TWI343218B - Systems and methods for implementing improved gamut mapping algorithms - Google Patents
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Description
1343218 ♦ 九、發明說明: ' 【發明所屬之技術頜域】 , 本發明係關於RGBW顯示器系統及其方法,特別關於 RGB W顯示器系統及用以實施的色域映射演算法。 【先前技術】 本申請案與下列共有(且於同一日申請)的申請案有關’ 該等申請案係以提及的方式併入本文中:(丨)美國專利申請 φ 案,題爲「用於具新穎次像素結構的顯示器系統的高效記憶體 結構」(“EFFICIENT MEMORY STRUCTURE FOR DISPLAY SYSTEM WITH NOVEL SUBHXEL STRUCTURES”);(2)美國專利申請案,題爲「用 以實施低成本色域映射演算法的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING LOW-COST GAMUT MAPPING ALGORITHMS”);(3)美國專利申請案,題爲「用以實施改良的色 域映射演算法的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR IMPLEMENTING IMPROVED GAMUT MAPPING ALGORITHMS”);及(4) φ 美國專利申請案,其標題爲「用以迴避顯示器系統中次像素增 點運算的改良的方法及系統」(“IMPROVED METHODS AND SYSTEMS FOR BY-PASSING SUBPIXEL RENDERING IN DISPLAY SYSTEMS”)。 以下共有的美國專利及專利申請案揭示了 一些新穎的次 像素安排’用以改良影像顯示裝置成本/性能曲線,在此每一 案都以提及的方式全體併入本文中:(1)於2001年7月25曰 申請之美國專利申請案序號〇9/916,232 (Γ申請案232」),題爲 「用於具有簡化定址的全彩影像裝置的色彩像素安排」 1343218 * ("ARRANGEMENT OF COLOR PIXELS FOR FULL COLOR IMAGING • DEVICES WITH SIMPUHED ADDRESSING”);(2)於 2002 年】0 月 22 - 曰申請之美國專利申請案序號10/278,353 (「申請案353」)’題 爲「用於具有增大的調變轉移函數響應的次像素增點運算的彩 色平面顯示器次像素安排和佈局改良」(“[IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH INCREASED MODULATION TRANSFER FUNCTION RESPONSE”);( 3)於 2002 年 10 月 22 曰申請 • 之美國專利申請案序號10/278,352 (「申請案352」),題爲「用 於具有***籃次像素的次像素增點運算的彩色平面顯示器次 像素安排和佈局改良」(“IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITHSPLITBLUESUB-PIXELS”);(4)於 2002年 9 月 13 日 申請之美國專利申請案序號10/243,094(「申請案094」),題爲「用 於次像素增點運算的改良的四色安排及發光器j (“IMPROVED FOUR COLOR ARRANGEMENTS AND EMITTERS FOR SUB-PIXEL 鲁 RENDERING”);(5)於2002年10月22曰申請之美國專利申請案序 號10/278,328 (「申請案328」),題爲「對具有減小的藍光亮度而 有良好明視度的彩色平面顯示器次像素安排和佈局之改良」 ("IMPROVEMENTS TO COLOR FLAT PANEL DISPLAY SUB-PIXEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS WITH REDUCED BLUE LUMINANCE WELL VISIBILITY”);(6)於2002年10月22日申請之美國專利申請 案序號10/278,393 (「申請案393」),其標題爲「具有水平次像素 安排和佈局的彩色顯示器」(“COLORD丨SPLAY HAVING HORIZONTAL SUB-PDCEL ARRANGEMENTS AND LAYOUTS”):及(7)於 2003 年 1 月 1343218 , · 1 6曰申請之美國專利申請案序號01/347,001 (「申請案00 1」),題 ' 爲「用於條紋顯示器的改良的次像素安排及用於其次像素增點 ' 運算的系統及方法」(“IMPROVED SUB-PIXEL ARRANGEMENTS FOR STRIPED DISPLAYS AND METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING SAME”)。 對於某些在水平方向上有偶數個次像素的次像素重複群, 以下共有的美國專利文件揭示了對改良有效益的系統及技術 (如,本徵點反轉方案和其他改良手段),而以提及的方式全 ® 體併入本文中:⑴美國專利申請案序號10/456,839,題爲「新穎 液晶顯示器中的影像劣化校正」(“IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAYS”);(2)美國專利申 請案序號10/455,925 ’題爲「具有交越連接而實現點反轉的顯示 器面板」(“DISPLAY PANEL HAVING CROSSOVER CONNECTIONS EFFECTING DOT INVERSION”);(3)美國專利申請案序號 10/455,93 卜 題爲「以新穎顯示器面板佈局上的標準驅動器及背板執行點反 轉的系統及方法」(“SYSTEM AND METHOD OF PERFORMING DOT • INVERSION WITH STANDARD DRIVERS AND BACKPLANE ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS”);(4)美國專利申請案序號 10/455,927,題 爲「以減少的量子化誤差來補償具有固定圖案雜訊的面板的視 覺效果的系統及方法」(“SYSTEMAND METHOD FOR COMPENSATING FOR VISUAL EFFECTS UPON PANELS HAVING FIXED PATTERN NOISE WITH REDUCED QUANTIZATION EEROR”);(5)美國專利申請案序號 10/456,806,題爲「在具有額外的驅動器的新穎顯示器面板佈局 上的點反轉」(“DOT INVERSION ON NOVEL DISPLAY PANEL LAYOUTS WITH EXTRA DRIVERS”);⑹美國專利申請案序號10/45M38,題爲 1343218 「用於非標準次像素安排的液晶顯示器背板佈局及定址」 ' (^LIQUID CRYSTAL DISPLAY BACKPLANE LAYOUTS AND ADDRESSING FOR NON-STANDARD SUBPIXEL ARRANGEMENTS’’);(7)美國專利申請 案序號10/696,236,題爲「在具有***藍次像素的新穎液晶顯示 器中的影像劣化校正」(“IMAGE DEGRADATION CORRECTION IN NOVEL LIQUID CRYSTAL DISPLAYS WITH SPLIT BLUE SUBPIXELS’’);及 (8)美國專利申請案序號10/807,604( 2004年3月23曰申請),題爲 「用於含有不同尺寸的次像素的液晶顯示器的改良的電晶體 Φ 背板」(“IMPROVED TRANSISTOR BACKPLANES FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAYS COMPRISING DIFFERENT SIZED SUBPIXELS,,)。 此等改良與以上提及的美國專利文件及下列共有的美國 專利及專利申請案所進一步揭示的次像素增點運算(SPR)系統 及方法相結合時,尤為顯著:(I)於2002年1月16曰申請之美 國專利申請案序號1〇/〇51,612 (「申請案61 2」),題爲「RGB像素 格式資料至PENTILE矩陣次像素格式資料之轉換」 (^CONVERSION OF RGB PIXEL FORMAT DATA TO PENTILE MATRIX φ SUB-PIXEL DATA FORMAT”);(2)於 2002 年 5月 17 曰申請之美國專 利申請案序號10/150,355 (「申請案3 5 5」),題爲「以灰度係數調 整行次像素增點運算的方法及系統」(“METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH GAMMA ADAJSTMENT”);(3)於 2002 年8月8曰申請之美國專利申請案序號10/215,843 (「申請案 843」),題爲「以適應性濾光施行次像素增點運算的方法及系 統」(“METHODS AND SYSTEMS FOR SUB-PIXEL RENDERING WITH ADAPTIVE FILTERING”);(4)於2003年3月4曰申請之美國專利申 '請案序號10/379,767,題爲「用於影像資料暫時次像素增點運算- 1343218 , i 的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR TEMPORAL SUB-PIXEL RENDERING OF IMAGE DATA”);(5)於 2003 年 3 月 4 曰申 - 請之美國專利申請案序號10/379,765,題爲「用於運動適應性光 波的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR MOTION ADAPTIVE FILTERING”);(6)於2003年3月4曰申請之美國專利申請案序號 10/379,766,題爲「用於改良的顯示器視角的次像素增點運算系 統及方法」(“SUB-PIXEL RENDERING SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED DISPLAY VIE WING ANGLES”);(7)於 2003 年 4月 7 曰申請 # 之美國專利申請案序號10/409,413,題爲「具有嵌入的單次像素 增點運算影像的影像資料組」(“IMAGE DATA SET WITH EMBEDDED PRESUBPIXEL RENDERED IMAGE”),每一案在此皆以提及的方式全 體併入本文中。 在下列共有的及共同申請的美國專利申請案中,則揭示了 色域轉換及映射上的改良,在此每一案皆以提及的方式全體併 入本文中:(1)於2003年10月21曰申請之美國專利申請案序號 10/691700,題爲「色相角計算系統及方法」(“HUEANGLE φ CALCULATION SYSTEM AND METHODS”);(2)於 2003 年 10 月 21 曰申 請之美國專利申請案序號10/691,377,題爲「用於原始色彩空間 至RGBW標的色彩空間轉換的方法及裝置」(“METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM SOURCE COLOR SPACE TO RGBW TARGET COLOR SPACE”);(3)於2003年10月21曰申請之美國專利 申請案序號10/691,396,題爲「用於一原始色彩空間至一標的色 彩空間轉換的方法及裝置」(“METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING FROM A SOURCE COLOR SPACE TO A TARGET COLOR ' SPACE”);及(4)於2003年10月21曰申請之美國專利申請案序號 1343218 ,10/691,716,題爲「色域轉換系統及方法」(“GAMUTCONVERSION SYSTEM AND METHODS”)。 另有優點說明於(1)於2003年10月28曰申請之美國專利申 請案序號10/696,235,題爲「具有改良的多模式而用以自多輸入 原始格式顯示影像資料的顯示器系統」(“DISPLAY SYSTEM HAVING IMPROVED MULTIPLE MODES FOR DISPLAYING IMAGE DATA FROM MULTIPLE INPUT SOURCE FORMATS”);及(2)於 2003 年 10 月 28 曰申請之美國專利申請案序號10/696,026,題爲「用以執行影像 # 再現及次像素增點運算而實現多模式顯示器縮放的系統及方 法」(“SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING IMAGE RECONSTRUCTION AND SUBPIXEL RENDERING TO EFFECT SCALING FOR MULTI-MODE DISPLAY”)。
另外,下列共有的和共同申請的美國專利申請案係以提及 的方式全體併入本文中:(1)美國專利申請案序號10/821,387,題 爲「用以改良非條紋顯示器中影像資料之次像素增點運算的系 統及方法」(“SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING SUB-PIXEL 籲 RENDERING OF IMAGE DATA IN ΝΟΝ-STRIPED DISPLAY SYSTEMS”);(2) 美國專利申請案序號10/821,386,題爲「用以對影像顯示器選取 一白點的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR SELECTING A WHITEPOINTFOR IMAGE DISPLAYS”);(3)美國專利申請案序號 10/961,353及10/961,506,二者皆題爲「用於高亮度顯示器的新穎 次像素佈局及排列」(“NOVEL SUBPIXEL LAYOUTS AND ARRANGEMENTS FORHIGHBRIGHTNESS DISPLAYS”);(4)美國專利申 請案序號10/821,306,題爲「用於一影像資料組至另一影像資料 •組的改良色域映射的系統及方法」(“SYSTEMS AND METHODS FOR 1343218 IMPROVED GAMUT MAPPING FROM ONE IMAGE DATA SET TO ' ANOTHER”);(5)美國專利申請案序號10/821,388,題爲「用於高 亮度次像素佈局的改良的次像素增點運算的濾光器」 (^IMPROVED SUBPIXEL RENDERING FILTERS FOR HIGH BRIGHTNESS SUBPIXEL LAYOUTS”);(6)美國專利申請案序號10/866,447號,題 爲「在量子化顯示器系統中提高灰度係數準確性」(“INCREASING GAMMA ACCURACY INQUANTIZED DISPLAY SYSTEMS’’)。本說明書中 所提及的一切專利申請案都以提及的方式全體併入本文中。 ® 【發明内容】 本發明之一目的是要提供一種RGBW顯示器系統,用以 實施改良的色域映射演算法。 本發明之另一目的是要提供一種RGB W顯示器系統,用 以做色變對選擇從而實施改良的色域映射演算法。 本發明包含一種用以做色變對選擇的方法,該方法之步驟 包含:計算一偏移量,該偏移量係W值與R、G和B值其中 最大者之間的距離之函數;對W值加上該偏移量之一函數; • 從該等R、G和B值減去該偏移量之一函數。 【實施方式】 圖1示出顯示器系統100,其可包括RGB資料登錄102、 輸入灰度係數模組104、計算W模組106、計算RwGwBw模 組108、色變對選擇模組110、色域箝11 2、次像素增點運算 (SPR)模組11 4、輸出灰度係數模組11 6和顯示器1 1 8。這些模 組本身可視情況選用,並且如此的顯示器系統具體實施例在上 面提及而併入本文的相關申請案其一中有所討論。
1343218 I I 色變對選擇 衆所周知,某些顯不器(例如™ LCD )當偏離最適視角 觀看時易受色彩變化的影響。離軸結果的-個可能來源是W 值與其餘的RGB次像素的極大差異。在四色或更多色的「色 域映射演算法」(GMA)中,有選擇不同的色變對的可能性。 有可能用此額外的自由度來調整該等次像素值,直到〜和 RGB有根據某種作業參數下的最適值。 丨如對上述考慮、,有可能用某種補償量來增大W並減 小嶋而產生相同❾CIEXYZ色彩,藉此而有所校正。更確 切H _些先前技術方法係將色變對選擇處理立基於以一 R、G和B分量信號值平均來改變(例如增大或減小)w分量。 然而’在某些情況下,此策略並非最適的。例如,在一影像之 某些區域(如面部或其他膚& ’否則便在粉紅區域)中,W分 :應理想地跟隨R分量。如果W和R分量(即在此區域中的 :冗基色)未足夠好地跟隨它們的信號值,則離軸觀看可能産 生顯著的(可能是令人不快的)色移。相同的論點也過用於最 免基色非Μ例如G或B)的其他區域。如此,本發明之一個 具體實施例是要最小化w分量與最亮基色間的信號值差異。 事實上’以下方程式丨和2中的公組式實現了此一色變對選擇。 對其他具體實施例設計,應注意,當將一較小數量v加 至W時,此值係先乘以斜率值“m”⑥獲修正再加至r、g抓 對於RGBW該“m”值有時可為負,而對於r、g^ b則常稍 異’如方程式丨所示。在併入本文的申請案中說明,此等 斜率值係從組合的RGB W至RGB矩陣算得。 ^2=W+a
R2=Rw+a*mR
^2=Gw+a*mG
B2=Bw+a*mB ,„ 々狂式l 如果仔細地I .、目丨丨a 〇。 等“m”值通a入不益之色度並且要建立轉換矩陣,則該 將有非常不同二同的值。在某些情況下’料“m”值 統,或不包括w二諸如的五色或更多色的色彩基色系 栝W的四色系統。 例如,圖2县—a a ^ . G 3有新穎次像素重複群200的面板例子。 重禝群200包含—έ A > >.工色202藍色204次像素第一棋盤及綠色206 , 人像素第一棋盤。在一使用圖2次像素佈局於RGBW 系統的具體實施例中,有可能做出簡化假設而導致以下所給出
的轉換矩陣(矩陣丨)^對於此佈局可以做出的一個假設是,W 次像素提供給影像同於彩色次像素組合下的亮度。(以灰色或 寬頻黃色次像素或未濾光的次像素代替白色次像素時,此假設 對於此情況也可以成立。)在此情況下,該等“m”值都全等 且等於負1。因容易以較低成本來實施,此點可令人滿意。, 結果’ “m”斜率值在此情況下都實質上全等且合理地近於負 "0.5 0 0 0.5 0 0.5 0 0.5 ^ 0 0 0.5 0.5 矩陣1 13
Zi I 的m斜率值有一個可能的具體實施例,在以下步驟 (公式 2 )中仏 φ — vu . _ ,°出。疋些步驟可減小w與最亮色彩基色間的差 而同時保持感知顏色實質上相同。 1) a=(max(Rw ,GW ,Bw)-W)/2 2) a~min(a,Rw ,Gw ,Bw); 3) W=W+a 4) Rw~Rwa. 5) Gw=Gw-a 6) Bw=Bw-a 方程式2 一弋2之第1道係计算最大RwGwBw值與w值之間的差 之:半(當然,其他比率也可以滿足要求)。此值視系統設計 而疋’可為12位元寬或更少,然而它可以是正值或負值,所 以有可能使用第13個位元(或其他高位幻來儲存正負號。 有可能做硬體比較,如以下面步驟,加上或減去此帶正負標號 的數。 第2道可望限制‘a,值的最大數,使其在最後三個步驟中 不産生超出色域的負值。 第3道加上校正‘a,值,藉以計算一實質上全等或可能較 近於最大基色值的新W值。此加法可望提供超出色域的貿值, 所以W可以保持爲一 12位元的數且在梢後可不必測試是否超 出色域。第4、5、6道係從該等基色減去校正‘a,值。 圖3僅描述了以上色變對選擇之一個具體實施例。當然, 其他色變冑選擇是可能的並且^足本發明&目的。此色變 對選擇模組可以駐在-顯示器系統,其—個具體實施例在圖1 1343218 有所描述’其中示出了 —色變對選擇模組i i 〇。 低成本的低迴避 如圖11A所示,低迴避的用意是當色彩接近輸入色彩色域 低」或暗J表面時,切換至一較簡單的GMA。一個較 間单的GMA會讓RGB不變地徹底通過且設w爲零。另一個會 讓蠢徹底通過且設職之最小值。此等祕不論何者 易使「斜變成黑色」處理過程在色彩上有線性變化而非人們 在RGBW GMA中所时厭的非線性特性。例如,一測試圖案若有 黑色到純紅色的線性斜變,纟_處理後可有非線性斜變。 此文化在人類視覺系統中通常不顯著,但可在測試圖案量測中 産生意外的結果》 另-個具體實施例包含一適應性測試,當有色彩沿著色域 的下a表面刀佈時,其將選擇性地關閉gma。這些色彩處於 黑色和完全飽和色之間。如圖4的流程圖所示,藉㈣— 個或多於-個彩色基色等於零的條件(步驟4Q2),容易檢測下 低迎避何時可適用。在此條件下,GMA電路將會關閉且僅有 SPR是主動的(步驟4〇4)。否則,正常的_和spR可如步驟 406來進 <亍在些情況下,將實現色彩上的全灰色斜變且將顯 不所有的色階,例如8位元系統的256色階。 上述方法有》法,係測試是否有任何 預定間值。這將使近於但並不正好處於色域暗表面 以迴避GMA。 軟性低迴避 上j的低迴避隨著色彩慢慢趨近閾值,可能在一些影像中 引入色帶。爲解決H可使用並計算—「羽化」函數(表 1343218 爲η)’此函數係在色彩直接處於輸入色彩立方體之「低」或 「暗」表面上時,具有某一合適的值,例如在8位元系統中為 16»當轉換中的色彩離開這些暗面一定的間值距離時,該羽化 函數可近乎零。該羽化函數係用來計算較簡單的⑽與職w GMA間的加權平均值。以下僅是此軟性低迴避之一個具體實施 例0 //羽化函數
R=(fl*r+(16-fl)*R)/16; G=(fl*g+(16-fl)*G)/16; B=(fl*b+(16-fl)*B)/16; W-((16-n)*W)/16; //在此範圍内僅做低迴避 //將羽化函數平方 //在Rw中羽化 〃在Gw中羽化 //在Bw中羽化 //將W羽化為零
η、gl及bi值係運用輸入灰度係數之前的輸入值所以這些 值在- 8位元顯*器中可處於〇到255範圍θ 在此情況下將 以=0與16間的數而結束,這恰僅需5位元精度。保持η爲4 位疋或許是可滿人意的,但這究竟阻礙了函數達到權值1〇。 在—個具體實施例中,是可能使用fl的帛5位元作爲溢位而完 全迴避該等乘法器’因這是乘以Μ的情況。這會使乘法器更 小並且其閘總數減小。 •在一替代具體實施例中,可將fl.平方,來選取一在終點 16 1343218 參 處有近於零的斜率的函數。這有助於防止色彩斜變之斜率上的 快速變化及更為可見的感知變化。此f!平方可用一 4χ4乘法器 或一小查找表格來從事。 在這些式中’r、g及b是在灰度係數輸入之後但在GMA之 前的輸入值。r、g、b&w是在色域箝位之後的輸出值。當fl=i6 時,忒等輸入RGB值可徹底迴避直至輸出且w可爲零。當 時,RGBWGMA值在使用下不變》在其間,則可計算二者之間 的值。 應理解,一些值可乘以f!而其他值可乘以(丨6η)。在硬體 中可有可能計算此「逆fl」值的某種最適化設置。 該等後色域箝位值R、G、B及W可使用,此係因爲彼等 已從13位元減回到丨2位元,而使得乘法器爲丨2*4位元。在上 述式中,保持16位元中間結果直到加法之後,是可滿人意的。 圖5示出一實施此特定迴避模式的模組之一個可能具體實施 例。 φ 高迴避 有另一類上述低迴避方法所未能應付的色彩——處於色 域之焭的「尚表面」上的色彩,如圖丨1B所描繪者。彼等典型 地係介於飽和色和白色之間的色彩。上述所提及的發明之GMa 處理過程易使「斜變成白色」有色彩上的非線性變化,而並不 疋線性特性。在RGBW GMA中人們可發現此令人討厭的非線性 ’憂化。例如,具有從純紅色到白色的線性斜變的測試圖案將在 GMA處理之後具有非線性斜變。此變化在人類視覺系統令一般 .不顯著,但是可以在測試圖案量測中産生意外的結果。 17 1343218 高迴避在輸入色域的「高 彩上,對w輸出加上小數值。 離之函數及該色彩近於色域上 迴避之一個具體實施例: 」或「亮」表面附近的外色域色 所加量為一色彩外於色域的距 表面的程度之函數。以下是此高 int fu=max(ri,max(gi,bi))-239; //羽化函數 //在此範圍内僅做低迴避
//對W加上計算值 W=W+((scale-RNGCOL)*W*2/RNGC〇L)*fu/16; 在顯示器系統中’當已知一色彩是外於色域(〇〇G)時可 執行此等計算。在硬體中,可能意味著此邏輯務須在圖丨之色 域對映模組112内部加上 但或許僅在色域箝位邏輯被選取 的路徑上’如同以上以提及的方式併入本文中的申請案之一所 說明者。 類似於低迴避’羽化函數fU係在施用輸入色域之前從輸 入ri、gi和bi值來計算。在此情況下係一丨6與〇間的數,而 在乘法器中帶有同於低迴避羽化所具有的4至5位元最適化。 該計算(調整RNGCOL )可簡單地爲最大外色域值的後丨2位元。 此點同於上述提及的申請案之硬體規格中對INV逆Lirr的輸 入。在一系統具有1 2位元内部計算的情況下,RNGCOL爲212或 4096。W值在色域箝位之後可乘以此指數。正常地,將會使用 一丨2*12=12位元乘法器(12位元數乘以12位元數,而僅保留結 果之前12位元.)。應注意,該結果係乘以2,所以在該乘法器 18 1343218 中可能有一些最適化。然而,乘以其他常數,例如乘以1,也 可產生有用的結果。所得到的數,即便係乘以2後,如此也可 符合12位元。接著它與羽化函數相乘並且直接除以16,所以 可以使用12*4=12位元的乘法器。(但fU=16此一特殊情況,則分 開為特殊情況來處理)。最後,將此結果加到色域箝位後的w 值上。一樣地,相加結果可不溢出12位元。圖6是實施此迴避 模式的一模組之一個可能的具體實施例。 ® 更小位元深度實施例: 在以上所有討論中,係假設輸入色彩基色爲8位元輸入並 假a又内部灰度係數計鼻通道爲12位元。另一常用的硬體設計 則有6位元輸入及1〇位元内部計算通道。上述方程式可修改, 以在減少了位元的組態中運作。如此,以下方程式將適於6位 元輸入及10位元内部計算通道的情況,此係一例,而其他系 統一樣是可能的。色變對選擇公式則可不必隨位元數減小而改 變0 • 因為fl羽化函數在6位元輸入下係在〇到4的範圍内,所 以下迴避公式可能會改變: //羽化函數 //在此範圍内僅做低迴避 fl=fl+fl/4; //將羽化函數平方 R=(fl*r+(4-fl)*R)/4; // 在 Rw 中羽化 .GKfi*g+(4-n)*G)/4; // 在 Gw 中羽化. 19 1343218 B=(fl*b+(4-fl)*B)/4; // 在 Bw 中羽化 W=( (4-n)*W)/16; "將 W 羽化為零 } 類似地,ft!羽化函數在上迴避計算中係在〇到4的範圍内, 且RNGCOL值可從一 12位元灰度係數計算通道中的祕改變爲 10位元計算通道中的1023 : int fu=max(ri,max(gi,bi))-59; //羽化函數 if(fu>0) { W=W+((調整 RNGCOL)*W*2/RNGCOL)*fW4 ; //高位元版本之半 黃色迴避 在RGBW顯示器上的純黃色區域易有「金色」外觀,為一 •些觀察者所不喜。減少黃色飽和度可移除一些這種效果且也使 得黃色區域更亮。增加黃色區域中的w次像素值也可以實現 這種結果。一個簡單方法是,當色彩近於黃色時可以迴避對w 的色域箝位’但持續對rw、Gw* Bw用箝。w值典型地係在色 域内生成且能安全地如此獨自留下,而導致額外的w從而導 致額外的亮度和減小的飽和度。以下假碼示出黃色迴避之一個 實施例: if(Bc<min(Rc,Gc)) . "「接近黃色」嗎? 20 1343218 fl=abs(Rc-Gc)»4 //羽化函數
Wc=(Wc*fl)»8+(W*(255-fl))»8 //迴避 W 色域符位 第一步是判定色彩何時「接近黃色^下面的布林測試 BC<min(RC,GC)是一個具體實施例檢測一色彩何時處於色度圖上 紅、黃、綠和白色四點之間連線劃界的黃色色度四邊开f之内。 如果此布林爲假,則色彩可能不在黃色四邊形内且被箝位 的Wc值可無變化地通過^ RC、Gc、Bc及Wc是色域籍位後的值。 小於(而不是小於或等於)測試易避免色彩接近白色和黑色。 這仍屬大量的色彩,於邊緣處會有急劇的變化,而在許多影像 中是可見的。爲避免此問題,從被箝位的Wc到未箝位的賈此 一變化係經羽化。你越接近黃線,我們越要使用更多未箝位的 W而被箝位的Wc則越少。以下的羽化計算n=abs(Rc Gc)>>4在一 具有12位元内部計算的顯示器上産生一值在〇和255之間。 當fi爲零,色彩實質上處於黃色線上。當它爲2l2_i時, 色彩離黃色相當地遠 儘管仍然在黃色四邊形内。此值 可以用於計算W和Wc值的加權平均。以8位元fl值和12位元 灰度係數計算通道來做,這些乘法會是12*8位元,而給出— 20位元結果。既然立即揚棄了後12位元,在硬體上做某些最 適化應該是合理的。12*8=12乘法器(12位元乘以8位元而給出 20位元結果然後揚棄後8位元)就足夠了。這類似於以上提及 的申凊案中所說明的色域箝位模組中已實施的13*8=12乘法 器。圖7示出·此黃色迴避之硬體實施之具體實施例。圖8表示 21 1343218 從黃色到白色的一輸入斜變結果。線802示出W值而無黃色迴 避,而線804示出有黃色迴避所得到的w值。 黃色去飽和 另一實施例一般來說可說明爲黃色去飽和。此方法使w 在達到全飽和黃色輸入之前被引入。此方法易將更多的黃色區 域去飽和,但可産生更亮的黃色為許多觀察者所喜。圖1〇示 出此貫施例中RGBW之舊的和新的行為。此圖係從左邊黑色到 中部黃色的漸變繼之以黃色到右邊白色的漸變。線RG示出紅 色和綠色的行為’其趨向從零升高到最大值以産生黃色然後保 持恒定。線W示出W在黃色去飽和之前的的行為,黃色去飽 和係隨著色彩漸變開始從黃色向白色進行而在中部開始升 同。當W達到最大值時,它保持在那裏。線b示出藍色如何 開始升高而在白色達到最大值。線YD示出貨的一新的改量的 行為’其在影像中産生可滿人意的黃色去飽和。此結果可滿人 意’係因其使得黃色更亮且移除了黃色中的「金色」外觀。線 YD示出黃色漸變而達到圖之中部純黃之前w之井高。在曲線 圖的第二半部分,YD以類似於線w中原始行為的方式繼續升 南’但有所偏移且經尺度縮放。 在上述提及的說明了 RGBWGMA的申請案中,色彩有可能 外於色域(〇〇G)並被帶回色域内。當色彩在色域内時,這是圖 10中從左邊緣到YD線起點的區域。如果沒有〇〇G色彩,則W 值不必爲黃色去飽和而改變。只有當色彩爲〇〇G時,才值得 十上的改變。以下假碼示出黃色去飽和的一個具體實施 例: 八乜 22 1343218 . '«
If(OOG) //當外於色域時只做黃色去飽和
{ //計算遠紅色及綠色如何爲OOG ROOG=if(Rw>=RNGCOL)RNGCOL-Rw else 0; GOOG=if(Gw>=RNGCOL)RNGCOL-Gw else 0; WOOG=(ROG+GOOG)/2 //羽化函數
//在黃色去飽和中羽化 Wc=Wc+WOOG/4+Wc*WOOG/RNGCOL 在使用此演算法前,RwGwBw和W值可以原始的方式被箝 位,而産生箝位值RcGc.Bc和Wc,並產生一指示著一個或更多 個值外於色域的旗標位元。如果設定了 OOG旗標,則進行此 程序之其餘部分。首先計算紅色和綠色外於色域的量。如果相 對應的色彩沒有外於色域,這些值可為零。可以實行大於或等 於RNGCOL測試。(例如對於一具有12位元内部計算的系統, RNGCOL·等於212) 〇在硬體中,此測試實際上非常容易從事行, φ 因Rw或Gw之第13位元將指示此狀態,於是後12位元將等於 外於色域的量。 其次,計算一羽化函數WOOG。這可以ROOG和GOOG之平 均值來計算。其他的具體實施例可能用紅色和綠色的其他線性 組合。例如,值得對綠色加權多於紅色,因綠色對像素亮度的 貢獻甚於比紅色。此羽化函數可在黃色有一峰值且可在所有的 方向上以非線性方式減小,可能是在青色和品紅色上達到零。 其他的羽化函數或許是滿人意的,例如一函數線性地減小且直 -到與藍色相會都不達到零。 23 1343218 * « 最後,WOOG羽化值可以用於計算_最終的%值。雖然 可能有別於上示的計算,此函數可使w在從「ρα 9的J方向趨 近黃色之前開始增加,然後可放大亮的w值以致實質上沒有 不連續處。上示的計算就是一個這樣的函數。圖9示1此基於 以上假碼的黃色去飽和模組之硬體圖之一個可能的具體實A施' 例。 圖10之線YD示出對於黑色、黃色與白色之間的色彩之一 窄線的黃色去飽和的行為。以上黃色去飽和假碼也可以所有其 •他的輸入色彩來正確地工作。該WOOG計算避免黃色去飽和修 改不合適的色彩,而獨立的羽化函數是不需要的。 儘官本發明已經參考一示範具體實施例而有所說明,熟習 此項技藝者應瞭解,在不偏離本發明的範圍下,對其元件可做 各種改變且可替之以均等物。此外,在不偏離其基本範圍下, 可做許多修改以使特定的情況或材料適合本文之教示。因此, 希望本發明不受限於作爲本發明實行的預期最佳模式而揭示 的特定具體實施例,但希望本發明將包含落入後附的請求專利 _ 範圍内的一切具體實施例。 24 13.43218 I » 【圖式簡單說明】 :圖納入本文中而構成此說明書的_部分,閣明了本發明 的不粑性施實作及具體實施例,並且與文字說明 發明原理解釋之用。 々冋供本 圖1示出根據本發明原理所製的一系統之— 例。 卿具體貫施
圖2僅示出根據本發明原理的一顯示器系統中可用、 顯示器新穎次像素佈局之一個範例。 的 圖3是對圖i的色變對選擇模組之—具體實施例詳 圖4是-簡單的迴避模式之—具體實施例流程圖。 圖5是一迴避模組之一具體實施例。 圖6是另一迴避模組之—具體實施例。
圖 是另一迴避模組之一具體實施例
圖8疋圖7中的模組之處理效果圖解。 圓9是另一迴避模組之—具體實施例。 圖10是圖9令的模組之處理效果圖。 圖11A-11B是一色域之下矣;固B l 士 卜表面圖及上表面圖 〇 【主要元件符號說明】 100 顯示器系統 104 輸入灰度係數模組 108 計算RwGwBw模組 112 色域箝 102 RGB資料輸入 106 計算W模組 110 色變對選擇模組 114 次像素增點運算模組 25 1343218 116 輸出灰度係數模組 118 顯示器 200 次像素重複群 202 紅色次像素 204 藍色次像素 206 綠色次像素
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Claims (1)
- <ή n 、申請專利範圍 丨修正I 'ir 種产多基色顯不器系統中決定指示-第一色彩的-Ή七的色彩值方法,該顯示器系統包含—色變對選擇模 r侑二X -色知係由至少第一、第二、第三及第四基色中的色 衫值所界定,該方法包含步驟:偏移量,泫偏移量為在該第一、第二、第三基色 值以及該第—色彩的第四基色值中最大者之間的色彩空-間中 =距離之函數’以使得該偏移量的變化係取決於該第—色彩的 對該第一色彩的第四基色值加上該偏移量,以產生—個 义更的第四基色值;以及 旦攸该第一色彩的第一、第二及第三基色值中減去該偏移 量’以產生變更的第一、第二及第三基色值,該變更的第一、 第二、第三及第四基色值係指示變色對色彩。2·如申5月專利範圍第1項所述之方法’其中該第四基色係 為白色、灰色_及黃色中之一者。 3·如申吻專利範圍第1項所述之方法,其中該第一、第二、 第三及第四基色係為紅色、綠色、藍色及白色。 ^如申。月專利範圍帛i項所述之方法,其中該偏移量係為 在該第一、第二、第三基色值以及該第-色彩的第四基色值中 最大者之間的色彩空間中的距離之一半。 申Μ專利範圍第1項所述之方法,其中計算偏移量的 步鄉更包含: /字°玄偏移里限制成其最小者,以及限制成在該第一 '第 及第三基色中的色彩值之一的最小者。 27 1343218 - .—種在一多基色顯示器系統中對色域扯6 的輪出色彩變更其基色值的方法,該顯 、射知作所產生 -、第二'第三及第四基色中所指定的色係藉由至少第 示器系統包含-色域映射模組用以實行=顯示色彩’該顯 —輪入色彩色域中的-輸入色彩轉換至由射操作,以將 〗及第四基色所界定的顯^色 夕第―、第二、第 法包含步驟: /域中的—輸出色彩,該方 % 數色料—輸以㈣更函數的 二由/色域映射㈣所產生的輪出色彩係被變更; μ试a亥輸出色彩變更函數的值, θ 係為該等輸入色料的一個,苴中由;^疋否該輸入色彩 輪出色彩係被變更;以& μ色或映射操作所產生的 的i對㈣t輸出色衫變更函數的值的輸出色彩的基色值中 的至少-個計算一變更基色值, /的丞色值中 其中該輸出色彩變更函數利用該輸入色 • 該色彩色域的較暗表面的輸入色彩“是位在 罪U亥輸入色彩色域的較亮表面的輸入 彩,其中該輸出色彩係被變更, 疋这專輸入色 其中當該輸出色彩變更函數具有— 色值係與該基色值相同。 “值時,該變更基 7.如申請專利範圍第6項所述之 色彩變更函數的值的輸出色彩的基的、冑利用δ玄輸出 變更基色值的步驟包含: &色值中的至少一個計算一 计算該等變更基色值令的每一個。 .8.如申請專利範圍第7項所述之方法,其中對利用該輸出 28 1343218 色衫變更函數的值的輸出色彩的基色值中 變更基色值的步驟包含: 至夕一個計算_ 僅計算變更白基色值。 9·如中請專利範圍第6項所述之方法, 作產生一輸出箝色,且其中該輸出色彩變更函數制2射操 色的基色值來域認黃色輸入色彩是該等輪入色命,直二輪出箝 色彩係被變更。 7 〃中3亥輪出 1 〇.如申請專利範圍第9項所述之方法,其 色衫變更函數的值的輸出色$ ’ 。亥輪出 變更基色值的步驟包含: &值中的至少—個計算— 僅計算變更白基色值。 ,U·如巾請專利㈣第6項所述之方法, 彩色域的較暗表面的輸入色彩係在該 二^輪.'色 與飽和色之間。 色心色域中的黑色 A如申請專利範圍第6項所述之方法,盆中 域的-較亮表面的輸八色彩係在該輸入色彩二T 白色與飽和色之間。 匕心巴域中的 13·種在一多基色顯示器系統中斜多純Λ 6 。 的輸出色## #使I λ 色域映射操作所產生 -、第第及,的方法,該顯示器系統係藉由至少第 示写…人'基色令所指定的色彩值顯示色彩,” -及第四基色所界定的顯示器色彩色域中由=二第二、第 法包含步驟: ""的輸出色彩,該方 決定是否該色域映射操作產生—妗 出色彩,該輪出色彩 29丄和218 具有位在該顯示卷多孟 係由該第一、第 色域外的色彩值,該顯示“ ^ 第第三及第四基色所界定; S色域映射操作已產生—輸出色彩 窗一 超出色域的量以^ ^ 第一基色超出色域的量,· 計算使用該y + A 變更函數的值:以及 色超出色域的量的-輪 用⑼出色彳彡變更函數的值的輸出色彩的基 ψ ^一個計算—變更基色值,其中計算該第一及第二 出色域的量係藉由針昭m 褙田對照取大色彩值測試一第一輸入色身 一第二輸入色彩值, ,A ^ 值该苐一及弟二輸入色彩值係各自能 在色域内。 Μ·如申請專利範圍第13項所述之方法,其中對利 出色彩變更函數的值的輪出色彩的基色值中的至少一1 一變更基色值的步驟包含: 僅計算變更白基色值。 士申t專利範圍第丨3項所述之方法,其中決定 色域映射操作產生—輸出色彩之步驟係測試黃色輸出| L彩色域 :一基色 出色彩 色值中 基色超 多值及 夠具有 用該輸 3計算 是否該 :>彩。 30
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