TWI639151B - 動態色域顯示系統、方法、及其應用 - Google Patents

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Abstract

在動態色域顯示系統中，視訊輸入資料經處理以擷取指示圖框像素之色域佔有率之度量。該等所擷取度量用於形成欲由顯示器使用以自該顯示器之原生色彩原色合成匹配該圖框像素色域之一經調適色域之一組比例因子。該所產生色域調適比例因子用於將該圖框像素之值轉換成該經調適色域，該等所產生色域調適比例因子經提供至該顯示器以供用於針對每一視訊圖框或一視訊圖框之一子區使用該所合成經調適色域來調變。方法實現增加之顯示亮度、減小之電力消耗及減少之介面及處理頻寬。本發明亦揭示一種經調適視訊圖框資料格式化方法，該方法將該經調適色域之益處映射成一減小之圖框資料大小，從而在用於視訊分佈時實現頻寬節省。

Description

動態色域顯示系統、方法、及其應用 相關申請案交叉參考
本申請案主張2013年3月15日提出申請之美國臨時專利申請案第61/800,504號之權益。
本發明大體而言係關於使用基於固態光(SSL)之顯示器之影像及視訊資料之顯示，更特定而言係關於用於調適顯示器色域以匹配實際視訊圖框或圖框子區色彩分佈色域的方法。
所引用參考文獻
[1]美國專利第US 7334901號，Low Profile, Large Screen Display System Using Rear Projection Array System，El-Ghoroury，2008年2月26日
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[3]美國專利第US 7623560號，Quantum Photonic Imagers and Methods of Fabrication Thereof，El-Ghoroury等人，2009年11月24日
[4]美國專利第US 7767479號，Quantum Photonic Imagers and Methods of Fabrication Thereof，El-Ghoroury等人，2010年8月3日
[5]美國專利第US 7829902號，Quantum Photonic Imagers and Methods of Fabrication Thereof，El-Ghoroury等人，2010年11月9日
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[11]美國專利第7333080號，Color OLED Display with Improved Power Efficiency，Miller等人，2008年2月19日
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[13] Charles Poynton，Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces，Elsevier Science，ISBN: 1-55860-792-7，第233至253頁，2003年
大部分彩色顯示系統(諸如液晶顯示器(LCD)、使用微鏡裝置或液晶覆矽(LCoS)裝置之空間調變投影顯示器及有機發光二極體(OLED)顯示器)之中心係使用一給定原生色域來調變視訊圖框像素。在諸如LCD及OLED之顯示器中，舉例而言，色域係藉由放置於顯示 器之像素中之每一者之頂部上之一組彩色濾光器來判定。此等類型之顯示器之原生色域係固定的且以一給定顯示器色域標準(舉例而言，HDTV或NTSC)設定，且不可改變。固態光(SSL)之出現已使得可能形成基於SSL之顯示器，該顯示器通常具有比大部分當前所使用之視訊顯示器色域寬得多之色域(參考文獻[1至5])。此外，SSL源之快速切換能力及可能同時性使得可能藉由同時接通並改變顯示器之多個色彩原色SSL源之工作循環來即時改變基於SSL之顯示器色域。因此，與具有固定色域能力之習用顯示器不同，基於SSL之顯示器提供即時改變(或調適)主動式顯示器色域以較佳適應希望之應用的能力。
先前技術參考文獻[1]闡述一基於SSL之一後投影陣列顯示系統及利用其SSL色彩原色之即時可控制性來跨越其所顯示影像維持色彩及亮度一致性之方法，該所顯示影像係藉由多個基於SSL微投影儀之一陣列形成。在參考文獻[1]中，包括後投影陣列系統之多個基於SSL之微投影機之原生色域經轉換成一共同參考色域，然後使用內建感測器偵測每一微投影機之亮度及色點輸出，比較後投影陣列中之其他微投影機之輸出，然後即時校正形成顯示影像之基於SSL之微投影機中之每一者之色彩原色(或色域)以跨越所顯示多分段影像維持均勻色彩(色度)及亮度(照度)。
先前技術參考文獻[2]闡述一基於SSL之一投影顯示系統，其中使用一階層式方法來將由其SSL源提供之原生色域轉換成一所要參考色域同時維持對顯示系統亮度及白點色度之獨立控制。Ref[2]中所闡述之方法利用顯示系統SSL色彩原色之同時性及即時可控制性來在時間上多工顯示器SSL色彩色度以便合成具有任何所要亮度及/或白點色度之任何所要色域。參考文獻[2]中所闡述之方法使用一多層階層式控制結構來提供對所合成色域色彩原色色度、亮度及白點之獨立控制，該多層階層式控制結構提供控制位準獨立性及不變性以及處理不變性 以便實現基於SSL之顯示器之一計算高效及成本有效控制系統。
先前技術參考文獻[3至5]闡述：一發射空間光調變裝置及相關顯示系統包括一陣列多個可獨立定址微尺度SSL像素，藉此可獨立地使每一像素同時發射多個色彩原色之一混合物且穿過一共同像素光圈。 參考文獻[3至5]中所闡述之方法可使用發射SSL微尺度像素陣列之同時性及即時可控制性來獨立地多工可由陣列中之每一發射像素發射之多個色彩原色以基於具有任何所要亮度及/或白點色度之任何合成參考色域調變任何所要像素值。由於參考文獻[3至5]中所闡述之發射微尺度像素陣列裝置內之每一像素處理其特有多色彩原色，所闡述裝置之像素中之每一者可同時調變器特有色彩原色而不需要訴諸於時間序列色彩多工。參考文獻[3至5]亦闡述用以使用基於任何給定參考色域之視訊資料來調變顯示裝置發射像素陣列。
類似於參考文獻[1至5]，先前技術參考文獻[6、11]利用SSL快速切換及同時性來將顯示器之原生SSL色彩原色轉換成一目標色域。參考文獻[6、11]闡述用以藉由將顯示器色域轉換成自處理視訊圖框像素導出之一目標色域來增加顯示亮度之一方法。儘管參考文獻[6、11]所述創新性目標係根據輸入視訊之色彩分佈重新界定顯示器色域，但未闡述用以自圖框之集體像素之資料計算(或判定)輸入視訊之色彩分佈之具體方法。
先前技術參考文獻[7]闡述用於動態選擇一色域映射分量供在一色彩管理系統中使用，該色彩管理系統將影像資料中規定之色彩自一個色彩空間變換至另一色彩空間。所闡述之方法包含：產生供用於自多個色域映射分量選擇之預測，其中所產生預測係基於對應於影像資料之特性中之一或多者之一預定色域映射偏好，然後基於預測資訊選擇多個色域映射分量中之一者。然而，參考文獻[7]中所闡述之方法未大膽預測輸入影像資料之色彩分佈且不將系統色域映射至匹配輸入 視訊色域之一色域；相反地，參考文獻[7]預測某組色域特性，然後基於所選擇特性將色域映射至預定組色域中之一者。此外，未指示參考文獻[7]方法可用於即時動態地調適一顯示系統色域以匹配視訊輸入色域。
先前技術參考文獻[8]闡述用以改良用於自一輸入影像之色彩空間變換至一裝置相依(列印引擎)色彩空間之一色彩查找表(LUT)之精確度。所闡述方法包含：對輸入影像之參數分析以判定色彩在影像色彩空間內之分佈，然後基於所執行之影像分析自預定義之一組參數選擇一子組參數以供用於使用色彩LUT來變換影像色彩空間。儘管參考文獻[8]闡述其中分析輸入影像之色彩分佈之方法，所闡述方法僅係實現用於一預設定色彩映射LUT之預定義之一子組參數之選擇之參數分析。因此，參考文獻[8]之方法無法用於判定與一輸入影像相關聯之實際色彩分佈色域。此外，參考文獻[8]中所闡述之參數影像分析無法用於動態地調適一顯示系統色域以尤其即時以彩色顯示器中所使用之典型視訊圖框更新速率匹配視訊輸入色域。
先前技術參考文獻[9]闡述用於控制一基於LED之LCD背光之方法。所闡述方法包含：針對一給定影像計算一組虛擬色彩原色及使用對LCD之基於LED背光之一場色序控制來處理輸入影像。用於計算該組虛擬色彩原色之所闡述方法包含：處理顯示像素之值以判定背光LED色域之點擴展函數內部之一「色彩定界框」。然後使用所判定虛擬色域來控制LED背光LED亮度及色彩。參考文獻[9]中所使用以判定含有虛擬色彩原色之定界框之公式包含對色彩空間內之多個平面之相交點之分析，該色彩空間然後使用一特設公式近似以簡化對像素值之分析。參考文獻[9]中所闡述之方法亦用於控制包括由一陣列LED源照明之多個分段之一基於LED之背光。參考文獻[9]中用於分析像素資料分析以判定虛擬色彩原色定界框之方法係相當過分簡單化且不可能導 致一色域減少增益之大部分，惟除可能若背光分段係足夠小以利用空間毗鄰像素之可能色彩相關性。
因此本發明之目標係引入囊括用於判定一視訊圖框之色域內容之分析及計算高效方法之一動態色域顯示系統，然後使用此等放大來調適顯示器色域及亦典型視訊圖框速率即時調變經調適像素值。本發明之另一目的係引入用於利用動態色域增益來實現增加之亮度、增加之色彩動態增益、減少之電力消耗及減小之資料介面及用於顯示之處理頻寬之方法。本發明之目標亦係引入用於利用動態色域增益來實現視訊傳送頻寬之減小，此亦可實現為視訊分佈頭端處之一資訊傳送頻寬減少。自參考隨附圖式繼續論述之本發明之一較佳實施例之下文詳細說明將顯而易見本發明之額外目標及優點。
105‧‧‧原生色域/顯示原生色域/顯示系統原生色域
110‧‧‧HDTV色域/參考色域/輸入參考色域/視訊輸入參考色域/圖框參考色域/視訊參考色域/全視訊參考RGB色域/原生色彩原色/參考視訊色域/視訊圖框參考色域
112‧‧‧線/線RW
114‧‧‧線/GW 114
115‧‧‧顯示器白點/白點
116‧‧‧線/BW 116
120‧‧‧圖框經調適色域/經調適色域/圖框色域/經調適圖框色域
200‧‧‧動態色域系統/動態色域處理區塊/動態色域處理元件/動態色域處理
201‧‧‧視訊輸入資料/原始像素值輸入
202‧‧‧視訊圖框像素/資料
203‧‧‧圖框緩衝器
204‧‧‧圖框色域度量計算區塊/色域度量處理區塊/色域度量區塊/色域度量
205‧‧‧色域度量累加器區塊/累加器/度量累加器區塊
206‧‧‧色域計算區塊/圖框色域計算區塊/色域度量計算區塊
207‧‧‧3×3色域轉換矩陣/3×3轉換矩陣/轉換矩陣
208‧‧‧經調適色域/色域比例因子/比例因子/輸出/色域調適資料/色域調適輸出/經調適視訊圖框輸入
209‧‧‧色域轉換區塊
210‧‧‧經轉換R'G'B'像素資料
211‧‧‧像素調變/像素經調變圖框影像
212‧‧‧操作色域原色/原生固態光色域/色域調適
305‧‧‧CIE[x,y]色度位置/像素位置/CIE[x,y]色度點/圖框像素/像素
312‧‧‧最小距離/線RW
314‧‧‧最小距離/線GW
316‧‧‧最小距離/線BW
322‧‧‧相交點
324‧‧‧相交點
326‧‧‧相交點
510‧‧‧視訊資料圖框/圖框資料
520‧‧‧標頭/標頭分段/圖框資料標頭分段/圖框資料標頭
530‧‧‧像素資料子圖框/子圖框
540‧‧‧資料子圖框/像素值
610‧‧‧顯示器
620‧‧‧顯示器
630‧‧‧視訊分佈頭端/視訊傳輸(分佈)頭端
640‧‧‧傳輸媒體/視訊分佈媒體
B‧‧‧色彩原色
B'‧‧‧色彩原色
B"‧‧‧色彩原色
G‧‧‧色彩原色
G'‧‧‧色彩原色
G"‧‧‧色彩原色
HF1‧‧‧第一資料欄位/資料欄位
HF2‧‧‧第二資料欄位/資料欄位/標頭資料欄位/圖框標頭欄位
PF1‧‧‧資料欄位
PF2‧‧‧資料欄位
PF3‧‧‧資料欄位
R‧‧‧色彩原色
R'‧‧‧色彩原色
R"‧‧‧色彩原色
在以下闡述中，甚至在不同圖式中，相同圖式元件符號用於相同元件。闡述中定義之內容，諸如詳細構造及元件，經提供以輔助於對例示性實施例之一全面理解。然而，可在無彼等具體定義內容之情況下實行本發明。此外，未詳細闡述眾所周知之功能或構造，此乃因其將用不需要細節模糊本發明。為理解本發明及明白在實務中可如何實施本發明，現在將參考附圖僅藉助於非限制性實例闡述本發明之數項實施例，在該等附圖中：圖1圖解說明本發明之動態調適色域之基本概念。
圖2圖解說明本發明之動態色域系統之一方塊圖。
圖3圖解說明用於計算本發明之動態色域顯示系統之色域度量之方法。
圖4a圖解說明經由本發明之一項實施例之圖框之多個相等大小子區調適色域之一實例。
圖4b圖解說明本發明之一項實施例之離散組色域原色比例因子 臨限值之一實例。
圖4c圖解說明經由本發明之一項實施例之圖框之多個不相等大小子區調適色域之一實例。
圖5圖解說明在圖2中所圖解說明之本發明之動態色域處理區塊與顯示器之間的圖框資料介面格式。
圖6a圖解說明本發明之動態色域顯示系統與一併置顯示器之一個應用。
圖6b圖解說明本發明之動態色域顯示系統與遠端顯示器之一個應用。
圖7a圖解說明應用本發明之方法之一實例。
圖7b圖解說明應用本發明之方法之另一實例。
圖7c圖解說明應用本發明之方法之另一實例。
圖7d圖解說明應用本發明之方法之另一實例。
概述
當前顯示系統(諸如LCD、OLED、LCOS或DLP)始終使用一單個(且固定)色域，通常HDTV或NTSC色域作為一參考色域。在最近基於SSL之顯示系統中，諸如發光二極體(LED)或雷射二極體(LD)之裝置用於產生參考色域標準中規定之顯示色彩原色(參考文獻[1至5])。在此等基於SSL之顯示系統中，顯示器上顯示之影像通常僅使用參考色域色彩原色之一小部分，而一相當量之處理電力及亮度在從不顯示之色彩上被浪費。本發明之動態色域系統闡述用於使基於SSL之顯示器之色域動態適應圖框影像內容色域之方法。藉由使顯示器之色域適應圖框之像素色彩內容，所有可變亮度可「摺疊」成較佳匹配於所示之圖框影像之一較小較亮色域(參考文獻[2])。另一選擇係，顯示亮度可保持處於一所要位準，且將用由本發明之動態色域達成之亮度增益換 取減少之電力消耗，此係行動顯示器之一關鍵設計參數。另外，注意任何給定圖框色彩內容之色域佔有率(或利用率)通常係參考色域之一分率；由於本發明之減少大小色域，減小大小之色域色彩原色之圖框之像素內容可針對顯示器之每一色彩或色彩表示精確度(或動態範圍)使用相同數目個位元表達或可使用減少數目個位元來表示圖框之像素色域色彩原色內容中之每一者來維持。在本發明之一項實施例中，顯示器色彩動態範圍將隨經調適顯示器色域之減少大小成比例地增加，此乃因用於表達圖框像素之色彩原色內容之位元數目保持與表示參考色域色彩原色之像素之色彩內容之位元數目相同。在本發明之一另一實施例中，顯示器之色彩動態範圍保持處於相同效能等級，且減小大小之色域色彩原色之圖框之像素內容以較少數目個位元表達，因此減小圖框資料之大小，此將導致顯示器處理資源成本及電力消耗之一成比例減少。本發明之後一實施例之減小圖框資料大小之另一益處係顯示系統視訊介面資料速率之一相稱減小，此可用於實現成比例之視訊介面資料頻寬減小。自以下論述及附圖本發明之實施例之額外益處將變得更顯而易見。
使顯示器色域適應於圖框之像素之色彩內容藉助本發明之方法成為可能，其中表示顯示器參考色域色彩原色之每一像素之內容之圖框之像素之值經處理以導出指示針對顯示器所選擇之白點周圍之圖框之像素之色彩內容分佈(或擴展)之一組色域度量。所導出色域度量用於計算欲由SSL顯示器使用以調整其色域之一組比例因子以及經映射成反映顯示器經調適色域之像素之色彩內容之一組新值之反映參考色域之像素之色彩內容之圖框之像素之值。在其中顯示器色彩動態範圍維持處於相同值之實施例中，經映射像素值經表達為反映所維持色彩動態範圍之一色彩精確度值。因此，表示圖框之像素之色彩內容之位元數目將與所調適顯示器色域之減小大小成比例地減少。
用於導出一經調適色域及將圖框之像素之值映射至彼經調適色域之本發明之方法可實施為可並置或嵌入於顯示器內或可遠端定位之一設備。在前一情形中，本發明之方法可用於實現眾多益處，包含：增加之顯示亮度、增加之色彩動態範圍及減少之電力消耗。在後一情形中，除了在顯示器側處本發明之所有所實現益處外，亦可在視訊傳輸(或分佈)頭端處實現視訊資料介面頻寬之大小之一相稱減小
為較佳闡釋可藉由本發明之動態色域方法實現之益處，需要闡述本發明之動態色域顯示系統動態合成三個色彩原色R、G及B之方式(參考文獻[1至6])。為合成R原色，舉例而言，顯示系統中所使用之所有三個SSL源以某一預定比率接通以實現由HDTV色域標準規定之R色彩原色。此比率將由紅色SSL源支配，其中綠色及藍色SSL源僅貢獻較小量。當綠色及藍色SSL源經接通達一較長時間週期時，R原色將係較明亮，但R原色之CIE[x,y]色度電將移動較接近於白點。關於不需要完全HDTV紅色之一圖框影像內容，如同可能一淺綠場景，使R原色移動較接近於白點(若可能)以獲得增加之亮度而對影像具有最小效應將係較佳的。
一般概念
本發明在顯示系統中利用關於色彩空間管理之某些眾所周知之技術，該等技術在本文中完整地定義。
色彩空間轉換-彩色顯示器之視訊資料輸入通常由一串列資料封包串流構成，藉此每一資料封包規定一參考色域之像素之內容。一參考色域之實例包含HDTV色域及NTSC色域。一典型彩色顯示器具有由顯示器彩色濾光器之色彩原色判定之一原生色域，舉例而言，LCD或基於色輪之顯示器。在基於SSL之顯示器中，顯示原生色域係由顯示器SSL源之色彩原色定義。眾所周知色彩空間轉換(參考文獻[13])技術通常用於將視訊輸入資料自參考色域空間轉換成顯示器色域空間。 舉例而言，使用一組原始色彩原色(R s ,G s ,B s )規定之RGB像素值可使用以下3×3線性矩陣來變換成一目的色彩原色(R d ,G d ,B d )：
細節
本文中藉助附圖闡述本發明之多項實施例以證實調適一SSL顯示器色域以匹配圖框像素之色彩分佈之色域的方法及應用。本文中所闡述之實施例係絕非限制性，且本發明可透過不同實施例實施，諸如例如結合基於SSL之空間調變投影顯示器(諸如參考文獻[1、2]中所闡述之彼等)、基於SSL之發射微像素陣列裝置(諸如參考文獻[3至5]中所闡述之彼等)、用於LCD之基於SSL之矩陣背光(諸如參考文獻[9]中所闡述之彼等)或用於OLED之基於SSL之像素化背光。本文中所闡述之實施例在可透過可能應用之不同實施例實現之本發明之益處方面絕非限制性，諸如例如，實現在顯示器側處之增加之亮度、增加之色彩動態增益，減少之電力消耗及減少之資料介面及處理頻寬或視訊分佈頭端處之一減小之資料傳送頻寬。本實施例之呈現用於圖解說明本發明之一實際實施方案，但其可在不背離本發明之既定範疇之情況下修改或最佳化。
輸入至顯示器之數位視訊之典型色彩內容可逐圖框顯著變化。 因此，習用顯示器之固定色域調變能力大部分被浪費，導致顯示器電力消耗之不必要增加及未實現之效能增益。為消除浪費之顯示器能力及所實現眾多其他可能效能增益，在本文中所闡述之動態色域顯示系統中，即時計算每一視訊圖框或視訊圖框之子區之色域；舉例而言各自針對60Hz視訊圖框輸入速率16.7毫秒，顯示器之色域原色經調適以合成所計算之色域色彩原色，且輸入視訊圖框像素值自視訊輸入參考色域轉換成經調適圖框色域。在將視訊圖框像素之資料載入至本發 明之動態色域顯示系統之記憶體中，像素之值經即時處理以計算表示所處理之圖框之像素之色彩分佈色域之一組度量。所計算度量然後用於判定圖框像素之值在經提供至顯示器之前將經轉換成之圖框色域。 所計算度量亦用於判定經提供至顯示器以合成圖框經調適色域色彩原色之一組色域比例因子。藉助所轉換圖框像素值及由本發明之動態色域系統提供之色域比例因子，顯示器僅合成匹配於所轉換圖框像素值色彩分佈之經調適色域。
圖1圖解說明本發明之動態調適色域之基本概念。圖1展示三組色域色彩原色；即，具有色彩原色(R"、G"、B")之顯示器之原生色域105，具有色彩原色(R、G、B)之HDTV色域110(在本文中稱作「參考色域」)及具有色彩原色(R'、G'、B')之圖框經調適色域120(在本文中稱作「經調適色域」)。在圖1中，經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')之可能值之範圍分別經指定為112、114及116線；每一線自顯示器白點115延伸至參考色域110色彩原色(R、G、B)。圖框經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')中之每一者具有將位於白點115與各別參考色域110色彩原色(R、G、B)之間的各別112、114及116線上之某處之一CIE[x,y]色度點。在本發明之一項實施例中，圖框經調適色域原色(R'、G'、B')可位於在白點115與各別參考色域110色彩原色(R、G、B)之間各別112、114及116線上之任何點處。在本發明之另一實施例中，圖框經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')可係在白點115與各別參考色域110色彩原色(R、G、B)之間的各別112、114及116線上之一組離散點。在本發明之動態色域顯示系統之各種實施例之以下闡述中，舉例而言，輸入至顯示系統之視訊(其可係HDTV色域或任何其他規定色域(諸如NTSC色域))將稱作RGB色域且本發明之動態調適色域將稱作R'G'B'色域。
動態色域系統200
圖2圖解說明本發明之動態色域系統200之一方塊圖。如圖2中所圖解說明，動態色域系統200接受視訊輸入資料201且將經調適色域208及經轉換R'G'B'像素資料210輸出至顯示器。圖2之動態色域系統200將補充一顯示器之習用視訊影像處理以便實現本發明之動態色域顯示系統。應注意，本發明之動態色域顯示系統之實現之一先決條件係顯示器之色域可容易以一逐圖框為基礎即時調整。儘管此一能力可在使用固定彩色濾光器來界定顯示器可操作色域(諸如例如，基於彩色濾光器之LCD及OLED)之顯示系統中不容易可行，但在基於SSL之顯示器(諸如參考文獻[1至5]中所闡述之彼等)中，可操作顯示器色域可容易以每一視訊圖框間隔即時調整，且此係與動態色域系統200配對之良好候選。因此，本發明之動態色域系統200之較佳實施例係其作為諸如但不限於參考文獻[1至5]中所闡述之彼等之能夠即時調適其色域之基於SSL之顯示器之一補充的應用。動態色域系統200可係在SSL顯示器外部之一視訊處理模組或可係嵌入於顯示器自身內之一視訊前端處理模組。動態色域系統200可實施於高速數位影像處理邏輯中作為一專用特殊應用積體電路(ASIC)或作為在一高速數位信號處理器上運行之影像處理軟體。
如圖2中所圖解說明，動態色域系統200係由五個功能區塊構成；即，圖框緩衝器203、圖框色域度量計算區塊204、色域度量累加器區塊205、經調適色域計算區塊206及色域轉換區塊209。以一高位準，動態色域系統200將處理圖框像素之資料以計算圖框色域120，然後將視訊圖框像素之資料自輸入參考色域110轉換成經調適圖框色域120且將經調適色彩原色提供至顯示器。參考圖2，包括視訊圖框像素202之RGB資料之視訊輸入資料201在每一像素值進入圖框緩衝器203時經處理以便產生進入圖框緩衝器203之每一像素之一組色域度量204。每一像素之經計算色域度量然後由三個累加器205處理以計算整 個視訊圖框之一設定色域度量。所計算圖框色域度量然後由色域計算區塊206處理以產生該組色域比例因子208，該組經提供至顯示器供用於使來自顯示原生色域105之其操作色域原色212適應於圖框經調適色域120。基於由累加器205計算之圖框色域度量，色域計算區塊206亦計算耦合至色域轉換區塊209之一3×3色域轉換矩陣207，色域轉換區塊209繼而自圖框緩衝器203檢索出圖框像素資料且將像素值來自視訊輸入參考色域110轉換成圖框經調適色域120。色域轉換區塊209然後將經轉換R'G'B'像素資料210轉換成顯示器用於像素調變211。
在本發明之所闡述實施例中，圖2中圖解說明之本發明之動態色域系統200可與顯示器並置作為嵌入於其支援之基於SSL之顯示器中或在其支援之基於SSL之顯示器外部之一補充視訊處理模組。在本發明之一替代實施例中，圖2中所圖解說明之動態色域系統200之功能處理能力將遠端執行作為通常在視訊傳輸頭端場所執行之視訊編碼之一補充處理，且提供至在一視訊傳輸媒體(諸如一纜線網路、一無線網路、網際網路、一光碟或一快閃記憶體模組)之接收端處之眾多顯示器之其輸出。在本發明之後一實施例中，動態色域系統200之視訊資料介面頻寬減小益處(在以下段落中闡釋)甚至在媒體之接收端處之顯示器不擁有即時色域調適能力時仍亦可藉由在媒體之接收端處併入有構件(舉例而言，視訊機上盒)來實現以將所接收經調適色域圖框像素資料轉換回至參考色域，參考色域可經提供作為可由一習用顯示器接受之一標準視訊資料。
在本發明之所闡述實施例中，圖2中所圖解說明之動態色域處理將產生每視訊圖框一個動態調適色域。在本發明之一替代實施例中，圖2中所圖解說明之動態色域處理將產生每視訊圖框多個動態調適色域，藉此該動態調適色域中之每一者結合視訊圖框之一子區使用；其中稱為「子圖框」。在此情形中，圖2中所圖解說明之動態色域處理將 係相同的，惟除每一子圖框單獨處理以便針對視圖圖框之每一子區產生一動態調適子圖框色域。此外，在此情形中，界定每一子圖框之視訊圖框之子區可係一先驗界定，使用在圖2中所圖解說明之動態色域處理外部之處理導出，或自動態色域處理自身導出。在一以下段落中將闡述用於界定子圖框色域調適之方法。
前述論述闡述本發明之動態色域顯示系統之眾多可能實施方案實施例，包含其中圖2中所圖解說明之動態色域處理功能可嵌入於顯示器內或與顯示器並置或遠端定位為視訊傳輸頭端處之一視訊編碼功能之實施例。在本發明之動態色域顯示系統之其他所闡述實施方案中，圖2中所圖解說明之動態色域處理功能用於每視訊圖框調適色域一次或另一選擇係針對每一子圖框一次，藉此該子圖框可先驗地固定大小且可基於一外部輸入改變或可由動態色域顯示系統自適應地判定。在其他實施方案中，本發明之動態色域顯示系統結合擁有即時調整其操作色域之能力之一SSL顯示器使用。然而在其他實施例中，本發明之動態色域顯示系統在擴充有將視訊資料輸出自經調適圖框色域轉換成原始參考色域之能力之後結合位於一視訊傳輸媒體之接收端處之一習用顯示器使用。在此等實施方案以及本文中所闡述之其他實施例中，本發明之動態色域顯示系統將同義稱為動態色域系統200，以使得在使用任一術語時，其意欲係指圖2中所圖解說明之本發明之動態色域顯示系統之功能處理元件。
參考圖1及圖2，假設欲顯示之輸入視訊資料201在執行適當去伽馬(de-gamma)之後以RGB色彩空間表示進入動態色域系統200中以便線性化像素之值及可能擴展像素值位元字組長度以達成較高內部處理精確度及改良像素資料色彩精確度表示動態範圍。在將每一像素儲存於圖框緩衝器203中時，其亦發送經過色域度量處理區塊204，色域度量處理區塊204計算表示沿著三個各別線112、114及116自白點115延 伸至各別參考色域110色彩原色(R、G、B)之像素之色彩內容。色域度量區塊204將在藉由度量累加器區塊205之各別元件將每一度量對整個圖框求積分之後輸出每一經處理像素之三個不同度量以產生表示圖框像素在參考色域110內之色彩分佈之一組三個度量值。
在整體圖框已載入至圖框緩衝器203中之後，由度量累加器區塊205產生之每一色彩原色之圖框色域度量值經發送至圖框色域計算區塊206，圖框色域計算區塊206計算一組比例因子208以用於將顯示原生色域105色彩原色(R"、G"、B")轉換成圖框經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')。將所計算色域比例因子208發送至顯示器以使用其特有原生SSL色域212合成經調適色域。
色域計算區塊206亦使用由度量累加器區塊205提供之圖框色域度量值來計算3×3轉換矩陣207，3×3轉換矩陣207經提供至色域轉換區塊209。繼而，色域轉換區塊209將自圖框緩衝器203檢索出圖框像素之RGB值且將像素值自圖框參考色域110轉換成圖框經調適色域120且將提供經轉換R'G'B'像素資料210提供至像素調變211之顯示器。動態色域系統200之兩個輸出(即所計算色域比例因子208及經轉換R'G'B'像素資料210)將通常連同將提供至顯示器之視訊圖框同步化資料一起多工。在顯示器側，顯示器之色域原色將經調適212以合成圖框色域120色彩原色(R'、G'、B')，且經轉換R'G'B'像素資料210將然後用於調變經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')以便產生像素經調變圖框影像211。
色域度量204
如較早闡釋，動態色域系統200處理圖框像素之資料202以判定匹配圖框像素之色彩佔有率之一色域。為達成此目的，動態色域系統200之色域度量區塊204處理圖框像素之資料202以計算表示沿著三個各別線112、114及116自白點115延伸至各別參考色域110色彩原色(R、G、B)之圖框之像素中之每一者之色彩內容之一組色域度量。以 下論述闡述本發明之動態色域顯示系統之色域度量，該色域度量用於判定匹配圖框像素之色彩內容之一圖框經調適色域。
圖3圖解說明用於計算本發明之動態色域顯示系統之色域度量之方法。為避免引入色彩假影，本發明之動態色域顯示系統之色域度量係分別基於自圖框之像素之CIE[x,y]色度位置305至自白點(white point)115延伸至視訊參考色域110之R、G及B色彩原色之線RW 112、GW 114及BW 116之組的「最小距離」312、314及316。應注意，在圖3中，在像素之RGB值經轉換成一CIE[x,y]色度值且相對於CIE[x,y]色度軸標繪之後展示任意像素位置305之最小距離312、314及316，如圖3中所圖解說明。在由動態色域系統200之色域度量區塊204執行之處理中，距線RW 112、GW 114及BW 116之最小距離312、314及316分別用於識別其與線RW 112、GW 114及BW 116之相交點322、324及326之CIE[x,y]色度座標值。針對圖框之像素中之每一者，自相交點322、324及326至白點115之距離將分別轉換成一經正規化值，指定為M R 、M G 及M B ，該等距離係基於各別相交點322、324及326在線RW 112、GW 114及BW 116上之位置。相交點322、324及326至白點115之距離M R 、M G 及M B 之正規化係基於將白點115之CIE[x,y]色度位置正規化成一值0.0，將視訊參考色域110色彩原色之(R、G、B)CIE[x,y]色度位置正規化至值1.0，及將沿著線RW 112、GW 114及BW 116之組中之每一者之間的點之值線性正規化成在(0,1)範圍中之值。作為一實例，位於R原色與白點115之間一半處之一最小距離相交點將具有M R =0.5；同樣，自白點115至R之路徑之三分之二處之一相交點將具有M R =0.66667且係自白點115至R之路徑之四分之一之一相交點將具有M R =0.25。
如圖3中所圖解說明，如由(舉例而言)在視訊參考色域110內之CIE[x,y]色度點305表示之圖框之像素中之任何者之位置可由白點115之CIE[x,y]色度位置及參考色域110色彩原色(R、G、B)CIE[x,y]色度位 置中之僅兩者充分表示。舉例而言，如圖3中所圖解說明，CIE[x,y]色度位置305可由白點115之CIE[x,y]色度位置及僅參考色域色彩原色座標R及G之CIE[x,y]色度位置充分表示。亦即，CIE[x,y]色度位置305可由距線RW 112及GW 114之兩個最小距離312及316充分表示。因此，當經正規化值M R 、M G 及M B 之在線RW 112、GW 114及BW 116上之各別相交點322、324及326位置位於超過白點115 CIE[x,y]色度位置時，該等正規化值M R 、M G 及M B (或值自身)經指派一值0.0。舉例而言，表示圖框像素305之經正規化度量M R 、M G 及M B 將分別具有值0.5、0.2及0.0。因此，經正規化度量M R 、M G 及M B 中之至少一者將視軸係0.0。
所闡述色域度量之實施方案可簡化成以下方程式，該等方程式轉換圖框之像素(R,G,B)輸入值中之每一者，諸如實例像素305，且如下產生經正規化色域度量M R 、M G 及M B ：
以上方程式組將由色域度量區塊204使用以產生圖框中之每一像素之三個度量值(M R 、M G 、M B )，且度量M R 係數(a、b、c、d、e、f、h)R之值如下導出，假定圖框像素RGB值首先使用通常習知色彩空間轉換方程式轉換成CIE XYZ(參考文獻[13])：
應注意，圖框像素之值自RGB至XYZ色彩空間之轉換係取決於所要顯示系統之白點115 RGB值(R W 、G W 、B W )，且如此方程式2中之轉換3×3矩陣將在顯示系統之操作中白點115改變時需要加以調整。針對方程式1a中之紅色原色之度量M R 係數(a、b、c、d、e、f、h)R然後由以下方程式得出，其中[x R ,y R ]係參考色域110 R原色之CIE[x,y]色度點且[x W ,y W ]係所選擇白點115 CIE[x,y]色度圖：
針對G及B原色之係數之方程式係類似的。應注意，度量係數(a、b、c、d、e、f、h) R,G,B 之方程式取決於所選擇顯示系統之白點115 CIE[x,y]色度且需要僅在顯示系統之操作中白點115改變時才重新計算。
上述色域度量方程式將針對每一圖框之每一像素計算三次(針對R、G及B各一次)。總之，(M R 、M G 、M B )度量計算將需要每像素12個乘法、3個除法及11個加法。若除法最小化，則度量計算將需要每像素15個乘法、1個除法及11個加法。針對一HD(1280×720)顯示器，舉例而言，度量計算需要每圖框14百萬個乘法、1百萬個除法及10百萬個加法。
參考圖2，在本發明之一項實施例中，度量計算之結果係在用於 每一色彩原色之運行累加器205組中求積分。在像素由色域度量區塊204處理以產生(M R 、M G 、M B )值時，針對紅色原色產生以下兩個度量(用於B及G原色之方程式係類似的)：
其中n表示計數進入累加器205之像素之數目之一運行計數器之值。度量( , , )將表示經正規化相交點距離(M R 、M G 、M B )之運行平均值，且度量(, , )將表示接近值( , , )之運行擴展值。該組度量( , , )及(, , )如以下段落中所闡述由色域計算區塊206用於判定經調適色域之色彩原色。
色域計算206
參考圖2，在圖框之像素之值已經載入至圖框緩衝器203中且所載入像素已由色域度量區塊204處理之後，一旦由累加器205產生之色域度量( , , )及(, , )之像素計數器達到其指定上限值n=N，則該等色域度量將由圖框色域計算區塊206使用以產生一組色域比例因子(F R 、F G 、F B )，如由針對R原色之以下方程式得出(針對G及B之方程式係類似的)：
該組色域比例因子(F R 、F G 、F B )將表示在白點115周圍之圖框之像素之色度值之擴展。該組色域比例因子(F R 、F G 、F B )將用於使用顯示原生色域105色彩原色(R"、G"、B")合成經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')及將圖框像素值轉換成經調適色域120，如以下段落中將闡釋。
在一項實施例中，本發明之動態色域顯示系統將使顯示器色域 匹配每一所接收視訊圖框。在此情形中，滿數之圖框像素將載入至圖框緩衝器203中，且累加器205之像素運行計數器之上限值N將在該組度量( , , )及(, , )由累加器205產生且隨後由圖框色域計算區塊206使用以計算色域比例因子(F R 、F G 、F B )之前達到視訊圖框之滿像素計數。舉例而言，針對HD720視訊圖框，累加器205之像素運行計數器之上限值N將經設定至一值N=1280×720=921,600以便針對每一圖框產生一組色域比例因子(F R 、F G 、F B )以用於使顯示器色域適應每一視訊圖框一次。應注意，在此情形中，取決於所闡述處理專用之處理輸送量，圖框緩衝器203之大小將至少等於表示一全視訊圖框之像素之位元總數目。此外，動態色域增益(以下段落中將闡述)將小於可達成之增益之大部分，此乃因全圖框像素之色彩相關性通常小於一圖框之一子區上之像素之色彩相關性。
在另一實施例中，本發明之動態色域顯示系統將針對視訊圖框之多個子區中之每一者產生一個經調適色域。在此情形中，累加器205之像素運行計數器之上限值N將表示包含於視訊圖框之多個子區中之每一者中之像素之數目。圖4a圖解說明其中全視訊圖框經劃分成八個相等子區之一實例，本發明之動態色域顯示系統中之每一者之色域將產生一經單獨調適之色域。在當一HD720視訊圖框經劃分成八個子區時之情形中，累加器205之像素計數器之上限值將設定至一值。當色域度量累加器205計數器達到子區像素計數值N時，一組色域比例因子(F R 、F G 、F B )將發送至色域度量計算區塊206且彼圖框子區之像素自圖框緩衝器203移動至色域轉換區塊209。 應注意，在此實例之情形中，圖框緩衝器203之大小將在每圖框調整色域時減少至所需要緩衝器大小的八分之一。由於減小之圖框緩衝器大小，顯示系統之延時亦將成比例減小。另外，動態色域增益亦將較 高，此乃因通常像素之色彩相關聯在一圖框之一子區上較高。
在另一實施例中，本發明之動態色域顯示系統將產生具有一不同色域之視訊圖框之子區之一個經調適色域。在此情形中，色域度量之運行值( , , )及(, , )直接發送至圖框色域計算區塊206，圖框色域計算區塊206然後計算該組比例因子(F R (n),F G (n),F B (n))之一運行值且比較此等值與一組預定臨限值。該組預定義比例因子臨限值係將自白點115至參考色域RGB原色之線RW 112、GW 114及BW 116之組分割成一組離散分段(舉例而言，8、16或32分段)之色域原色比例因子之值。圖4b圖解說明本實施例之離散組之色域色彩原色比例因子臨限值及分別自白點W(圖1及圖3中之115)延伸至參考色域RGB原色之線RW 401、GW 402及BW 403之結式部分之一實例。圖4b亦圖解說明由此實施例產生之圖框子區之經調適色域之兩個實例(404及405)。在此實施例中，當對應比例因子運行值F R (n)、F G (n)或F B (n)屬於一不同離散分段式將選擇一經調適色域色彩原色比例因子FR、FG或FB。當選擇一色彩原色比例因子F R 、F G 或F B 時，重設度量累加器區塊205中之對應色彩原色運行度量累加器，且對應所選擇色彩原色比例因子用於計算圖框之彼子區之一經調整色域。圖4c中所圖解說明之結果將係適應於圖框之多個不相等子區中之每一者之一色域，其中色域經自適應調適以匹配圖框之彼子區之色域。為避免經調適色域中之快速改變，在重設對應運行度量累加器205之後處理比例因子(F R (n),F G (n),F B (n))之運行組之最小數目個(舉例而言，等效於若干列)圖框像素。本實施例之主要優點係其將提供一增加之動態色域增益，此乃因色域係基於圖框之對應子區內之像素之色彩相關性調整，其通常比整個圖框上之色彩相關性高得多。一減小圖框緩衝器大小及處理延時亦係由本實施例提供，儘管取決於圖框子區之所選擇最大大小。
色域轉換209
在本發明之動態色域顯示系統之上文所提及實施例中，由色域計算區塊206計算之三個色域比例因子(F R 、F G 、F B )中之每一者值範圍將介於自0至1。一色域比例因子(1,1,1)係全視訊參考RGB色域110，同時一值(0,0,0)係白點115。參考圖2，色域比例因子(F R 、F G 、F B )係由色域計算區塊206用於產生3×3色域轉換矩陣207，3×3色域轉換矩陣207將由色域轉換區塊209用於將儲存於圖框緩衝器203中之像素值自參考色域110中之RGB值轉換成經調適色域120中之經轉換R'G'B'像素資料210，經調適色域120 R'G'B'值210經發送至顯示器。色域比例因子(F R 、F G 、F B )由色域計算區塊206用於計算經調適色域120 R'G'B'色彩原色之CIE[x,y]色度圖：x R' =x R F R +x W (1-F R ) y R' =y R F R +y W (1-F R ) x G' =x G F G +x W (1-F G ) y G' =y G F G +y W (1-F G ) x B' =x B F B +x W (1-F B ) y B' =y B F B +y W (1-F B ) 方程式6
其中[xR,yR]、[xG,yG]及[xB,yB]係參考色域110之CIE[x,y]色度點，[xR',yR']、[xG',yG']及[xB',yB']係經調適色域120之CIE[x,y]色度點且[xW,yW]係所選擇白點115 CIE[x,y]色度。
三個色域比例因子(F R 、F G 、F B )由色域計算區塊206用於形成一3×3色域轉換矩陣207，3×3色域轉換矩陣207由色域轉換區塊209用於將RGB像素之值變換成R'G'B'像素之值。首先，使用方程式6計算之經調適色域色度座標係自XYZ轉換成R'G'B'座標，然後一轉換矩陣207由色域計算區塊206計算且發送至色域轉換區塊209以將儲存於圖框緩衝器203中之RGB像素值轉換成R'G'B'像素值：
方程式7中之3×3轉換矩陣207係乘以將像素值自RGB轉換成XYZ之3×3矩陣之一結果，將像素值自RGB轉換成XYZ之3×3矩陣係每次顯 示系統之白點115改變時藉由將像素值自XYZ轉換成R'G'B'之3×3矩陣計算，將像素值自XYZ轉換成R'G'B'之3×3矩陣係每次顯示器色域經調適時如較早闡釋經調適。方程式7中之3×3轉換矩陣207係由色域轉換區塊209用於將儲存於圖框緩衝器203中之像素值自參考色域RGB轉換成經調適色域120中之經轉換R'G'B'像素資料210以提供至像素調變211之顯示器。每一像素之色域轉換處理將需要9個乘法及6個加法。針對一HD-720(1280×720)動態色域顯示系統，色域轉換處理將每圖框需要8.3百萬個乘法及5.5百萬加法。
色域調適212
參考圖1，一典型基於SSL顯示系統(諸如參考文獻[1至5]中所闡述之彼等)將維持一組比例因子，該等比例因子用於使用通常係高度飽和且涵蓋比視訊參考色域110寬得多之色域之基於SSL顯示系統原生色域105色彩原色(R",G",B")來合成視訊參考色域110色彩原色(R,B,G)。由基於SSL之顯示系統維持之設定比例因子(表1中所列舉)通常係介於0與1之間的值，該等值用於在顯示器調變時間間隔T m 期間時間多工原生色域105色彩原色(R"、G"、B")以便合成參考色域110色彩原色(R、G、B)及所要白點115。在一典型基於SSL顯示系統中，諸如參考文獻[1至5]中所闡述之彼等，此等比例因子經週期更新以補償原生色域105 SSL色彩原色(R"、G"、B")之色度之可能漂移以便在合成參考色域110色彩原色(R、G、B)中維持正確色度。如表1中所列舉，此等比例因子由兩個類型構成，亦即，「色彩」原色比例因子及一「增益」比例因子。參考表1，該組色彩比例因子用於連同增益比例因子一起多工原生色域105色彩原色(R"、G"、B")以合成參考色域110色彩原色(R、G、B)，該增益比例因子用於設定顯示器之所要亮度(參考文獻[1至5])。
一基於SSL之顯示系統將藉由以下步驟來合成參考色域110色彩原色(R,G,B)：按比例調整其原生色域105色彩原色(R",G",B")SSL源接通時間(或工作循環)同時在顯示器調變時間間隔T m 期間如以下將此等原生色彩原色多工在一起以用於合成參考色域110紅色色彩原色(關於G及B之方程式係類似的)：TRR"=Tm‧RR"‧Sgain TRG"=Tm‧RG"‧Sgain TRB"=Tm‧RB"‧Sgain 方程式8
其中T RR" 、T RG" 及T RB" 係在顯示器調變時間間隔T m 期間三個原生色域105色彩原色R"、G"及B"中之每一者分別將接通之持續時間以便合成參考色域110之紅色原色。分別合成參考色域110之綠色及藍色色彩原色所需之接通持續時間(T GR" 、T GG" 及T GB" )及(T BR" 、T BG" 及T BB" )將使用表1其中所列舉之比例因子及類似於方程式8之方程式來計算。基於SSL之顯示亮度可藉由改變表1中之比例因子S gain 之值而改變，此如自方程式8可見，將在顯示器調變時間間隔T m 期間對應地成比例地改變顯示器之原生色域105色彩原色R"、G"及B"接通時間持續時間。
本發明之基於SSL之動態色域顯示系統將使用類似於表1中之比例因子之一組比例因子加由色域計算區塊206計算之色域調適比例因子(F R 、F G 及F B )。如較早闡釋，色域調適比例因子(F R 、F G 及F B )用於調適顯示器色域以匹配視訊圖框色域或子區色域。表2中列舉由本發明之動態色域顯示系統所使用之擴展組之比例因子。
除了表1中所列舉之色彩及增益比例因子外，由本發明之動態色域系統使用之該組比例因子(表2中所列舉)亦包含色域調適比例因子(F R 、F G 、F B )加一額外增益及色彩比例因子；即，W gain 及(W R" 、W G" 、W B" )。白色增益比例因子W gain 經添加以在色域經調適時保持白色亮度恆定。白色比例因子(WR"、WG"、WB")係自三個原生色域105色彩原色(R"、G"、B")而非三個合成參考色域110色彩原色(R、G、B)合成顯示器白點115將所需之比例因子。白色比例因子(W R" 、W G" 、W B" )僅用於計算且每當顯示系統原生色域105色彩原色(R"、G"、B")之色度改變時藉由本發明之動態色域顯示系統即時更新。應注意，若添加記憶體至顯示系統用於保存此等比例因子係過於高成本，則可依據表2中之色彩比例因子計算白色比例因子(W R" 、W G" 、W B" )。實際上，表2中所列舉之動態色域顯示系統比例因子係自原生色域105色彩原色(R"、G"、B")合成參考色域110色彩原色(R、G、B)所需之比例因子加調適色域以匹配圖框色域120色彩原色(R'、G'、B')所需之經計算組之比例因子，同時維持顯示系統白點色度及亮度。
動態色域顯示系統然後將藉由以下步驟來調適色域以匹配圖框色域(R'、G'、B')120：按比例調整其原生色彩原色(R"、G"、B")105 SSL源接通時間(或工作循環)同時在顯示器調變時間間隔T m 期間如以下將此等色彩原色多工在一起用於合成經調適色域120紅色色彩原色(關於G及B之方程式係類似的)： T R'R" =T m {F R .R R" .S gain +(1-F R ).W R" .W gain } T R'G" =T m {F R .R G" .S gain +(1-F R ).W G" .W gain } T R'B" =T m {F R .R B" .S gain +(1-F R ).W B" .W gain } 方程式9
其中T R'R" 、T R'G" 及T R'B" 係在顯示器調變時間間隔T m 期間三個原生色域105色彩原色R"、G"及B"中之每一者分別將接通之持續時間以便合成經調適色域120之紅色原色。合成經調適色域120之綠色及藍色色彩原色所需之接通持續時間(T G'R" 、T G'G" 及T G'B" )及(T B'R" 、T B'G" 及T B'B" )將使用表2其中所列舉之比例因子及類似於方程式9之方程式來計算。動態色域顯示系統亮度可藉由改變表2中所列舉之增益比例因子S gain 及W gain 之值而改變，此如自方程式9可見，將在顯示器調變時間間隔T m 期間對應地改變顯示器之原生色域105色彩原色R"、G"及B"接通持續時間。
動態色域應用
增加之亮度-本發明之動態色域顯示系統具有數個應用。此等應用中之第一者係使用本發明之動態色域顯示系統來增加顯示系統之亮度。舉例而言，當針對經調適色域120紅色原色之經計算比例因子F R 等於1，指示經調適色域需要參考色域110紅色原色之全值時，方程式8及方程式9將變得完全相同且經調適色域120中之參考色域110紅色色彩原色之結式構造將相同。當針對經調適色域120紅色原色之經計算比例因子F R 小於1時，參考色域110紅色原色之構造對應地減少，但同時添加互補(1-F R )量個設定白點115色度平衡處之參考色域110紅色、藍色及綠色原色，導致在顯示器調變時間間隔T m 期間由三個原生色域105色彩原色(R"、G"、B")構成之總照度之一淨增加，因此導致與經調適色域120紅色原色相關聯之亮度之一成比例增加。因此，當與具有在參考視訊色域110處係固定之一色域之一顯示系統相比，動態色域顯示系統之應用中之一者係一增加之亮度。
減少之電力消耗-可用本發明之動態色域顯示系統之增加之亮度換取其中顯示器之電力消耗係諸如例如行動裝置中之一基本效能參數之一應用中之低電力消耗。在此情形中，由於色域調適所致之亮度增加將計算(參考文獻[2])且然後調整比例因子S gain 及W gain 以成比例地減少接通持續時間(T R'R" 、T R'G" 及T R'B" )、(T G'R" 、T G'G" 及T G'B" )及(T B'R" 、T B'G" 及T B'B" )，因此導致顯示系統電力消耗之一成比例減少。
增加之動態範圍-參考圖2，應注意由於顯示器色域之動態調適，經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')將在色域之大小變得較小以匹配圖框色域時平均地經牽引較接近朝向白點115。參考圖3，一典型像素305 RGB值將使用一給定字長表示，其在大部分顯示系統中係8個位元。當經調適色域120大小變得比視訊參考色域110小時，像素305 R'G'B'值將仍由相同大小字長表示，儘管自像素305至較小大小經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')之距離將變得較小。因此，若像素305 R'G'B'值保持由相同大小字長(舉例而言，8位元)表示，合成像素305色彩之精確度將成比例增加。舉例而言，若經調適色域120紅色原色R'經牽引一半朝向白點115，則由像素305紅色原色R'值之一8位元表示提供之256量化位準將提供一半量化間隔大小，因此導致合成像素305紅色原色R'值之精確度之一成比例增加，此將等同於顯示器動態範圍之一成比例增加。因此，由於平均上經調適色域120大小將小於參考色域110，因此彼差異將映射成本發明之動態色域顯示系統之動態範圍之一成比例增加。
減小介面及處理頻寬-由於如所述，經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')將在色域之大小將變得較小以匹配圖框或子圖框色域時經牽引更接近朝向白點115，因此在把持相同色彩精確度(或顯示動態範圍)中，表達視訊圖框內之每一像素之經調適色彩原色值將需要較少位元。舉例而言，若經調適色彩原色經牽引更接近朝向白點115以 導致自視訊參考色域110色彩原色(R、G、B)至白點115之距離減少到8分之一，則表達經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')之像素值將僅需要5個位元而非8個位元，此將導致顯示器介面頻寬及處理要求之37%等效減少。限制將係全白色(或黑色)圖框或圖框之一子區之情形，在該情形中彼圖框或圖框之子區之全部像素值將減少至1位元，因此實現顯示器介面頻寬及處理要求之超過87%之等效減少。由於本發明之動態色域顯示系統將仍需要以能夠處理最大像素之值字長，顯示器介面及處理壓球之此一經實現減少可藉由閘控顯示處理子系統之處理時脈至一等效較低時脈速率來換取功率消耗之一相稱減少。因此，在本發明之動態色域顯示系統之此實施例中，典型較小經調適色域120將允許顯示器之一減少之介面及處理頻寬要求同時亦更進一步減少顯示器電力消耗。
圖5圖解說明圖2中所圖解說明之動態色域處理區塊200與顯示器之間的圖框資料介面之格式。如圖2中所示，兩種類型之資料將自動態色域處理區塊200傳送至顯示器；即，色域調適資料208及經轉換R'G'B'像素資料210。如圖5中所圖解說明，此等兩個類型之資料經多工成分別由兩個對應分段(亦即，標頭520及像素資料子圖框530)構成之一視訊圖框資料510。如圖5之擴展圖中所圖解說明，標頭分段520進一步經分割成各自含有表2中所列舉之比例因子之值之兩個資料欄位。圖框資料標頭分段520之第一資料欄位HF1將含有自顯示原生色域105合成視訊參考色域110所需之資料及諸如白點色度及亮度之一組顯示器可操作參數。因此，圖框資料標頭分段520之資料欄位HF1將含有表2中所列舉之色彩及增益比例因子；即，分別(R R" 、R G" 及R B" )、(G R" 、G G" 及G B" )及(B R" 、B G" 及B B" )及S gain 。如較早闡釋，此等組比例因子用於規定如何使用基於SSL顯示器之原生色域105色彩原色(R"、G"、B")來合成視訊圖框參考色域110及所要白點115以及亮度。應注意，儘管圖 框資料標頭分段520每當色域經調適(針對一圖框之一子區之每一圖框之任一色域)時改變，但資料欄位HF1將僅在視訊參考色域110、顯示器白點115色度或亮度改變時才改變，此將通常僅在顯示系統之可操作要求改變時或為補償原生色域105色彩原色(R"、G"、B")色度或相關聯照度之可能移位才罕見發生。為保存資料介面頻寬，可能併入有一改變旗標字組，其可用於指示HF1欄位值是否將隨添加至HF1欄位中在旗標字組之後的資料而改變。
圖框資料標頭分段520之第二資料欄位HF2將含有每當色域經調適(每一圖框或圖框之子區，視情況而定)時改變且***於像素之資料子圖框內以傳遞視訊圖框子區色域調適之色域調適資料。在一項實施例中，當動態色域增益隨一亮度增加而實現時，圖框資料標頭分段520之資料欄位HF2將含有表2中所列舉之增益比率因子W gain 及色域比例因子(F R 、F G 、F B )。應注意，在位元精確度方面，色域比例因子(F R 、F G 、F B )將以多個位元數目(舉例而言，8個位元)表達以設定調適顯示器色域之精確度之所要位準。另一選擇係，當色域調適限於一離散值集時，如圖4b中所圖解說明，然後色域比例因子(F R 、F G 、F B )將以與色域原色可經調適至之離散值之數目相稱之一位元數目表達(參見圖4b)。舉例而言，當色域原色可經調適成僅16個離散值時，僅4個位元將足以表達色域比例因子(F R 、F G 、F B )。增益比例因子W gain 將需要以足以在色域經調適時維持對白點亮度之一精確控制之位元數目表達，且通常8個位元足以表達比例因子。應注意，在較早所提及之實施例中，當較佳地用動態色域亮度增益換取一減少電力消耗時，亮度比例因子S gain 之值將每當色域經調適時改變以便成比例地改變顯示器SSL源接通時間(參見方程式9)及將亮度增益對應地轉換成一電力消耗減少。在此實施例中，比例因子S gain 之經調適值將含於資料欄位HF2中而非資料欄位HF1，此乃因其將每當色域經調適時改變。在此情形 中，經調適增益比例因子S gain 將需要以足以在色域經調適時維持對顯示亮度之一精確控制之位元數目表達，且通常8個位元足以表達彼比例因子。
圖框資料510之主部分將係含有由色域轉換區塊209產生之經轉換R'G'B'像素資料210之資料子圖框540，該等R'G'B'像素值使像素之值參考在圖框標頭520之資料欄位HF2中傳遞之經調適色域120。在一項實施例中，每一像素值將參考經調適色域120分別具有表示R'G'B'像素之值的三個資料欄位PF1、PF2及PF3，其中每一像素值資料欄位係由與動態色域顯示系統之原始像素值輸入201相同之位元數目(字長)構成，舉例而言，在表示R'G'B'像素值之三個資料欄位PF1、PF2及PF3中之每一者中之8位元字組。在此情形中，如較早闡釋，顯示器動態範圍(或色彩表示精確率)將增加超過由原始像素值輸入201所闡明之範圍，此乃因相同數目個位元用於表達相對於較小尺寸經調適色域120之像素值。另一選擇係，如較早所闡釋，顯示器色彩表示精確率(或動態範圍)可保持處於由原始像素值輸入201所闡明之位準，然後在三個資料欄位PF1、PF2及PF3中可使用較少位元來表示R'G'B'像素值。在此情形中，三個資料欄位PF1、PF2及PF3中所使用之位元數目將自含於標頭資料欄位HF2中之色域比例因子(F R 、F G 、F B )判定。舉例而言，當一8位元字組用於表達原始像素值輸入201及色域比例因子值0.5<F R 1，則8個位元用於像素值資料欄位PF1中，且當0.25<F R 0.5時，則7個位元用於像素值資料欄位PF1中，以此類推，直至當F R =0時，在該情形中，像素值將使用1位元PF1資料欄位來表達全白或黑像素來表達。對綠色及藍色而言類似地，值比例因子F G 及F B 用於判定像素值PF2及PF3字長(或位元大小)。當使用此源編碼方法時，表達表示經轉換R'G'B'像素資料210之三個資料欄位PF1、PF2及PF3之字長將在調適色域色彩顏色之情況下調適，因此導 致圖框資料510之像素值540部分之一整個較小大小(位元方面)。所闡述用於基於在資料圖框標頭HF2中傳遞之R'G'B'色域比例因子(F R 、F G 、F B )之值而源編碼動態色域視訊圖框之經轉換R'G'B'像素資料210之方法將導致與由色域調適所致之顯示器可操作色域之減少相稱之一資料減少(或壓縮)。舉例而言，若色域調適平均地導致顯示器可操作色域相對於視訊參考色域110之一35%減少，則將期望所闡述動態色域視訊圖框源編碼方法將導致顯示器可操作視訊圖框資料大小之一可比較35%減少。顯示器可操作視訊圖框資料之此大小減少將導致顯示器側之可計算輸送量及記憶體要求之一相稱減小，此將繼而在顯示處理器速度如較早所提及成比例閘控時導致顯示系統電力消耗之一成比例減少。
圖6a圖解說明實現本發明所闡述之益處之本發明之動態色域顯示系統之一個應用。參考圖6a，本發明之動態色域顯示系統係藉由使動態色域處理元件200併入有顯示器610、與其共置或整合來實現。然而，應注意，顯示器610將必須能夠接受動態色域處理元件200之經轉換R'G'B'像素資料210及色域調適輸出208且根據所闡述色域調適212調適其原聲色域及經調適視訊圖框資料之內部處理。參考文獻[2至5]闡述可用於根據圖6a中所圖解說明之應用方法實現本發明之動態色域顯示系統之所闡述益處之基於SSL顯示系統之實例。
圖6b圖解說明實現在顯示器處之其所闡述益處加超過顯示器自身之添加益處之本發明之動態色域顯示系統之另一應用。在圖6b中，動態色域處理200併入有視訊分佈頭端630、與其共置或與其整合。在此實施例中，動態色域處理200在頭端場所630處執行，且如較早所闡述及圖5中所圖解說明格式化之其視訊圖框資料510經跨越一傳輸媒體640(諸如網際網路、一行動無線網路或一區域網路)或使用諸如一CD或快閃記憶體模組之一批式媒體傳輸(或分佈)至多個顯示器620。在顯示器側620處之本發明之動態色域顯示系統之所實現益處將仍與圖 6a中所圖解說明之應用相同，但具有在顯示器遠端進行動態色域處理200之添加益處，因此使得可能實現顯示器620側處之甚至更多電力消耗節省加成本減少。圖6b中所圖解說明之應用之一添加益處係較早所闡述之視訊圖框資料介面頻寬之減少現在亦將實現為跨越傳輸媒體傳輸(分佈)視訊所需之頻寬之一減少。舉例而言，若色域調適平均地導致經調適視訊圖框資料大小相對於原始視訊圖框資料大小之一35%減少，則將期望本發明之所闡述動態色域方法將導致傳輸視訊資料所需之媒體頻寬之一可比較35%減少。
應注意，在圖6b中圖解說明之本發明之動態色域系統之應用中，圖框色域調適將僅相對於參考色域110傳遞，此乃因遠端顯示器620將各自具有一不同原生色域105。亦即，圖框資料標頭520僅需要併入有圖框標頭之HF2部分。因此，在此實施例中，顯示器620將使用其原生色域105色彩原色(R"、G"、B")各自獨立地合成視訊參考色域110色彩原色(R、G、B)，然後使用在圖框標頭720之HF2資料欄位中傳遞之比例因子(F R 、F G 、F B )及W gain 以便合成經調適色域120色彩原色(R'、G'、B')，然後直接調變如傳遞壓縮於如較早闡釋子圖框530中之源編碼R'G'B'像素之資料欄位PF1、PF2及PF3。在根據圖6b之本發明之動態色域顯示系統之所闡述應用之情形中，在視訊傳輸(分佈)頭端630、視訊分佈媒體640及在顯示器620處實現本發明之動態色域系統之所闡述益處。應提及，根據圖6b之本發明之動態色域系統之應用不排除不能夠調適其色域之顯示器620，如在此等情形中經添加以補償此等顯示器之一處理功能(解碼器)將處理圖框標頭欄位HF2資料以解碼像素資料欄位PF1、PF2及PF3且將此等像素之資料欄位轉換成參考色域110 RGB像素資料。
結果
本發明之動態色域顯示系統之所闡述方法在多個視訊圖框實例 上加以測試，且結果在圖7a至圖7d中展示。所測試視訊圖框經謹慎挑選以具有不同程度之色彩相關性以便測試及圖解說明本發明之動態色域系統之效能。所使用基於SSL之顯示器併入有參考文獻[1至5]中所闡述之能力，基於SSL之顯示器允許顯示系統接受所闡述經調適視訊圖框輸入(即所計算色域比例因子208及經轉換R'G'B'像素資料210)。用於評估本發明之動態色域顯示系統之效能之效能度量(或度量數字)係增加之亮度。在所呈現結果中，所有圖框像素經處理，且針對整個圖框產生一個經調適色域。如針對圖7a至圖7d之測試結果可見，此等實例之經調適圖框色域導致在自13%至35%範圍中之增加亮度，取決於圖框色彩內容。所測試視訊圖框包含係高度飽和之一主色彩之多個經隔離子區；即，圖7a之彼所測試視訊圖框展示由於經調適色域不比參考色域小得多之13%之最少亮度增加。另一方面，所測試視訊圖框跨越較少子區包含高階色彩相關性；即，圖7c之彼所測試視訊圖框展示由於經調適色域比參考色域小得多所致之最高34%之亮度增加。如所預期，所測試視訊圖框在圖框之子區內包含較少色彩相關性但跨越整個圖框包含較窄色彩分佈，即，圖7b及圖7d之彼所測試視訊圖框展示由於經調適色域小於參考色域但包含一較擴展色彩原色分佈所致之約24%至25%之亮度增加之中間值。由於所測試視訊實例不包含白色、黑色或較不飽滿色彩(諸如例如藍天色)之大子區之極端情形，測試結果係本發明之動態色域顯示系統之效能增益之稍微保守實例。因此，平均地在一典型視訊圖框序列之情形下，預期本發明之所闡述動態色域方法提供比由圖7中所示之測試實例所圖解說明之24%之平均亮度增益高之一效能增益。
熟習此項技術者將容易瞭解，各種修改方案及改變可在不背離隨附申請專利範圍中及由其所定義之本發明之範疇之情況下適用於本發明之實施例。應瞭解，本發明之前述實例僅係說明性，且本發明可在不背離其精神或其基本特性之情況下以其他特定形式體現。因此， 所揭示實施例在任何意義上皆不應認為限制性。本發明之範疇由隨附申請專利範圍而非前述說明來指定，且屬於隨附申請專利範圍之等效形式之意義及範圍內所有變化形式意欲涵蓋於本發明中。

Claims (31)

  1. 一種操作用於使用發射微像素陣列裝置之基於固態光之顯示器之一動態色域顯示系統之方法，其中每一像素之每一色彩係不需一背光而獨立可控制，每一基於固態光之顯示器具有一顯示原生色域，該方法包括：在一緩衝器中緩衝相對於具有一經定義參考白點之一經定義三原色參考色域(three primary reference color gamut)表達之一輸入視訊圖框像素資料；在該輸入視訊圖框像素資料進入至該緩衝器中時，處理該輸入視訊圖框像素資料以計算各別視訊圖框之一組色域度量，該各別視訊圖框之該組色域度量表示針對該輸入視訊圖框像素資料中之每一原色參考色(each primary reference color)之該參考色域之該白點周圍之該輸入視訊圖框像素資料中的一各別平均值及來自該平均值之一擴展(spread)；計算一組色域比例因子，該組色域比例因子表示該參考色域之該白點周圍之該輸入視訊圖框像素資料中之每一原色參考色的分佈；使用該等色域比例因子判定該參考色域之該白點周圍之一經調適色域；使用用於將像素色彩值自該參考色域轉換成該經調適色域的一矩陣以及該等色域比例因子，將該所緩衝輸入視訊圖框像素資料自該參考色域轉換成該經調適色域；及將該經調適色域輸出至該動態色域顯示系統之一顯示器，以及當該所緩衝輸入視訊圖框像素資料自該參考色域轉換成該經調適色時將該所緩衝圖框像素資料輸出至該動態色域顯示系統 之該顯示器，兩輸出皆表達於該顯示原生色域中。
  2. 如請求項1之方法，其中該組色域度量係自一圖框之像素之色度位置至自該經定義參考白點延伸至該經定義三原色參考色域之三個色彩原色之線的一組各別最小距離。
  3. 如請求項2之方法，其中該組色域度量經轉換成在自0至1之範圍內之經正規化色域度量值，其中具有接近於0之一值之一色域度量接近於該經定義參考白點且具有接近於1之一值之一色域度量更接近於該經定義三原色參考色域之該三個原色中之一各別者，若表示該各別最小化距離之一線與自該經定義參考白點延伸至該經定義三原色參考色域之該等三個色彩原色中之該各別者之一各別線相交，該等各別最小化距離經指派一值0.0。
  4. 如請求項3之方法，其中該等經正規化色域度量值在用於該經定義三原色參考色域之三個色彩原色中之每一者之一對運行累加器中求積分，該等運行累加器併入有一像素計數器，每一對運行累加器中之一第一者之一輸出表示該經定義三原色參考色域之該三個原色中之該各別者之該等經正規化色域度量值之一平均值之及每一對運行累加器中之一第二者之一輸出表示該經定義三原色參考色域之該三個原色中之該各別者之該等經正規化色域度量值之一擴展。
  5. 如請求項4之方法，其中該組色域比例因子經計算為一值1或該兩個運行累加器之該等輸出之一總和之一最小值以表示在該經定義參考白點周圍之該圖框之像素之色度之一擴展。
  6. 如請求項5之方法，其中該組色域比例因子用於表示實質上包含該圖框之像素之色度之該經調適色域。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括：使用該組色域比例因子計算一3×3矩陣以將該經緩衝輸入視訊圖框像素資料轉換成該經調適 色域中之經調適圖框像素資料。
  8. 如請求項6之方法，其中該顯示元件之一顯示原生色域並不完全相同於該經定義三原色參考色域，且該方法進一步包括：使用該組色域比例因子及該顯示原生色域之色彩原色來合成該經調適色域之該等色彩原色。
  9. 如請求項8之方法，其進一步包括：使用該組色域比例因子及該經定義三原色參考色域來合成該經調適色域之該等色彩原色，且額外比例因子表示一所要顯示亮度、白點色度及亮度之值。
  10. 如請求項9之方法，其中該顯示元件合成該經調適色域之該等色彩原色且使用該經調適色域之該等經合成色彩原色來調變該經調適圖框像素資料。
  11. 如請求項4之方法，其中該每對運行累加器在其像素計數器達到係該經緩衝輸入視訊圖框內之一全像素計數或該經緩衝輸入視訊圖框之一子區內之一像素計數之一各別預設定最大值時提供其輸出，因此允許每經緩衝輸入視訊圖框調適該經調適色域一次或每經緩衝輸入視訊圖框調適該經調適色域多次。
  12. 如請求項11之方法，其中該每對運行累加器之該各別預設定最大值經選擇以實現每輸入視訊圖框調適一顯示原生色域多次以使得該經調適顯示原生色域能夠匹配該輸入視訊圖框之多個相等或不相等大小子區之一色域。
  13. 如請求項4之方法，其中該等運行累加器經組態以在其像素計數器達到一預設定最小像素計數值且其累加之經正規化色域度量值在一組預定義臨限值之間之後提供運行累加器輸出，該組預定義臨限值將該等累加之經正規化色域度量值之一全範圍分割成一組離散分段以使得該經調適色域能夠匹配具有不同位準之色彩相關性之該輸入視訊圖框資料之多個不相等大小子區之色 域。
  14. 如請求項9之方法，其中該經調適色域之該等色彩原色係藉由以兩個分量調整該顯示原生色域之該等色彩原色之接通時間而合成，一第一分量係合成藉由該等額外比例因子加權之該參考色域所需之該顯示原生色域之該等色彩原色之值，且一第二分量係藉由該等額外比例因子互補加權之該顯示元件白點、色度及亮度之值。
  15. 如請求項1之方法，其中該經調適色域及該經調適圖框像素資料以包括傳遞視訊圖框同步化資料加一標頭資料子圖框後續接著各別經調適圖框像素資料之資料圖框之一資料串流輸出至該基於固態光之顯示器，且其中：該標頭資料子圖框係由兩個資料欄位構成，其中：該標頭資料子圖框之該第一資料欄位傳遞自該顯示原生色域合成該經定義參考色域及設定顯示操作白點色度及亮度所需之資料，且該標頭資料子圖框之該第二資料欄位傳遞一組色域比例因子，且一像素之資料子圖框傳遞該各別經調適圖框像素資料。
  16. 如請求項15之方法，其中該標頭資料子圖框之該第一資料欄位僅在該基於固態光之顯示器之該經定義三原色參考色域或亮度或白點色度改變時改變。
  17. 如請求項16之方法，其中該標頭資料子圖框之該第一資料欄位之一改變係藉由併入於該標頭資料子圖框之該第一資料欄位中之一改變旗標而指示。
  18. 如請求項15之方法，其中該標頭資料子圖框之該第二資料欄位係每當該經定義三原色參考色域每一圖框或每一圖框之子區轉 換成該經調適色域時改變且***於該像素之資料子圖框內以傳遞該視訊圖框或視訊圖框子區經調適色域。
  19. 如請求項15之方法，其中如由該像素之資料子圖框傳遞之該經調適圖框像素資料係由與該輸入視訊圖框像素資料相同之數目個位元或比該輸入視訊圖框像素資料少之數目個位元表示，如由該組色域比例因子判定且由該標頭資料子圖框之該第二資料欄位傳遞。
  20. 如請求項19之方法，其中該方法提供該像素之資料子圖框之數目個位元之一減少，該像素之資料子圖框之數目個位元之該減少係回應於表示該經調適色域之位元數目相對於該經定義三原色參考色域之位元數目之一減少。
  21. 如請求項1之方法，其中該方法增加該顯示元件之亮度或減少其一電力消耗。
  22. 如請求項1之方法，其中該方法增加該顯示元件之一色彩表示精確度。
  23. 如請求項1之方法，其中該方法減少該顯示元件之介面及處理頻寬。
  24. 一種動態色域處理設備，其包括：一緩衝器，其緩衝相對於具有一經定義參考白點之一經定義三原色參考色域表達之一輸入視訊圖框像素資料；一色域度量處理區塊，其在該輸入視訊圖框像素資料進入至該緩衝器中時，處理該輸入視訊圖框像素資料以計算每一經處理像素之資料之一組色域度量；一圖框色域計算區塊，其將該組色域度量對眾多該經處理像素之資料求積分以計算表示在該經定義參考白點周圍之經處理像素之資料色彩值之一分佈的一組色域比例因子； 一色域轉換區塊，其使用該組色域比例因子計算一經調適色域及一矩陣以用於將像素之色彩值自該經定義三原色參考色域轉換成該經調適色域；該色域轉換區塊使用該矩陣將該所緩衝輸入視訊圖框像素資料自該經定義三原色參考色域轉換成該經調適色域以提供經調適圖框像素資料；及一介面，其將該經調適色域及該調適圖框像素資料輸出至一顯示元件，其中該組色域度量係自一圖框之像素之色度位置至自該經定義參考白點延伸至該經定義三原色參考色域之三個色彩原色之線的一組各別最小距離，其中該組色域度量經轉換成在自0至1之範圍內之經正規化色域度量值，其中具有接近於0之一值之一色域度量接近於該經定義參考白點且具有接近於1之一值之一色域度量更接近於該經定義三原色參考色域之該等三個原色中之一各別者，若表示一各別最小距離之一線與自該經定義參考白點延伸至該經定義三原色參考色域之該三個色彩原色中之該各別者之各別線相交，該等各別最小化距離經指派一值0.0，其中該等經正規化色域度量值在用於該經定義三原色參考色域之三個色彩原色中之每一者之一對運行累加器中求積分，該等運行累加器併入有一像素計數器，每一對運行累加器中之一第一者之一輸出表示該經定義三原色參考色域之該等三個原色中之該各別者之該等經正規化色域度量值之一平均值及每一對運行累加器中之一第二者之一輸出表示該經定義三原色參考色域之該三個原色中之該各別者之該等經正規化色域度量值之一擴展， 其中該組色域比例因子經計算為一值1或該兩個運行累加器之該等輸出之一總和之一最小值以表示在該經定義參考白點周圍之該圖框之像素之色度之一擴展，其中該組色域比例因子用於表示實質上包含該圖框之像素之色度之該經調適色域，其中該顯示元件之一顯示原生色域並不完全相同於該經定義三原色參考色域，且該方法進一步包括：使用該組色域比例因子及該顯示原生色域之色彩原色來合成該經調適色域之該等色彩原色，且使用該組色域比例因子及該經定義三原色參考色域來合成該經調適色域之該等色彩原色，且額外比例因子表示一所要顯示亮度、白點色度及亮度之值，其中該經調適色域之該等色彩原色係藉由以兩個分量調整該顯示原生色域之該等色彩原色之接通時間而合成，一第一分量係合成藉由該等額外比例因子加權之該參考色域所需之該顯示原生色域之該等色彩原色之值，且一第二分量係藉由該等額外比例因子互補加權之該顯示元件白點、色度及亮度之值，且其中該顯示元件係一基於固態光之顯示器。
  25. 如請求項24之設備，其中一介面與該基於固態光之顯示器並置。
  26. 如請求項24之設備，其中一介面遠離該基於固態光之顯示器定位，且嵌入於該基於固態光之顯示器內或係該基於固態光之顯示器之補充，藉此該經調適色域及該經調適圖框像素資料經由一電纜網路、一區域網路、一行動無線網路、網際網路或一批式媒體耦合至嵌入於該基於固態光之顯示器內或係該基於固態光之顯示器之補充的該介面。
  27. 如請求項26之設備，其中該介面併入有一視訊分佈頭端、與其 共置或累加，該視訊分佈頭端經由該網際網路、該行動無線網路、該區域網路或一批式媒體透過該介面將該經調適色域及該經調適圖框像素資料耦合至眾多顯示元件，該眾多顯示元件包含但不限於該基於固態光之顯示器。
  28. 如請求項27之設備，其中該介面具有一減少之頻寬。
  29. 如請求項28之設備，其中該眾多顯示元件包含不能夠調適其色域之一顯示元件，且其中一處理功能經添加以處理資料圖框以解碼該各別經調適圖框像素資料以相對於該各別顯示元件之該色域將該經調適圖框像素資料轉換成像素之資料。
  30. 一種用於使用發射微像素陣列裝置之基於固態光之顯示器之動態色域顯示方法，其中每一像素之每一色彩係不需一背光而獨立可控制，每一基於固態光之顯示器具有一顯示原生色域，該方法包括：在一緩衝器中緩衝相對於具有一經定義參考白點之一經定義三原色參考色域表達之一輸入視訊圖框像素資料；在該輸入視訊圖框像素資料進入至該緩衝器中時，處理該輸入視訊圖框像素資料以計算該各別輸入視訊圖框像素資料之一組色域度量或該各別輸入視訊圖框像素資料之每一子區之一組色域度量，該組色域度量表示針對該輸入視訊圖框像素資料中之每一原色參考色或針對一子區像素資料之每一原色參考色之該三原色參考色域之該參考白點周圍之該各別輸入視訊圖框像素資料中或該子區像素資料中的一各別平均值及來自該平均值之一擴展；計算一組色域比例因子，該組色域比例因子表示該三原色參考色域之該參考白點周圍之該輸入視訊圖框像素資料中或該子區像素資料中之每一原色參考色的分佈； 使用該等色域比例因子，針對該各別輸入視訊圖框像素資料或針對該子區像素資料判定該三原色參考色域之該參考白點周圍之一經調適色域；使用用於將像素色彩值自該三原色參考色域轉換成該經調適色域的一矩陣以及該等色域比例因子，將該所緩衝輸入視訊圖框像素資料或該子區像素資料自該三原色參考色域轉換成該經調適色域；及將該經調適色域輸出至一顯示器，以及當該所緩衝輸入視訊圖框像素資料或該子區像素資料自該三原色參考色域轉換成該經調適色時將該所緩衝輸入視訊圖框像素資料或該子區像素資料輸出至一顯示器，兩輸出皆表達於該顯示原生色域中。
  31. 一種用於使用發射微像素陣列裝置之基於固態光之顯示器之動態色域顯示方法，其中每一像素之每一色彩係不需一背光而獨立可控制，每一基於固態光之顯示器具有一顯示原生色域，該方法包括：在一緩衝器中緩衝相對於具有一經定義參考白點之一經定義三原色參考色域表達之一輸入視訊圖框像素資料；在該輸入視訊圖框像素資料進入至該緩衝器中時，處理該輸入視訊圖框像素資料以計算該各別輸入視訊圖框像素資料之每一各別輸入視訊圖框子區像素資料之一組色域度量，該組色域度量表示針對該輸入視訊圖框子區像素資料中之每一原色參考色之該三原色參考色域之該參考白點周圍之該輸入視訊圖框子區像素資料中的一各別平均值及來自該平均值之一擴展；計算一組色域比例因子，該組色域比例因子表示該三原色參考色域之該參考白點周圍之該輸入視訊圖框子區像素資料中之每一原色參考色的分佈； 使用該等色域比例因子，針對每一輸入視訊圖框子區像素資料判定該三原色參考色域之該參考白點周圍之一經調適色域；使用用於將像素色彩值自該三原色參考色域轉換成該經調適色域的一矩陣以及該等色域比例因子，將該所緩衝輸入視訊圖框像素資料或該輸入視訊圖框子區像素資料自該三原色參考色域轉換成該經調適色域；及將該經調適色域輸出至一顯示器，以及當該所緩衝輸入視訊圖框子區像素資料自該三原色參考色域轉換成該經調適色時將該所緩衝輸入視訊圖框子區像素資料輸出至該顯示器，兩輸出皆表達於該顯示原生色域中。
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