CN1624756A

CN1624756A - 显示彩色调节

Info

Publication number: CN1624756A
Application number: CNA2004100687068A
Authority: CN
Inventors: 朱利安·蒂勒尔
Original assignee: Dialog Semiconductor GmbH
Current assignee: Dialog Semiconductor GmbH
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: KR101042517B1; CN100437743C; KR20050026357A; JP2005084686A

Abstract

实现了一种在将显示数据的彩色写入到显示RAM之前，在显示驱动器电路中线性换算所述显示数据的彩色的方法和***。所发明的***和方法适用于诸如CSTN，DSTN，TFT，OLED等任何显示器类型。根据诸如红、绿和蓝色的每种原色值自身的设定来单独地对其进行调节，其使得得到显示调节的最大的适应性。进行设定调节，以将所显示的彩色调节为任何显示屏幕类型的特定的彩色特性。***处理器为特定的显示器类型设定红、绿和蓝色调节寄存器设定。经由显示调节电路将显示数据从***处理器下载到显示RAM。所述显示调节电路在将显示数据写入到RAM之前，根据彩色调节寄存器设定来修改显示数据。

Description

显示彩色调节

技术领域

本发明一般涉及显示***，具体涉及在把要显示的彩色写入到显示RAM中之前调节该要显示的彩色的***和方法。

背景技术

通常需要调节数字图像的彩色，以适应用于显示所述数字图像的显示***。若不进行任何调节，数字图像的观看者将会对所显示的彩色不满意。诸如彩色超扭曲向列(CSTN)、薄膜晶体管(TFT)、有机发光二极管(OLED)、或双层超扭曲向列(DSTN)显示器的所有的显示***在显示彩色时具有它们特有的缺陷。因此，必须调节数字图像的彩色，以满足所述图像的观看者的期望。

存在多种已知的方法来进行所述彩色调节。

(Sato等人的)美国专利第6,262,817号描述了用于调节输入图像的彩色的彩色图像***，其包括彩色调节单元和彩色显示单元。彩色显示单元同时显示原始图像、调节后的图像以及原始图像和调节后的图像的彩色信息。彩色调节单元基于输入至彩色显示单元的彩色方向、关于原始彩色图像的彩色信息来创建彩色调节矩阵。彩色调节矩阵被用于直接调节原始图像而不用将该图像转换至第二彩色空间。彩色调节单元通过向原始矩阵添加由所使用的图像显示单元定向的亮度、色度、和色调的彩色调节方向，来产生彩色调节矩阵。在产生了彩色调节矩阵之后，通过计算原始像素和彩色调节矩阵，可以产生调节后的像素。

(Clifton等人的)美国专利第6,388,648号公开了一种使用亮度和彩色平衡***的LCD投影单元，所述亮度和彩色平衡***使用LCD阵列特征查找表，该查找表存储有多组可以由用户选择以便控制亮度和彩色平衡的亮度和伽马校正值。通过如下步骤来确定查找表值：对于一组红(“R”)、绿(“G”)和蓝色(“B”)输入数据值中的每一个测量在投影单元中的LCD阵列的传递函数，将结果S-响应曲线转换成相应的伽马响应集合，并对伽马响应进行换算(scale)以便生成多个亮度和伽马校正后的值的R、G和B族。通过选择亮度和伽马校正后的值的特定R、G、B族来调节彩色平衡，所述特定R、G、B族使得LCD投影单元与预定的R、G、B亮度值比率相匹配。通过选择R、G、B族和亮度值的集合来调节亮度，所述R、G、B族和亮度值的集合保持彩色平衡比，同时使得LCD发送所希望的全部亮度。通过由数学矩阵算法实现的彩色混合方法来调节原色，所述算法对于彩色空间转换电路生成彩色修改系数。原色匹配算法涉及：测定原色的本征彩色坐标、确定一组预定的目标坐标、和执行矩阵操作以计算在彩色空间转换电路中使用的系数以便将测定的坐标转换为目标坐标，从而与原色相匹配。当原色被匹配之后，上述彩色平衡和亮度匹配***调节白色和灰色平衡，从而形成较好地匹配的多屏幕显示***。

(Eichler等人的)美国专利第4,409,614号公开了一种方法，其中首先将通过扫描原始图像生成的彩色扫描信号转换成三原色信号，该三原色信号具有在预定彩色坐标***中的、与原色的理论彩色值基本相同的实际彩色值。只有在这一转换之后，才将原色信号或从这些信号产生的信号转换至另一彩色再现***、或者改变等级(gradation)、或者改变在所有图像或离散区域中的单独的彩色的彩色再现、或者发生任何其他非线性处理。

发明内容

本发明的主要目的是线性换算显示数据的彩色。

本发明的另一个目的是实现一种低成本的解决方法，用于换算显示数据的彩色。

本发明的又一个目的是实现非常快的显示数据的彩色调节处理。

根据本发明的目的，实现了一种调节任何种类的电子显示器中的彩色的***。所述***包括：彩色屏幕，其用作使用彩色空间的原色的显示器；***处理器，用于将下载的显示数据发送至显示驱动器电路；和显示驱动器电路。所述显示驱动器电路包括：处理器接口逻辑，用于提供所述***处理器和所述显示驱动器电路之间的接口；显示调节电路，用于调节经由所述处理器接口逻辑从所述***处理器接收到的显示数据，并将所述修改的显示数据写入到显示RAM；一个或多个彩色调节寄存器；显示RAM，用于存储调节后的显示数据；和屏幕驱动器，用于控制所述屏幕并将所述调节后的显示数据发送至所述屏幕。

根据本发明的目的，发明了一种调节任何种类的电子显示器中的彩色的方法。所述方法包括首先提供彩色屏幕、***处理器和显示驱动器电路，该显示驱动器电路包括处理器接口逻辑、显示调节电路，一个或多个彩色调节寄存器、显示RAM和屏幕驱动器电路。所述方法的步骤为：定义由所述显示屏幕使用的每一种原色的调节数据，用于根据所述屏幕的属性来调节所述彩色；在为每种原色提供一位或多位的一个或多个寄存器中存储用于每种原色的所述调节数据；定义字结构，用于操作未调节的显示数据，并用于将调节后的显示数据存储在显示RAM中，其中对于每种原色分配了所规定的位数；使用硬件描述语言在所述显示调节电路中实现由所述屏幕使用的、用于调节每种原色的算法。在这些步骤之后进行：将显示数据从***处理器下载至显示调节电路；根据早先实现的算法和根据早先定义和存储的调节数据来调节显示调节电路中的显示数据，并将调节后的显示数据写入到显示RAM；和通过屏幕驱动器电路将调节后的显示数据从显示RAM传送至显示屏幕。

附图说明

在形成这一说明书的实质部分的附图中，显示了：

图1以方框图图解说明了所发明的***的基本组件；

图2显示了所发明的方法的流程图。

具体实施方式

优选实施例公开了在将显示数据写入到显示RAM之前，线性地换算该显示数据的***和方法。本发明的实施例可应用于诸如彩色超扭曲向列(CSTN)、薄膜晶体管(TFT)、有机发光显示(OLED)、或双层超扭曲向列(DSTN)显示器的任何电子显示器类型。与现有技术的解决方案相比，所发明的***和方法提供了一种根据所使用的显示器类型的彩色特性来调节数字图像的彩色的快速和非常节省成本的方法。

图1示出了本发明的优选实施例的方框图。显示***示出了显示驱动器IC1，它是本发明的关键。此外，该***还包括显示器2和***处理器3。如上所述，所述显示器2可以是任何类型的显示器。与现有技术相比，所述显示驱动器IC1的特征在于：具有显示调节电路6，其从处理器接口逻辑7接收未调节的显示数据；使用红、绿和蓝色的彩色调节寄存器8调节所述未调节的显示数据；和将调节后的显示数据写入到显示器RAM5，其包含将在屏幕显示2上显示的显示数据。此外，所述***包括屏幕驱动器电路4，用于驱动所述屏幕显示。

对于本领域的技术人员来说，显然上述的显示驱动器电路适合于以ASIC电路来实现。

在写入到显示RAM5之前，可以通过彩色数据值的简单整数乘法来调节所显示的彩色。在一个优选实施例中，65K彩色显示将16位字分离为红、绿和蓝色分量。在其他实施例中，也可以使用采用除了RGB以外的、例如CMY的其他彩色空间的彩色显示。

下面的表格示出了在本发明的一个实施例中使用的字结构。在优选实施例中所选择的16位结构中，为红色提供5位，为绿色提供6位，为蓝色提供5位。使用下面的表格中所示的字结构，在未调节显示数据的情形中，可以显示红色的32种不同的值、绿色的64种不同的值、蓝色的32种不同的值。这将导致具有32×64×32的调色板，这意味着65536种不同的彩色。

5位红色					6位绿色						5位蓝色
5位红色					6位绿色						5位蓝色					R4	R3	R2	R1	R0	G5	G4	G3	G2	G1	G0	B4	B3	B2	B1	B0

用每种彩色值自己的设定来单独地对其进行调节，其使得得到显示调节的最大的适应性。***处理器3为特定显示器(例如LCD，TFT，OLED)设定红色、绿色和蓝色调节寄存器设定。从***处理器3下载显示数据，显示彩色调节电路6在将所述显示数据写入到显示RAM5之前，对其进行调节。

通过可编程量来线性换算优选实施例中的显示数据。选择乘数因子以给出简单的逻辑实现。

下面的表格根据乘数因子n、相关的换算因子、所使用的数学等式、相关的红色变化百分比、相关的可以显示的彩色的编号示出了以5位来表示的红色。显然，也是以5位来表示的彩色蓝色具有与如在下面的表格中所示的红色的调节完全相同的特性。因此，没有用单独的表格来显示蓝色。

下面的表格示出了如何根据乘数因子n和所用的数学等式的正或负代数符号来减小或增大彩色红色。应当理解，所使用的数学运算可以通过内部寄存器的简单运算非常快的执行。右边的列示出了可以完全显示的不同彩色的编号如何根据红色的增大或减小量而减小。这一彩色编号的减小是由于调节期间的数学运算(寄存器的移位)引起的。同样，彩色蓝色具有与在下表中所示的红色相同的值。

换算因子	数学等式	其中n＝	％变化	彩色的编号
换算因子	数学等式	其中n＝	％变化	彩色的编号	红色×3/4	红色-红色/2ⁿ	2	-25％	25
红色×7/8	红色-红色/2ⁿ	3	-12.5％	29	红色×3/4	红色-红色/2ⁿ	2	-25％	25
红色×7/8	红色-红色/2ⁿ	3	-12.5％	29	红色×15/16	红色-红色/2ⁿ	4	-6.3％	31
红色×1	无变化		0	32	红色×15/16	红色-红色/2ⁿ	4	-6.3％	31
红色×1	无变化		0	32	红色×17/16	红色+红色/2ⁿ	4	+6.3％	31
红色×9/8	红色+红色/2ⁿ	3	+12.5％	29	红色×17/16	红色+红色/2ⁿ	4	+6.3％	31
红色×9/8	红色+红色/2ⁿ	3	+12.5％	29	红色×5/4	红色+红色/2ⁿ	2	+25％	26

如果数学等式红色+红色/2ⁿ大于31，由于5位的限制，结果限制在31。

下表示出了由6位表示的彩色的值。如前面所解释的，在本发明的一个实施例中通过6位来表示绿色。下面的表示出了与上面的表相同的列。与前面的表中的5位相比，显然通过使用6位，可以以附加的两步(彩色值的增大或减小中的每一个多加一步)来进行调节，并且可以显示的不同彩色的编号显著地变高了。

换算因子	数学等式	其中n＝	％变化	彩色的编号
换算因子	数学等式	其中n＝	％变化	彩色的编号	绿色×3/4	绿色-绿色/2ⁿ	2	-25％	49
绿色×7/8	绿色-绿色/2ⁿ	3	-12.5％	57	绿色×3/4	绿色-绿色/2ⁿ	2	-25％	49
绿色×7/8	绿色-绿色/2ⁿ	3	-12.5％	57	绿色×15/16	绿色-绿色/2ⁿ	4	-6.3％	61
绿色×31/32	绿色-绿色/2ⁿ	5	-3.1％	63	绿色×15/16	绿色-绿色/2ⁿ	4	-6.3％	61
绿色×31/32	绿色-绿色/2ⁿ	5	-3.1％	63	绿色×1	无变化		0	64
绿色×33/32	绿色+绿色/2ⁿ	5	+3.1％	63	绿色×1	无变化		0	64
绿色×33/32	绿色+绿色/2ⁿ	5	+3.1％	63	绿色×17/16	绿色+绿色/2ⁿ	4	+6.3％	61
绿色×9/8	绿色+绿色/2ⁿ	3	+12.5％	57	绿色×17/16	绿色+绿色/2ⁿ	4	+6.3％	61
绿色×9/8	绿色+绿色/2ⁿ	3	+12.5％	57	绿色×5/4	绿色+绿色/2ⁿ	2	+25％	52

如果数学等式绿色+绿色/2ⁿ大于63，由于6位的限制，结果限制在63。

如前面所提到的，在本发明的优选实施例中，用5位来表示红色和蓝色中的每一个并用6位来表示绿色，则使用未调节的彩色值可以显示65536种不同彩色的调色板。典型的调节包括0％的红色的变化、+6％的绿色的变化和0％的蓝色的变化。使用所述典型的调节，可以显示红色的32种不同值、绿色的61种不同值和蓝色的32种不同值。这将导致具有32×61×32的调色板，这意味着可以显示62464种不同的彩色。更加严格的调节将导致-12％的红色和蓝色的变化以及+6％的绿色的变化。这将导致具有29×61×29的调色板，这意味着仍然可以显示51301种不同的彩色。

下面的表格示出了在本发明的一个优选实施例中如何使用彩色调节寄存器来存储彩色调节信息。在优选实施例中，使用每一个都具有8位(B0至B7)的两个寄存器。在寄存器1中，使用三位B0至B2来存储红色调节数据(RCA2:0)。在寄存器1的三位B4至B6中存储蓝色调节数据(BCA 2:0)。在寄存器2的四位B0至B3中存储绿色调节数据(GCA 3:0)。

	B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
	B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0	寄存器1	BCA(2:0)	RCA(2:0)
寄存器2					GCA(3:0)				寄存器1	BCA(2:0)	RCA(2:0)

下面的表格示出了在优选实施例中，如何使用用于红色调节(RCA 2:0)的三位。

下表的百分比值示出了红色彩色值的增加/减少量。

011＝+25％(2位移位并相加)

010＝+12.5％(3位移位并相加)

001＝+6.3％(4位移位并相加)

000＝无变化(默认值)

101＝-6.3％(4位移位并相减)

110＝-12.5％(3位移位并相减)

111＝-25％(2位移位并相减)

对于具有三位调节数据的蓝色调节BCA(2:0)，也使用相同的位排列。如在上面的寄存器表中所示，使用四位调节数据进行绿色调节GCA(3:0)。例如，在本发明优选实施例中，绿色调节的位排列如下所示：

0100＝+25％(2位移位并相加)

0011＝+12.5％(3位移位并相加)

0010＝+6.3％(4位移位并相加)

0001＝+3.1％(5位移位并相加)

0000＝无变化(默认值)

1001＝-3.1％(5位移位并相减)

1010＝-6.3％(4位移位并相减)

1011＝-12.5％(3位移位并相减)

1100＝-25％(2位移位并相减)

对于上述算法在显示调节电路6中的实现，在一个优选实施例中已使用了寄存器传送级代码(register transfer level code，RTL)语言。尽管RTL非常有效，但是也可以使用其它硬件描述语言(HDL)。这里示出了用于红色调节的所述RTL码的示例：

module(code，rca，res)

    input code[5]，rca[3]；

    output res[5]；

    reg a[5]，b[5]，c[6]，ci；

    //复位寄存器b

    b＝5’b00000；

    if(rca[1:0]＝＝2’b01)//4位移位

          begin

              b[0]＝code[5]；

          end

    if(rca[1:0]＝＝2’b10)//3位移位

          begin

              b[1]＝code[5]；

              b[0]＝code[4]；

          end

    if(rca[1:0]＝＝2’b11)//2位移位

          begin

              b[2]＝code[5]；

              b[1]＝code[4]；

              b[0]＝code[3]；

          end

    if(rca[2]＝＝1’b0)//相加

          begin

              ci＝1’b0；

              a＝b；
        <!-- SIPO <DP n="7"> -->
        <dp n="d7"/>
           end

    else

           begin//使用两者的补码数学的相减

                ci＝1’b1；

                a＝～b；

           end

    //代码相加

    assign c＝code+a+ci；

    //检查执行和相加

    if((c[5]＝＝1’b1)&&(rca[2]＝＝1’b0))

           res＝5’b11111；

    else

           res＝c；

    endmodule；

对于本领域的技术人员，上面的例子示范了在所述优选实施例中如何进行简单和快速的彩色调节。

图2示出了在将显示数据写入到显示RAM之前，在显示驱动器电路中换算所述显示数据的有关方法。所述方法的第一步21定义由所述显示屏幕使用的每种原色的调节数据，以便根据所述屏幕的属性来调节所述彩色。随后的步骤22在为每种原色提供一位或多位的一个或多个寄存器中存储每种原色的所述调节数据。步骤23描述字结构的定义，以操作未调节的显示数据，并在显示RAM中存储调节后的数据，其中为每种原色分配了规定的位数。下一步骤24示出了使用硬件描述语言在所述显示调节电路中实现的、调节由所述屏幕使用的每种原色的算法。现在在步骤25中，将显示数据从***处理器下载至显示调节电路，随后在步骤26中，将根据先前实现的算法以及根据先前定义和存储的调节数据而在显示调节电路中调节的显示数据写入到显示RAM中。在最后一步27中，通过屏幕驱动器电路将调节后的显示数据从显示RAM传递到显示屏幕。

尽管已经参考本发明的优选实施例特别示出和描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节作出各种变化。

Claims

1.一种调节任何种类的电子显示器中的彩色的***，包括：

彩色屏幕，其用作使用彩色空间的原色的显示器；

***处理器，用于将下载的显示数据发送至显示驱动器电路；和

显示驱动器电路，包括：

处理器接口逻辑，用于提供所述***处理器和所述显示驱动器电路之间的接口；

显示调节电路，用于调节经由所述处理器接口逻辑从所述***处理器接收到的显示数据，并将所述修改的显示数据写入到显示RAM；

一个或多个彩色调节寄存器；

显示RAM，用于存储调节后的显示数据；和

屏幕驱动器，用于控制所述屏幕并将所述调节后的显示数据发送至所述屏幕。

2.如权利要求1所述的***，其中所述彩色空间是RGB。

3.如权利要求1所述的***，其中所述彩色空间是CMY。

4.如权利要求1所述的***，其中所述屏幕是LCD显示器。

5.如权利要求4所述的***，其中所述LCD显示器是CSTN显示器。

6.如权利要求4所述的***，其中所述LCD显示器是DSTN显示器。

7.如权利要求1所述的***，其中所述屏幕是TFT显示器。

8.如权利要求1所述的***，其中所述屏幕是OLED显示器。

9.如权利要求1所述的***，其中所述显示调节电路使用两个彩色调节寄存器来存储定义调节量的调节数据。

10.如权利要求9所述的***，其中所述彩色调节寄存器存储用于所选择的彩色空间的所有原色的每一个的调节数据。

11.如权利要求10所述的***，其中所述彩色调节寄存器包括分别用于存储两个原色中的每一个的调节信息的三位，以及用于第三种原色的四位。

12.如权利要求11所述的***，其中所述彩色调节寄存器包括分别用于存储红色和蓝色中的每一个的调节信息的三位，以及用于绿色的四位。

13.如权利要求1所述的***，其中使用16位字将所述显示数据存储在所述显示RAM中。

14.如权利要求13所述的***，其中所述16位字包括分别用于两个原色中的每一个的五位，以及用于第三种原色的六位。

15.如权利要求14所述的***，其中所述16位字包括分别用于红色和蓝色中的每一个的五位，以及用于绿色的六位。

16.如权利要求1所述的***，其中通过可编程量来线性换算彩色显示数据。

17.如权利要求16所述的***，其中根据使用硬件描述语言在所述显示调节电路中实现的等式为每种彩色调节显示数据。

18.如权利要求17所述的***，其中根据使用寄存器传送级(RTL)语言在所述显示调节电路中实现的等式为每种彩色调节显示数据。

19.如权利要求16所述的***，其中通过可编程量来线性换算彩色显示数据中的每一种原色，且其中在需要原色减小的情形中通过等式color_adjust＝color_unadjust-color_unadjust/2ⁿ来定义所述可编程量，

其中color_adjust是调节后的彩色值，color_unadjust是未调节的彩色值，n是根据所希望的调节为每种原色设定的参数。

20.如权利要求16所述的***，其中通过可编程量来线性换算彩色显示数据中的每一种原色，且其中在需要原色增大的情形中通过等式color_adjust＝color_unadjust+color_unadjust/2ⁿ来定义所述可编程量，

21.如权利要求1所述的***，其中所述显示驱动器电路被实现为IC。

22.如权利要求1所述的***，其中所述显示驱动器电路被实现为ASIC。

23.一种调节任何种类的电子显示器中的彩色的方法，包括：

提供彩色屏幕、***处理器和显示驱动器电路，该显示驱动器电路包括处理器接口逻辑、显示调节电路，一个或多个彩色调节寄存器、显示RAM和屏幕驱动器电路；

定义由所述显示屏幕使用的每一种原色的调节数据，用于根据所述屏幕的属性来调节所述彩色；

在为每种原色提供一位或多位的一个或多个寄存器中存储用于每种原色的所述调节数据；

定义字结构，用于操作未调节的显示数据，并用于将调节后的显示数据存储在显示RAM中，其中对于每种原色分配了所规定的位数；

使用硬件描述语言在所述显示调节电路中实现由所述屏幕使用的、用于调节每种原色的算法；

将显示数据从***处理器下载至显示调节电路；

根据早先实现的算法和根据早先定义和存储的调节数据来调节显示调节电路中的显示数据，并将调节后的显示数据写入到显示RAM；和

通过屏幕驱动器电路将调节后的显示数据从显示RAM传送至屏幕。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述原色属于RGB彩色空间。

25.如权利要求23所述的方法，其中所述原色属于CMY彩色空间。

26.如权利要求23所述的方法，其中所述字结构包括16位的字。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述16位字包括分别用于两个原色中的每一个的五位，以及用于第三种原色的六位。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述16位字包括分别用于红色和蓝色中的每一个的五位，以及用于绿色的六位。

29.如权利要求23所述的方法，其中所述硬件描述语言是寄存器传送级(RTL)语言。

30.如权利要求23所述的方法，其中所述减小原色值的算法是

color_adjust＝color_unadjust-color_unadjust/2ⁿ，

31.如权利要求23所述的***，其中所述增大原色值的算法是

color_adjust＝color_unadjust+color_unadjust/2ⁿ，

32.如权利要求23所述的方法，其中所述彩色调节寄存器包括分别用于存储两个原色中的每一个的调节数据的三位，以及用于第三种原色的四位。

33.如权利要求32所述的方法，其中所述彩色调节寄存器包括分别用于存储红色和蓝色中的每一个的调节数据的三位，以及用于绿色的四位。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述用于红色的调节数据是如下的位组合：

011＝+25％(2位移位并相加)，

010＝+12.5％(3位移位并相加)，

001＝+6.3％(4位移位并相加)，

000＝无变化(默认值)，

101＝-6.3％(4位移位并相减)，

110＝-12.5％(3位移位并相减)，

111＝-25％(2位移位并相减)。

35.如权利要求33所述的方法，其中所述用于蓝色的调节参数是如下的位组合：