发明的方法中的另一个附加步骤的流程图；

图11是显示当使用图10所示的本方法的附加步骤来变换台阶边缘时的强度的图；以及

图12是显示在采用按照现有技术的三色到四色变换处理过程的系统中典型的处理步骤的流程图。

发明详细说明

本发明是针对一种用于把承载图像或其它数据的三色输入信号变换成用于在具有四个或更多彩色基色的混合显示器上显示的四色或更多色输出信号的方法。本发明例如可用来把已被采样的为在具有空间上非重叠的三个发光单元的显示器上显示的3-彩色RGB输入彩色图像信号变换成四彩色信号，以便驱动一个其像素是由每个发射四种彩色中的一种彩色光的发光单元组成的四彩色OLED显示器。

图1显示四彩色OLED显示器的显示假想的基色代表的1931 CIE色度图。红色基色2、绿色基色4和蓝色基色6规定一个由色域定义三角形8限定范围的彩色色域。附加基色10基本上是白色，因为它在本例中接近图的中心，但不一定要在显示器的白色点处。另一个附加基色12被显示为在色域8的外面，它的使用将在后面描述。

给定的显示器具有白色点，通常可通过硬件或软件经由技术上已知的方法来调节，但对于本例来说是固定的。白色点是从被驱动到它们的最高的可达到的程度的三种彩色基色--在本例中是红色、绿色和蓝色基色--的组合得到的彩色。白色点由它的色度坐标和它的亮度(通常称为xyY值)来规定，它们可以通过以下的公式被变换成CIE XYZ三色值：

$>>X>=>>x>y>>·>Y>>>$

Y＝Y

$>>Z>=>>>(>1>->x>->y>)>>y>>·>Y>>>$

注意到全部三个三色值通过亮度Y被缩放，可以看到，XYZ三色值在最严格的意义上具有亮度的单位，诸如cd/m²。然而，白色点亮度常常被归一化为具有数值100的无量纲量，使它成为有效的百分数亮度。这里，术语“亮度”常常被使用来指百分数亮度，以及XYZ三色值以相同的意义被使用，因此，具有(0.3127，0.3290)的D65的共同显示白色点具有(95.0，100.0，108.9)的XYZ三色值。

显示器白色点和三显示基色--在本例中是红色、绿色和蓝色--的色度坐标一起规定荧光体矩阵，它的计算在技术上熟知的。还熟知的是，非正式的术语“荧光体矩阵”，虽然在历史上与使用发光荧光体的CRT显示器有关，但可以在具有或不带有物理的荧光体物质的显示器的数学说明中更广义地被使用。荧光体矩阵把强度变换成XYZ三色值，对作为显示器的加性彩色系统有效地建模，以及相反地，把XYZ三色值变换成强度。

基色的强度在这里被定义为正比于该基色的亮度的数值，并且被缩放成使得三个基色的每个单位强度的基色的组合产生一个具有等于显示器白色点的三色值的XYZ三色值的彩色激励。这个定义也约束荧光体矩阵的项的缩放。例如具有红色、绿色和蓝色基色色度坐标分别为(0.637，0.3592)、(0.2690，0.6508)和(0.1441，0.1885)和D65白色点的OLED显示器具有一个荧光体矩阵M3：

$>>M>3>=>>>>>56.7>>>16.0>>>22.4>>>>>32.1>>>38.7>>>29.2>>>>>0.545>>>4.76>>>104>>>>>>>$

荧光体矩阵M3乘以作为列向量的强度，产生XYZ三色值，如在这个公式中：

$>>M>3>\times >>>>>>I>1>>>>>>>I>2>>>>>>>I>3>>>>>>=>>>>>X>>>>>Y>>>>>Z>>>>>>>$

其中I₁是红色基色的强度，I₂是绿色基色的强度，和I₃是蓝色基色的强度。

应当指出，荧光体矩阵典型地是线性矩阵变换，但荧光体矩阵变换的概念可被归纳为任何从强度变换成XYZ三色值的变换或一系列变换(或反之亦然)。

荧光体矩阵也可被归纳为去处理三个以上的基色。当前的例子包含附加基色，它具有xy色度坐标(0.3405，0.3530)-接近白色，但不是在D65白色点。在任意被选择为100的亮度，附加基色具有(96.5，100.0，86.5)的XYZ三色值。这三个数值可被附着到荧光体矩阵M3而不用修改以产生第四列，虽然为了方便起见，XYZ三色值被缩放到在由红色、绿色和蓝色基色规定的色域内的最大可能值。荧光体矩阵M4为如下：

$>>M>4>=>>>>>56.7>>>16.0>>>22.4>>>88.1>>>>>32.1>>>38.7>>>29.2>>>91.3>>>>>0.545>>>4.76>>>104>>>79.3>>>>>>>$

类似于早先给出的那个的公式将允许把相应于红色、绿色、蓝色和附加基色的强度的四数值向量变换成XYZ三色值，它们的组合在显示器中将具有：

$>>M>4>\times >>>>>>I>1>>>>>>>I>2>>>>>>>I>3>>>>>>>I>4>>>>>>=>>>>>X>>>>>Y>>>>>Z>>>>>>>$

通常，荧光体矩阵的数值处在它的倒数值，这考虑到XYZ三色值的彩色技术指标，并且导致在显示器上产生该彩色所需要的强度。当然，彩色色域限制了可能重现的那些彩色范围，以及处在色域外部的XYZ三色技术指标导致强度处在范围[0，1]以外。已知的色域变换技术可被用来避免这种情形，但它们的使用与本发明离得很远，所以将不作讨论。在3×3荧光体矩阵M3情形下，求逆是简单的，但在3×4荧光体矩阵M4情形下，它不是唯一地确定的。本发明提供用于为所有的4个基色信道分配强度值的方法而不需要3×4荧光体矩阵求逆。

本发明的方法从规定三色域的基色的彩色信号开始，在本例中是红色、绿色、和蓝色基色的强度。这些是从XYZ三色值技术规范通过上述的荧光体矩阵M3的求逆或通过把RGB、YCC或线性地或非线性地编码的其它三信道彩色信号变换到相应于色域规定的基色和显示器白色点强度的已知方法得到的。

图2显示在三色图像信号变换到四色时使用的一般步骤的流程图。三个彩色输入信号(R，G，B)被输入22到显示器。如果白色点的色度坐标与显示器白色点的色度坐标不匹配，则相对于附加基色W进行对三色输入信号(R，G，B)归一化24的任选的步骤。如果不执行归一化的任选的步骤，则在以下的计算中使用数值(R，G，B)来代替(Rn，Gn，Bn)。根据OLED的例子，红色、绿色和蓝色强度被归一化，以使得每个基色的单位强度的组合将产生一个具有等于附加基色W的那些XYZ三色值。这是通过对以列向量显示的红色、绿色、和蓝色强度进行缩放，对使用色域规定的基色重现附加基色的彩色所需要的强度的倒置而完成的：

$>>>>>>1.010>>>0>>>0>>>>>0>>>1.000>>>0>>>>>0>>>0>>>1.400>>>>>\times >>>>>R>>>>>G>>>>>B>>>>>=>>>>>Rn>>>>>Gn>>>>>Bn>>>>>>>$

归一化的信号(Rn，Gn，Bn)26被使用来计算28作为函数F1(Rn，Gn，Bn)的公共信号S。在本例中，函数F1是专门的最小函数，它选择三个中最小的非负信号。公共信号S被用来计算30函数F2(S)的数值。在本例中，函数F2提供算术倒置：

                         F2(S)＝-S

函数F2的输出被加到32归一化的彩色信号(Rn，Gn，Bn)上，得到相应于原先的基色信道的归一化的输出信号(Rn’，Gn’，Bn’)34。如果白色材料的彩色坐标与显示器白色点的彩色坐标不匹配，则通过对使用色域规定的基色重现附加基色的彩色所需要的强度进行缩放，而归一化36这些信号到显示器白色点的任选的步骤，得到相应于输入彩色信道的输出信号(R’，G’，B’)：

$>>>>>>1.990>>>0>>>0>>>>>0>>>1.000>>>0>>>>>0>>>0>>>1.715>>>>>\times >>>>>>Rn>\prime >>>>>>>Gn>\prime >>>>>>>Bn>\prime >>>>>>=>>>>>>R>\prime >>>>>>>G>\prime >>>>>>>B>\prime >>>>>>>>$

公共信号S被使用来计算函数F3(S)。在简单的四色OLED例子中，函数F3仅仅是识别函数。函数F3的输出被指定给输出信号W 42，它是附加基色W的彩色信号。在本例中的四色输出信号是强度，并可被组合成四数值向量(R’，G’，B’，W)，或一般地(11’，12’，13’，14’)。3×4荧光体矩阵M4乘这个向量，表示将由显示器产生的XYZ三色值为：

$>>M>4>\times >>>>>>>I>1>>\prime >>>>>>>>I>2>>\prime >>>>>>>>I>3>>\prime >>>>>>>>I>4>>\prime >>>>>>=>>>>>X>>>>>Y>>>>>Z>>>>>>>$

在本例中，当函数F1选择最小非负信号时，函数F2和F3的选择就确定了彩色重现对于色域内彩色的精确程度。如果F2和F3都是线性函数，F2具有负斜率和F3具有正斜率，则其效果是从红色、绿色、和蓝色基色中减去强度以及把强度添加到附加基色上。而且，当线性函数F2和F3具有幅度上相等而符号相反的斜率时，从红色、绿色、和蓝色基色中减去的强度将完全根据指定给附加基色的强度来计算，以保留精确的彩色重现以及提供与三色系统相同的亮度。

如果F3的斜率在幅度上大于F2的斜率，则系统亮度将增大而彩色精确性将恶化，从而饱和度减小。反之如果F3的斜率在幅度上小于F2的斜率，则系统亮度将减弱而彩色精确性将恶化，从而饱和度增加。如果函数F2和F3是非线性函数，假定F2减小以及F2和F3相对于独立的轴是对称的，则彩色精确性将仍旧保留。

在这些情形的任何情形下，函数F2和F3可被设计成根据彩色输入信号代表的彩色而变化。例如，当亮度增加或彩色饱和度减小时它们可以变得更陡，或者它们可以相对彩色输入信号的色调(R，G，B)而改变。函数F2和F3可以有许多组合，这些组合将为彩色精确性提供附加基色相对于色域规定基色的不同的利用水平。另外，存在函数F2和F3的各种组合，它们允许在有利于亮度的条件下对彩色精确性的折衷。这些函数在设计时的选择或显示器的使用就取决于它的预期的用途和技术指标。例如，便携式OLED显示器要最大限度地利用比起一个或多个色域规定的基色具有更大的功率效率的附加基色以便在功率效率上、从而在电池寿命方面大大地得益。这样的显示器与数码照相机或其它成像设备的结合使用也要求彩色精确性，而本发明的方法在这两方面都能提供。

归一化步骤允许在显示器的色域内的彩色的精确的重现，而不管附加基色的彩色。在其中附加基色的彩色与显示器白色点完全相同的独特的情形下，这些归一化步骤简化为等同的函数。在任何其它的情形下，通过省略归一化步骤而引起的彩色误差量主要取决于在附加基色与显示器白色点之间的彩色差别。

在具有一个处在由规定色域的基色所规定的色域以外的附加基色的显示装置中要对用于显示的彩色信号进行变换时，归一化是特别有用的。转回到图1，附加基色12被显示为在色域8以外。因为它在色域之外，使用红色、绿色、和蓝色基色重现它的彩色需要有超过范围[0，1]的强度。虽然在物理上是不可实现的，但这些值可被用于计算。通过附加基色色度坐标(0.4050，0.1600)，绿色基色所需的强度是负的，但早先显示的同一个关系可用来把强度归一化：

$>>>>>>1.000>>>0>>>0>>>>>0>>>->1.411>>>0>>>>>0>>>0>>>1.543>>>>>\times >>>>>R>>>>>G>>>>>B>>>>>=>>>>>>>Rn>>>>>Gn>>>>>Bn>>>>>>>>>$

处在红色、绿色、和蓝色基色的色域以外的彩色、尤其是在从红色-蓝色边界与附加基色之间的彩色，将要求用于绿色基色的负强度和用于红色和蓝色基色的正强度。在进行了这个归一化后，红色和蓝色值是负的以及绿色值是正的。函数F1选择绿色作为最小的非负值以及绿色被来自附加基色的强度部分地或全部代替。在附加基色强度通过撤消归一化(即去归一化)而被计算后，负值被去除：

$>>>>>>1.000>>>0>>>0>>>>>0>>>->0.709>>>0>>>>>0>>>0>>>0.648>>>>>\times >>>>>>Rn>\prime >>>>>>>Gn>\prime >>>>>>>Bn>\prime >>>>>>=>>>>>>R>\prime >>>>>>>G>\prime >>>>>>>B>\prime >>>>>>>>$

归一化步骤保留了彩色精确性，从而明显地允许白色、接近白色、或任何其它彩色在混合彩色显示器中被用作为附加基色。在OLED显示器中，接近于但不是在显示器白色点处的白色发射器的使用是非常可能的，就像使用第二蓝色、第二绿色、第二灰色，或甚至诸如黄色或紫色的色域扩展发射器那样。

成本或处理时间的节省可以通过在计算时使用其强度是近似值的信号而实现。众所周知，图像信号常常被非线性编码，以便最大限度地使用比特深度或计及预期的显示器的特性曲线(例如，色域)。强度在以前被定义为在显示器白色点处被归一化为一个单位，但在该方法中给定线性函数的情况下，可以看到，有可能把强度缩放为代码值255、峰值电压、峰值电流、或与每个基色的亮度输出线性相关的任何其它量，并且将不会导致彩色误差。

通过使用与非线性相关的量(诸如色域校正的代码值)，作为强度的近似值，将导致彩色误差。然而，取决于对线性的偏差程度以及使用曲线的哪个部分，当考虑到节约时间或成本时，误差可以是小到可接受的。例如，图3显示OLED的特性曲线，表示对于代码值的非线性强度响应。曲线具有一个拐点52，在该点以上，其外观比起其下面呈现更显著的直线性。使用代码值来近似强度多半是一个坏的选择，但通过使用所显示的拐点52从代码值中减去一个常数(对于图3所示的例子约为175)，会给出好得多的近似。提供给图2所示方法的信号(R，G，B)可计算为如下：

$>>>>>>Rcv>>>>>Gcv>>>>>Bcv>>>>>->175>=>>>>>R>>>>>G>>>>>B>>>>>>>$

在完成图2所示的方法后通过使用以下步骤去除该偏移：

$>>>>>>>R>\prime >>>>>>>G>\prime >>>>>>>B>\prime >>>>>>+>175>=>>>>>>Rcv>\prime >>>>>>>Gcv>\prime >>>>>>>Bcv>\prime >>>>>>>>$

这个近似可以节省处理时间或硬件成本，因为它用简单的加法替代查找表运算。

利用图2所示的方法来变换三色输入信号到四个以上的彩色输出信号，需要接连地应用图2所示的方法。每次接连地应用该方法为一个附加基色计算信号，以及计算次序是通过颠倒对于基色规定的优先度而确定。例如，考虑OLED显示器，它具有色度分别为(0.637，0.3592)、(0.2690，0.6508)、和(0.1441，0.1885)的已讨论的红色、绿色、和蓝色基色，加上两个附加基色，一个是具有色度(0.3405，0.3530)的浅黄色和另一个是具有色度(0.2980，0.3105)的浅蓝色。附加基色分别被称为黄色和浅蓝色。

对附加基色按优先排序时可以考虑随时间的亮度稳定度、功率效率、或发射器的其它特性。在这种情形下，黄色基色比起浅蓝色基色其功率效率是更高的，所以计算次序是首先进行浅蓝色，然后进行黄色。一旦计算了对于红色、绿色、蓝色和浅蓝色的强度，就必须把一个值放在一边以允许该方法把其余的三个信号变换成四个。对放在一边的数值(X)的选择可以是任意的，但最好的选择是这样一个信号，它是由函数F1计算得到的最小值的源。如果该信号是绿色强度，则该方法根据红色、蓝色和浅蓝色的强度计算黄色强度。最后把全部五个彩色：红色、绿色、蓝色、浅蓝色和黄色的强度放在一起供显示用。可以建立一个3×5荧光体矩阵，以便给它们在显示器中的组合建模。这种技术可以容易地被扩展成从三个输入信号开始来计算用于任何数目的附加基色的信号。

虽然这个方法当输入数据是针对一个具有空间上重叠的发光单元的显示器而进行采样时提供了从三色输入信号变换到四色或多色信号的精确的方法，但当输入信号针对一个具有非重叠的发光单元的显示器上的显示而进行采样时，沿边缘的彩色和亮度分布可能被破坏。例如，三色输入信号可能会显示像素图案的边缘，如图4所示。这个图显示包含四个像素(56，58，60和62)的显示器件54的一部分，每个像素包含红色R、绿色G、和蓝色B发光单元的重复图案。这四个像素例如可被用来显示一个其中心在第二绿色发光单元58G上的台阶边缘，以及得出对每个彩色的强度分布，如图5所示。

图5显示图4中的、对于一个其中心在第二绿色发光单元58G上的台阶边缘的红色64、绿色66、和蓝色68强度。当应用四色变换算法时，图像被显示在一个四单元显示器上，诸如图6所示的显示器。这个图显示具有四个像素(72，74，76和78)的显示器70，每个像素包含红色R、绿色G、蓝色B和白色W发光单元。当诸如图2所示算法那样的算法被用于如图5所示的包含台阶边缘的三色信号、并被显示在图6所示的四色显示器70上时，最终得到的信号将呈现为如图7所示。

如图7所示，最终得到的台阶边缘的图像包含在第二像素74中的绿色80和蓝色82，以及在第三像素76和第四像素78中的白色84。请注意第二像素74的彩色将是青蓝色，尽管台阶边缘预期应是彩色中性的。在合适的分辨率下，最终得到的图像将呈现为沿边缘的左面具有青蓝色条纹以及在边缘的其它端具有红色条纹(未示出)。如果显示移动图像的话，类似的现象可导致可见的条纹或抖动的边缘。为了避免这些问题和改进沿边缘的亮度分布，图2所示的方法可被修改以便平滑先前计算28的公共信号S的转换。

显示本发明的方法的流程图在图8上示出。如图所示，对于多个像素计算86公共信号(图2所示的步骤22到26)。然后选择88相邻的像素，以便把它们包括在加权平均值中。然后选择90加权平均值。然后对于当前的像素和一个或多个相邻的像素，计算92这个公共信号的加权平均值。优选地，这个加权平均值包含相邻的像素，其中至少包括在发光单元R，G，B在像素56，58和60中互相取代的方向上在当前的像素的左面的一个像素和在右面的一个像素。然而，术语相邻的像素还可包括在当前的像素的任一侧的一个以上的像素，以及还可包括沿其它轴，诸如正交或对角线取向的像素。例如，通过利用公共信号S或在当前的像素的另一侧的一个像素，可以利用以下公式：

            S′_c＝w₁S_(c-1)+w₂S_(c)+w₃S_(c+1)来计算用于当前的像素c的最后的公共信号S’。其中S’来自像素c-1，c，c+1的公共信号S的加权平均值，权因子(w1，w2和w3)是常数，典型地它被加到I以及可分别包括诸如0.25，0.5和0.25的数值。

虽然在本例中讨论的权因子可以是常数，但也可以根据信号改变的方向选择权因子。例如，公共信号可以在当前的像素的任一侧的一个或多个像素之间进行比较。然后可以选择两个公共信号中较小的信号，并把较大的权因子值施加到较小的公共信号值上。

然后任选地，对当前的像素c的原先的公共信号S_c和修改的公共信号S’_c进行比较94，并选择使用这两个数值的最小的数值来代替早先计算26的公共信号S。一旦计算了最后的公共信号，就通过使用这个公共信号来完成图2所示的其余的步骤(28到42)。当这个算法被用到图5所示的三色输入信号时，设定0.25，0.5和0.25的恒定权因子，就得到图9所示的信号。如图所示，最终得到的信号包含用于像素76的红色信号100、用于像素74和76的绿色信号102、用于像素74和76的蓝色信号104、以及用于像素76和78的白色信号106。因为在像素76中存在某些红色能量，沿台阶边缘的前面边缘的青蓝色条纹减小了可视度。所以，本方法减小条纹的可视度。另外，当显示移动的边缘时，在发光单元之间的转换将得到平滑，从而减小沿边缘出现抖动。

还可想出另一种方法。例如，图8的步骤88到96可以由图10所示的步骤替代。如图10所示，为相关的相邻的像素确定108公共信号的最小值。使用这个最小值和当前的像素的公共信号计算110加权平均值。最后，确定112当前像素的原先公共信号与在步骤110计算的数值的最小值。正如以前的方法那样，本方法减小了条纹或沿边缘的抖动伪像的可视度。图11显示当在步骤110施加相等的权因子时所得信号。同样，这个信号包含用于像素76的红色信号114、用于像素74和76的绿色信号116、用于像素74和76的蓝色信号118、以及用于像素76和78的白色信号120。与前面一样，在像素76中红色信号114的存在减小了沿台阶边缘的青蓝色条纹的可视度。

本方法的简化只是计算早先在相邻的和当前的像素上计算28的最小值公共信号，以及应用这个最小值作为当前的像素的公共信号。这等价于在加权平均步骤110中为最小信号施加1.0的权因子，该信号是对相关的相邻的像素确定108的。

虽然本方法具有减小彩色条纹和其它相关成像的伪像的优点，但本发明的主要的优点不是质量上的改进，而是这个算法能够实现的简化的图像处理链。一个包括把三色输入信号变换成四色信号的典型的图像处理链显示于图12。如图12所示，高分辨率三色信号可被输入130到显示系统。这个信号理想地代表n个像素的数据，其中3n是显示器上发光单元的数目。这个信号然后被变换成一个用于每个3n信号值的四色信号，从而得到4n个数值。最后，信号可从4n个值被下采样134到4/3n个值，从而每个发光单元有一个彩色值。

为了减小处理步骤的数目和对于进行这些步骤所必须的处理功率，步骤132和134最好是被颠倒。然而，当应用图2所示的彩色变换处理过程时，会引起彩色条纹和其它相关的伪像。但是，当公共信号被平滑或减小时，步骤132和134可被颠倒，而不存在这些伪像。在这种情形下，彩色变换处理过程132仅仅必须对于n个信号值进行。而且，下采样步骤134把n个信号值减小到4/3n个值。这样，较低功率和较低成本的处理器可被应用来完成必须的处理步骤。

部件表

2红基色色度

4绿基色色度

6蓝基色色度

8色域三角形

10附加的色域内基色色度

12附加的色域外基色色度

22对规定色域基色的输入信号

24计算附加基色归一化的信号步骤

26被归一化到附加基色的信号

28计算函数F1，公共信号步骤

30计算公共信号的函数F2步骤

32附加步骤

34被归一化到附加基色的输出信号

36计算白色点归一化的信号步骤

40计算公共信号的函数F3步骤

42用于附加基色的输出信号

52曲线拐点

54显示器

56像素

58像素

60像素

62像素

64红色强度

66绿色强度

68蓝色强度

70显示器

72像素

74像素

76像素

78像素

80红色信号

82绿色信号

84蓝色信号

86计算公共信号步骤

88选择像素步骤

90选择加权值步骤

92计算加权平均步骤

94比较步骤

96选择数值步骤

98结束

100红色信号

102绿色信号

104蓝色信号

106白色信号

108确定公共信号步骤

110计算加权平均步骤

112确定最小步骤

114红色信号

116绿色信号

118蓝色信号

120白色信号

130输入彩色信号步骤

132变换步骤

134下采样步骤