專利名稱：用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理輸入顯示器的彩色信號的設(shè)備及其方法，尤其涉及通過響應(yīng)輸入彩色信號，獲取精確的信道控制信號，提高顏色均勻性，和把獲得的信號用于顯示器的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
圖1顯示了CIE-xy顏色(色度)坐標(biāo)。CIE色坐標(biāo)是擁有x和y軸的二維圖。形狀彎曲成馬蹄形的蹄形線1代表范圍從360nm到830nm的可見光譜的單色波。包含在蹄形線1內(nèi)的顏色是肉眼看得見的。
從蹄形線1的內(nèi)部隨機(jī)選擇兩種基本色和將所選顏色混合在一起可以得出位于CIE-xy坐標(biāo)上連接代表所選顏色的兩點形成的線段上的顏色。從蹄形線1的內(nèi)部隨機(jī)選擇三種基本色和將所選三種顏色混合在一起可以得出位于CIE-xy坐標(biāo)上連接代表所選顏色的三點形成的三角形內(nèi)的顏色。
存在三原色，即，紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的傳統(tǒng)顯示系統(tǒng)只能顯示CIE-xy坐標(biāo)上連接RGB形成的三角形內(nèi)的顏色。因此，這樣的顯示系統(tǒng)不能顯示RGB三角形之外的天然色。
為了解決上述問題，像美國專利第6,262,744號所公開的那樣，開發(fā)出了含有存在多于三種原色的新顯示系統(tǒng)的顏色處理設(shè)備。
圖2是顯示存在四種原色(顯示原色)的顯示系統(tǒng)中的傳統(tǒng)顏色導(dǎo)出方法的圖形。參照圖2，存在四種顯示原色R、G、B和D的顯示系統(tǒng)可以只顯示由RGBD形成的凸多邊形內(nèi)的顏色。
也就是說，當(dāng)原色(n)的數(shù)目是4時，和當(dāng)把信號發(fā)送到顯示系統(tǒng)的信道的數(shù)目k是3時，顯示系統(tǒng)通過從包含三色值(X、Y、Z)的傳統(tǒng)顯示系統(tǒng)轉(zhuǎn)換(切換)到存在4種顯示原色(R、G、B、D)的新顯示系統(tǒng)，進(jìn)行彩色顯示。在編碼處理中被編碼之后，每種信號通過三個信道的相應(yīng)一個發(fā)送。在這種情況中，三個信道的每一個在編碼處理期間發(fā)送至少一種原色的信號，即，(n/k)＝(4/3)＝1。接著，由于(n％k)＝(4％3)＝1，三個信道之一發(fā)送二種原色的信號。這里，(n％k)是n除以k所得的余數(shù)。
當(dāng)在CIE-xy坐標(biāo)中指定四種原色(R、G、B、D)時，存在四種原色(R、G、B、D)的顯示系統(tǒng)的范圍由RGBD凸四邊形內(nèi)的點決定。當(dāng)適當(dāng)?shù)卮_定了三色值(Xi、Yi、Zi)時，可以計算標(biāo)準(zhǔn)化CIE-xy坐標(biāo)。也就是說，CIE-xy坐標(biāo)通過如下數(shù)學(xué)方程1獲得方程1xi=(XiXi+Yi+Zi)]]>yi=(YiXi+Yi+Zi)]]>接著，通過把CIE坐標(biāo)代入如下方程2中的顯示點(xi，yi)的色坐標(biāo)和次原色D的色坐標(biāo)D中，將顯示點(xi，yi)的位置與次原色D的位置相比較方程2y′=yb+(yg-ybxg-xb)×(xi-xb)-yi]]>y′′=yb+(yg-ybxg-xb)×(xd-xb)-yd]]>其中，當(dāng)y′和y″等于或大于零(0)時，YR＝0，和當(dāng)y′和y″小于零(0)時，YD＝0。
接著，獲取CIE-xy坐標(biāo)上的點(x1，y1)和(x2，y2)。這里，點(x1，y1)存在于三原色B、G和D的三角形之內(nèi)，和點(x2，y2)存在于三原色R、G和B的三角形之內(nèi)。換句話說，點(x1，y1)存在于主直線GB的左側(cè)(當(dāng)y′和y″等于或大于零時)，和點(x2，y2)存在于主直線GB的右側(cè)(當(dāng)y′和y″小于零時)。因此，通過如下方程3獲得顯示點(x1，y1)和(x2，y2)的驅(qū)動信號。
方程31)YD＝0，YRYGYB=xryrxgygxbyb111zryrzgygzbyb-1·XiYiZi]]>2)YD＝0YDYGYB=xdydxgygxbyb111zdydzgygzbyb-1·XiYiZi]]>由于顯示原色R和D不相容(相互排斥)，不能同時導(dǎo)出顯示原色R和D的驅(qū)動信號。換句話說，把顯示原色R的信號發(fā)送到顯示系統(tǒng)的信道也發(fā)送顯示原色D的信號。
圖3是顯示存在五種原色的顯示系統(tǒng)的另一種傳統(tǒng)顏色導(dǎo)出方法的圖形。參照圖3，n＝5和k＝2，也就是說，顯示原色的數(shù)目(n)是五(5)，和信道的數(shù)目(k)是三(3)。在這種情況下，使存在三色值(X，Y，Z)的傳統(tǒng)顯示系統(tǒng)過渡到存在五種原色的另一種新顯示系統(tǒng)。在編碼處理中被編碼之后，信號分別通過三個信道發(fā)送。這里，由于(n/k)＝(5/3)＝1，每個信道在編碼處理期間發(fā)送至少一種原色的信號。此外，由于(n％k)＝(4％3)＝2，三個信道當(dāng)中的二個發(fā)送二種顯示原色的信號。存在五種原色R、G、B、D1和D2的顯示系統(tǒng)的顏色范圍由位于R、D1、G、D2、B形成的凸多邊形內(nèi)的點決定。
從五種顏色R、G、B、D1和D2中選擇三種主原色R、G、B，并且這樣選擇兩種次原色D1和D2，使D1和D2均勻分布在主原色R、G、B內(nèi)，也就是說，一種次原色位于兩種主原色之間。例如，選擇次原色D1使其位于主原色R和G之間，和選擇次原色D2使其位于主原色G和B之間。點(x3，y3)的位置和點(x4，y4)的位置通過方程1、2和3，利用所選的D1和D2獲得。也就是說，在方程1、2和3中代入將CIE-xy坐標(biāo)代入另一條直線RG的方程中點(x3，y3)的坐標(biāo)值中，和將CIE-xy坐標(biāo)代入直線GB的方程中點(x4，y4)的坐標(biāo)值中所得的值，獲得點(x3，y3)和(x4，y4)。
如上所述，顯示系統(tǒng)的傳統(tǒng)彩色信號處理設(shè)備采取了選擇和轉(zhuǎn)換屬于顯示原色R、G、B的輸入彩色信號內(nèi)的范圍的變換矩陣，以便獲得供顯示用的信道控制信號的方法。但是，如果信道的數(shù)目N等于或大于3，那么，這種方法需要含有相當(dāng)復(fù)雜的電路單元的硬件來獲取(N-2)個變換矩陣。并且，由于這種方法總是通過組合三種信號來再現(xiàn)某種彩色信號，顯示系統(tǒng)不存在含有可再現(xiàn)顏色的整個色域的顏色范圍。尤其是，由于顯示白色的亮度具有需要三個信道都顯示到極限的強(qiáng)度，因此，不能獲得多于四種原色的顯示白色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它問題而作出的，因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多于四種原色的顯示白色的、具有簡單電路結(jié)構(gòu)的、用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備及其方法。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點部分在如下的描述中展示出來，和部分可從如下的描述中明顯看出，或者可以通過實施本發(fā)明獲知。
上述和其它目的可以通過提供根據(jù)本發(fā)明實施例的多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備來實現(xiàn)。該彩色信號處理設(shè)備包括γ(伽馬)特性存儲單元，用于存儲標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的γ特性；和線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元，用于從γ特性存儲單元中提取與彩色信號相對應(yīng)的γ特性，用檢索(提取)的γ特性補(bǔ)償非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的非線性控制成分，和把非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備包括三色值計算單元，用于計算非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)；顯示原色控制信號計算單元，用于計算每種顯示原色的控制信號，用數(shù)種顯示原色表示非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號；和控制單元(控制器)，用于把顯示原色控制信號計算單元計算的每種顯示原色的控制信號設(shè)置成每種顯示原色的新顯示原色控制信號，以便顯示控制信號。三色值計算單元從三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元中檢索與轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)，和根據(jù)轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號和檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)計算三色值(X，Y，Z)。
顯示原色控制信號計算單元包括顯示原色線性控制信號(線性和強(qiáng)度)計算單元，用于計算每種顯示原色的線性控制信號；和顯示原色非線性控制信號(非線性和強(qiáng)度)計算單元，用于計算每種顯示原色的非線性控制信號。當(dāng)利用顯示原色導(dǎo)出三色值(X，Y，Z)時，顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)如下公式計算每種顯示原色的線性控制信號XYZP·K·C,]]>其中，P=x1x2...xQ-1xQy1y2...yQ-1yQz1z2...zQ-1zQ,]]>K=k10...00k20....0.0....0.0....0kQ-100...0kQ,]]>C=C1C2...CQ-1CQ,]]>其中，各個符號的含義分別是，矩陣(XYZ)T是三色值(XYZ)的3×1矩陣，Q是顯示原色的數(shù)目，矩陣(P)是每個信道的特定CIE-xyz色度的矩陣，矩陣(K)是確定色溫度和顯示白色的白色亮度的參考矩陣，和矩陣(C)是顯示原色每一種的線性控制信號。當(dāng)顯示原色的數(shù)目是三(3)時，顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)矩陣P和K之積的逆矩陣(即，{PK}-1)和矩陣(XYZ)T，計算矩陣(C)。
當(dāng)顯示原色的數(shù)目大于三(3)時，顯示原色線性控制信號計算單元通過如下公式計算顯示原色的第i顯示原色的線性控制信號Ci＝ai·X+bi·Y+ci·Z(i＝1，2，…，Q)，其中，ai、bi和ci是當(dāng)用三色值(X，Y，Z)表示第i顯示原色時，各自的比例系數(shù)。
彩色信號處理設(shè)備還包括比例系數(shù)存儲單元，用于存儲比例系數(shù)ai、bi和ci。三色值計算單元等間隔地組合某些顯示原色(C1到CQ)的線性控制信號，計算與各個顯示原色的線性控制信號的組合相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)，和顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)某些顯示原色的一種顯示原色的線性控制信號和三色值(X，Y，Z)，計算比例系數(shù)ai、bi和ci。
顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)第i顯示原色的計算線性控制信號，計算Q×3矩陣(C)，Q×3矩陣(C)是C1C2...CQ-1CQ=a1b1c1a2b2c2.........aQ-1bQ-1cQ-1aQbQcQ·XYZ.]]>此外，還配備了電光特性存儲單元，用于存儲多原色顯示器的電光特性，顯示原色非線性控制信號計算單元計算與根據(jù)電光特性計算的第i顯示原色的線性控制信號相對應(yīng)的非線性控制信號、和與矩陣(C)相對應(yīng)的非線性控制信號的矩陣CN。
控制單元根據(jù)非線性控制信號的計算矩陣(CN)設(shè)置每種顯示原色的控制信號。
其結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的用于多原色顯示器的控制信號處理設(shè)備不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多于四種顯示原色的顯示白色，而且能夠根據(jù)提供的原色的數(shù)目和色坐標(biāo)的設(shè)置，顯示幾乎整個天然色色域的彩色信號。
上述和其它目的可以通過提供根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的處理多原色顯示器的彩色信號的方法來實現(xiàn)。該方法包括計算輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)，利用顯示原色的數(shù)目Q計算代表彩色信號的每種顯示原色的控制信號，和利用在顯示原色控制信號計算操作中計算的控制信號設(shè)置每種顯示原色的顯示原色控制信號，以便顯示輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。


通過結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行如下描述，本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點將更加清楚和更容易理解，在附圖中圖1是顯示CIE色坐標(biāo)的圖形；圖2是顯示存在四種原色的顯示系統(tǒng)的傳統(tǒng)顏色導(dǎo)出方法的圖形；圖3是顯示存在五種原色的顯示系統(tǒng)的傳統(tǒng)顏色導(dǎo)出方法的圖形；圖4是示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備的方塊圖；圖5是顯示圖4的多原色顯示器彩色信號處理設(shè)備的彩色信號處理方法的流程圖；圖6是顯示基于圖4的顯示系統(tǒng)中的彩色信號處理方法的CIE色坐標(biāo)的四種原色的圖形；和圖7是顯示基于圖4的顯示系統(tǒng)中的彩色信號處理方法的CIE色坐標(biāo)的五種原色的圖形。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這些優(yōu)選實施例顯示在附圖中，其中相同標(biāo)號自始至終表示相同的部件。下面參照附圖，描述這些實施例，以便說明本發(fā)明。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖4是示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備的方塊圖。參照圖4，用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備包括非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號接收單元40、線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41、γ特性存儲單元42、三色值計算單元43、三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元44、顯示原色線性控制信號(線性強(qiáng)度)計算單元45、比例系數(shù)存儲單元46、顯示原色非線性控制信號(非線性強(qiáng)度)計算單元47、電光特性存儲單元48、和控制器49。
非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號接收單元40接收沒有經(jīng)過陰極射線管(CRT)顯示器的γ校正或與CRT顯示器不兼容的輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41從存儲標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的γ特性的γ特性存儲單元42中檢索與輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的γ特性。線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41通過響應(yīng)γ特性，補(bǔ)償輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的非線性控制成分，把輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。例如，美國國家電視系統(tǒng)委員會電視(NTSC-TV)系統(tǒng)通過用線性RGB成分反向補(bǔ)償陰極射線管(CRT)顯示器的γ2.2，把輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。γ特性隨有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)彩色信號(PAL TV、sRGB等)的規(guī)定而改變。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的規(guī)定，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41從γ特性存儲單元42中檢索相應(yīng)的γ特性。
三色值計算單元43計算由線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41從輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換而來的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)。在這種情況中，三色值計算單元43從存儲三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元44中檢索與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號(轉(zhuǎn)換的輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號)相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。由于對標(biāo)準(zhǔn)彩色信號(NTSC TV、PAL TV、sRGB等)的不同規(guī)定，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)彼此不同，因此，三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元44存儲依賴于對標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的各種規(guī)定的各種三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。三色值計算單元43根據(jù)線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號和檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算三色值(X，Y，Z)。
當(dāng)顯示原色線性控制信號計算單元45接收到與數(shù)種原色(顯示原色)的每一種相對應(yīng)的、由三色值計算單元43計算的三色值(X，Y，Z)時，通過從比例系數(shù)存儲單元46中檢索與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)相對應(yīng)的比例系數(shù)，然后，通過響應(yīng)檢索的比例系數(shù)，矩陣變換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)，計算顯示原色每一種所需的線性控制信號。根據(jù)顯示原色的數(shù)目，把存儲在比例系數(shù)存儲單元46中的比例系數(shù)轉(zhuǎn)變成不同的值。這里，顯示原色線性控制信號計算單元45可以根據(jù)三色值(X，Y，Z)和某些顯示原色的一種顯示原色的線性控制信號Ci，計算比例系數(shù)，然后，根據(jù)計算的比例系數(shù)，計算Q種顯示原色每一種所需的線性控制信號。
顯示原色非線性控制信號計算單元47從存儲顯示器50的電光特性的電光特性存儲單元48中檢索電光特性。顯示原色非線性控制信號計算單元47根據(jù)檢索電光特性的逆函數(shù)，計算與計算顯示原色的線性控制信號相對應(yīng)的顯示原色的非線性控制信號。顯示原色的非線性控制信號直接用于控制顯示器50。
為了顯示與輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的彩色信號，控制器49利用由顯示原色非線性控制信號計算單元47計算的非線性控制信號設(shè)置各種顯示原色的顯示原色控制信號。顯示器50利用控制器49設(shè)置的顯示原色控制信號顯示與輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的彩色信號。
圖5是顯示圖4的用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備的彩色信號處理方法的流程圖。下面參照圖5，描述用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備的操作。
當(dāng)非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號接收單元40接收到輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號時，在步驟S501中，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41從γ特性存儲單元42中檢索與輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的γ特性。在步驟S503中，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41利用檢索的γ特性補(bǔ)償輸入非線性彩色信號，并且把輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。把轉(zhuǎn)換的輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號，即，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號發(fā)送到三色值計算單元43。
在步驟S505中，三色值計算單元43從三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元44中檢索與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。在步驟S507中，根據(jù)檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)和從線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41接收的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號，三色值計算單元43計算轉(zhuǎn)換輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號(線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號)的三色值(X，Y，Z)。把三色值計算單元43計算的三色值(X，Y，Z)發(fā)送給顯示原色線性控制信號計算單元45。
顯示原色線性控制信號計算單元45從三色值計算單元43接收線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)。并且，在步驟S509中，顯示原色線性控制信號計算單元45從比例系數(shù)存儲單元46中檢索當(dāng)利用三色值(X，Y，Z)表示顯示原色時使用的比例系數(shù)。比例系數(shù)可以在顯示原色線性控制信號計算單元45中計算出來。
在步驟S511中，顯示原色線性控制信號計算單元45根據(jù)比例系數(shù)和三色值計算單元43計算的三色值(X，Y，Z)，計算顯示原色每一種所需的線性控制信號，以便利用Q種顯示原色顯示輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。當(dāng)接收到與顯示原色的每一種相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)時，顯示原色線性控制信號計算單元45在步驟S511中，根據(jù)如下方程4的結(jié)果計算顯示原色每一種的線性控制信號(線性和強(qiáng)度)方程4XYZ=P·K·C,]]>其中，P=x1x2...xQ-1xQy1y2...yQ-1yQz1z2...zQ-1zQ,]]>K=k10...00k20....0.0....0.0....0kQ-100...0kQ,]]>C=C1C2...CQ-1CQ,]]>和其中，矩陣(XYZ)T是三色值的矩陣，矩陣(P)是每個信道的特定CIE-xyz色坐標(biāo)的矩陣，矩陣(K)是確定色溫度和顯示白色的白色亮度的標(biāo)準(zhǔn)矩陣，Q是顯示原色的數(shù)目，和矩陣(C)是代表顯示原色每一種的線性控制信號的矩陣。
這里，當(dāng)顯示原色的數(shù)目(Q)是三(3)時，顯示原色線性控制信號計算單元45通過將矩陣(P)和矩陣(K)之乘積矩陣的逆矩陣({PK}-1)與代表三色值的矩陣(XYZ)T相乘，計算代表顯示原色每一種的線性控制信號的矩陣(C)。但是，如果顯示原色的數(shù)目(Q)大于三(3)時，那么，首先，顯示原色線性控制信號計算單元45通過如下方程5計算第i顯示原色的線性控制信號方程5Ci＝ai·X+bi·Y+ci·Z(i＝1，2，…，Q)，其中，ai、bi和ci是當(dāng)利用三色值(X，Y，Z)表示第i顯示原色時，三色值(X，Y，Z)的比例系數(shù)。比例系數(shù)ai、bi和ci存儲在比例系數(shù)存儲單元46中。由于與三個信道不同，矩陣(P)和矩陣(K)的乘積矩陣不能得出3×3方陣，因此，不可以通過求逆矩陣的一般方法獲得比例系數(shù)。
于是，方程4首先用于獲取用在顯示原色的數(shù)目Q大于三(3)時的比例系數(shù)。更明確地說，三色值計算單元43等間隔地組合來自C1到CQ的特定顯示原色的線性控制信號，和計算與顯示原色的各個線性控制信號的組合相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)。把計算的三色值(X，Y，Z)存儲在數(shù)據(jù)表中。因此，數(shù)據(jù)表含有采取XYZ＝f(C1，C2，…，CQ)形式的、與Q種組合有關(guān)的三種XYZ值。在接下來的操作中，重新排列數(shù)據(jù)表，以便把每個Ci重新排列成計算三色值的函數(shù)。也就是說，建立具有Ci＝f(C1，C2…，CQ)形式的Q個數(shù)據(jù)表。然后，利用系性近似，通過對數(shù)據(jù)表的每一個近似計算方程5，獲得比例系數(shù)(ai，bi，ci)。
顯示原色線性控制信號計算單元45根據(jù)特定顯示原色之一的線性控制信號和相應(yīng)的三色值(X，Y，Z)，計算比例系數(shù)(ai，bi，ci)。
顯示原色線性控制信號計算單元45根據(jù)通過方程5計算的第i顯示原色的線性控制信號，按如下方程6計算Q×3矩陣(C)C1C2...CQ-1CQ=a1b1c1a2b2c2.........aQ-1bQ-1cQ-1aQbQcQ·XYZ.]]>把通過顯示原色線性控制信號計算單元45計算的矩陣(C)發(fā)送給顯示原色非線性控制信號計算單元47。顯示原色非線性控制信號計算單元47從多原色顯示器50的電光特性存儲單元48中檢索有關(guān)顯示器50的電光特性信息。在步驟513中，顯示原色非線性控制信號計算單元47根據(jù)多原色顯示器50的檢索電光特性，計算顯示原色每一種的非線性控制信號(非線性強(qiáng)度)。例如，在CRT顯示器的情況下，電光特性是γ＝2.2，和線性控制信號(C)和非線性控制信號(CN)通過如下方程7來表示方程7CN=C1γ]]>在步驟S515中，控制器49根據(jù)計算非線性控制信號的矩陣(CN)，設(shè)置顯示原色每一種的非線性控制信號，作為顯示原色控制信號。顯示器50根據(jù)控制器49設(shè)置的顯示原色的顯示原色控制信號，顯示輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。這樣，多原色顯示器的彩色信號處理就完成了。
圖6是顯示圖4的顯示系統(tǒng)中彩色信號處理方法的四種原色的圖形。參照圖6，輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號(P)包含在連接四種顯示原色的四邊形中。
當(dāng)輸入輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號時，在步驟S501中，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41從γ特性存儲單元42中檢索標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的相應(yīng)γ特性。在步驟S503中，線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元41利用檢索的γ特性補(bǔ)償輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的非線性控制成分，并且把輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
在步驟S505中，三色值計算單元43從三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元44中檢索與轉(zhuǎn)換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。并且，在步驟S507中，根據(jù)檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)和轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號，三色值計算單元43計算三色值。把計算的三色值發(fā)送給顯示原色線性控制信號計算單元45。在步驟S509中，顯示原色線性控制信號計算單元45從比例系數(shù)存儲單元46中檢索比例系數(shù)或計算比例系數(shù)。在步驟S511中，根據(jù)比例系數(shù)和三色值，顯示原色線性控制信號計算單元45計算顯示原色每一種所需的線性控制信號，以便利用四種顯示原色顯示輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。把計算的線性控制信號發(fā)送給顯示原色非線性控制信號計算單元47。在步驟513中，顯示原色非線性控制信號計算單元47根據(jù)接收的線性控制信號和多原色顯示器的電光特性，計算非線性控制信號，以便驅(qū)動顯示器。在步驟S515中，控制器49根據(jù)計算的非線性控制信號，設(shè)置顯示原色每一種的顯示原色控制信號。顯示器50利用顯示原色的設(shè)定顯示原色控制信號，顯示輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
圖7是顯示圖4的顯示系統(tǒng)中顏色導(dǎo)出方法的五種顯示原色的圖形。圖7顯示了當(dāng)存在提供給顯示系統(tǒng)的更多種顯示原色，并且，在電路操作方面更簡單地處理輸入非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號時的更寬可顯示顏色范圍。
因此，通過根據(jù)顯示原色的數(shù)目計算每一種顯示原色的顯示原色控制信號，甚至可以實現(xiàn)多于四種顯示原色的顯示白色。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于多原色顯示器的控制信號處理設(shè)備不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多于四種顯示原色的顯示白色，而且能夠根據(jù)提供的原色的數(shù)目和各個色坐標(biāo)的設(shè)置，顯示整個色域的彩色信號。另外，利用更簡單的電路來處理輸入彩色信號。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書和等效物所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在多原色顯示器中接收含有顯示原色的輸入彩色信號的彩色信號處理設(shè)備，該設(shè)備包括三色值計算單元，用于計算彩色信號的三色值(X，Y，Z)；顯示原色控制信號計算單元，用于根據(jù)彩色信號的計算三色值(X，Y，Z)，計算每一種顯示原色的控制信號，以便用數(shù)種顯示原色表示彩色信號；和控制單元，用于利用顯示原色控制信號計算單元計算的計算控制信號，設(shè)置每種顯示原色的顯示控制信號，以便在多原色顯示器上顯示彩色信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色信號處理設(shè)備，還包括γ(伽馬)特性存儲單元，用于存儲標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的γ特性；和線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元，用于從γ特性存儲單元中提取與彩色信號相對應(yīng)的γ特性，用檢索的γ特性補(bǔ)償彩色信號的非線性控制成分，和把彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，三色值計算單元計算線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彩色信號處理設(shè)備，還包括三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元，用于存儲與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號有關(guān)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，三色值計算單元從三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元中檢索與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)，和根據(jù)線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號和檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)計算三色值(X，Y，Z)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，顯示原色控制信號計算單元包括顯示原色線性控制信號計算單元，用于計算每種顯示原色的線性控制信號；和顯示原色非線性控制信號計算單元，用于計算每種顯示原色的非線性控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)接收到與顯示原色的每一種相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)時，顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)如下公式計算每種顯示原色的線性控制信號XYZ=P·K·C,]]>其中，P=x1x2...xQ-1xQy1y2...yQ-1yQz1z2...zQ-1zQ,]]>K=k10...00k20....0.0....0.0....0kQ-100...0kQ,]]>C=C1C2...CQ-1CQ,]]>其中，各個符號的含義分別是，矩陣(XYZ)T是三色值(XYZ)的3×1矩陣，Q是顯示原色的數(shù)目，矩陣(P)是每個信道的特定CIE-xyz色度的矩陣，矩陣(K)是確定色溫度和顯示白色的白色亮度的參考矩陣，和矩陣(C)是顯示原色每一種的線性控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)顯示原色的數(shù)目是三(3)時，顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)矩陣P和K之積的逆矩陣(即，{PK}-1)和矩陣(XYZ)T，計算矩陣(C)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)顯示原色的數(shù)目大于三(3)時，顯示原色線性控制信號計算單元通過如下公式計算顯示原色的第i顯示原色的線性控制信號Ci＝ai·X+bi·Y+ci·Z(i＝1，2，…，Q)，其中，ai、bi和ci是當(dāng)用三色值(X，Y，Z)表示第i顯示原色時，各自的比例系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，三色值計算單元等間隔地組合顯示原色(C1到CQ)的線性控制信號，計算與各個顯示原色的線性控制信號的組合相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)，和顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)顯示原色之一的線性控制信號和三色值(X，Y，Z)，計算比例系數(shù)ai、bi和ci。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的彩色信號處理設(shè)備，還包括比例系數(shù)存儲單元，用于存儲比例系數(shù)ai、bi和ci。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，顯示原色線性控制信號計算單元根據(jù)第i顯示原色的計算線性控制信號，計算Q×3矩陣(C)，Q×3矩陣(C)是C1C2...CQ-1CQ=a1b1c1a2b2c2.........aQ-1bQ-1cQ-1aQbQcQ·XYZ.]]>
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的彩色信號處理設(shè)備，還包括電光特性存儲單元，用于存儲多原色顯示器的電光特性，和顯示原色非線性控制信號計算單元計算與根據(jù)電光特性計算的第i顯示原色的線性控制信號相對應(yīng)的非線性控制信號、和與Q×3矩陣(C)相對應(yīng)的非線性控制信號的矩陣CN。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，控制單元根據(jù)非線性控制信號的計算矩陣(CN)設(shè)置每種顯示原色的控制信號。
15.一種在彩色信號處理設(shè)備的多原色顯示器中處理輸入彩色信號的方法，該方法包括計算彩色信號的三色值(X，Y，Z)；響應(yīng)三色值(X，Y，Z)，計算每一種顯示原色的控制信號，以便用數(shù)種顯示原色表示彩色信號；和利用計算的控制信號，設(shè)置每種顯示原色的顯示控制信號，以便顯示彩色信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述方法，還包括從存儲標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的γ特性的γ特性存儲單元中提取與彩色信號相對應(yīng)的γ特性；和用提取的γ特性補(bǔ)償彩色信號的非線性控制成分，然后，把彩色信號轉(zhuǎn)換成線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，計算三色值包括計算轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值(X，Y，Z)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括從存儲與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元中檢索與轉(zhuǎn)換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，計算三色值包括根據(jù)轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號和檢索的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)計算三色值(X，Y，Z)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述方法，其中，計算控制信號包括計算每種顯示原色的線性控制信號；和計算每種顯示原色的非線性控制信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，計算線性控制信號包括當(dāng)利用顯示原色導(dǎo)出三色值(X，Y，Z)時，根據(jù)如下公式計算每種顯示原色的線性控制信號XYZ=P·K·C,]]>其中，P=x1x2...xQ-1xQy1y2...yQ-1yQz1z2...zQ-1zQ,]]>K=k10...00k20....0.0....0.0....0kQ-100...0kQ,]]>C=C1C2...CQ-1CQ,]]>其中，各個符號的含義分別是，矩陣(XYZ)T是三色值(XYZ)的3×1矩陣，Q是顯示原色的數(shù)目，矩陣(P)是每個信道的特定CIE-xyz色度的矩陣，矩陣(K)是確定色溫度和顯示白色的白色亮度的參考矩陣，和矩陣(C)是顯示原色每一種的線性控制信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，計算線性控制信號包括當(dāng)顯示原色的數(shù)目是三(3)時，根據(jù)矩陣P和K之積的逆矩陣(即，{PK}-1)和矩陣(XYZ)T，計算矩陣(C)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，計算線性控制信號包括當(dāng)顯示原色的數(shù)目大于三(3)時，通過如下公式計算顯示原色的第i顯示原色的線性控制信號Ci＝ai·X+bi·Y+ci·Z(i＝1，2，…，Q)，其中，ai、bi和ci是當(dāng)用三色值(X，Y，Z)表示第i顯示原色時，各自的比例系數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括從存儲比例系數(shù)ai、bi和ci的比例系數(shù)存儲單元中檢索比例系數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，計算三色值包括等間隔地組合顯示原色(C1到CQ)的線性控制信號，和計算與各個顯示原色的線性控制信號的組合相對應(yīng)的三色值(X，Y，Z)，和計算線性控制信號包括根據(jù)某些顯示原色的一種顯示原色的線性控制信號(Ci)和根據(jù)三色值(X，Y，Z)，計算比例系數(shù)ai、bi和ci。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，計算線性控制信號包括根據(jù)第i顯示原色的計算線性控制信號，計算Q×3矩陣(C)，Q×3矩陣(C)是C1C2...CQ-1CQ=a1b1c1a2b2c2.........aQ-1bQ-1cQ-1aQbQcQ·XYZ.]]>
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，計算非線性控制信號包括計算與根據(jù)多原色顯示器的電光特性計算的第i顯示原色的線性控制信號相對應(yīng)的非線性控制信號、和與Q×3矩陣(C)相對應(yīng)的非線性控制信號的矩陣CN。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，設(shè)置每一種顯示原色的控制信號包括把非線性控制信號的計算矩陣(CN)設(shè)置成控制信號。
29.一種在多原色顯示器中顯示含有顯示原色和一種非線性控制成分的輸入彩色信號的彩色信號處理設(shè)備，該設(shè)備包括線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號計算單元，含有與輸入彩色信號的非線性控制成分相對應(yīng)的γ特性，和響應(yīng)γ特性，從輸入彩色信號中計算出線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號；三色值計算單元，含有與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)，和響應(yīng)轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號和三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)計算線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的三色值；顯示原色控制信號計算單元，含有與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號相對應(yīng)的比例系數(shù)和顯示電光特性，和響應(yīng)比例系數(shù)、顯示電光特性、和三色值，計算每一種顯示原色的顯示原色控制信號，以便用數(shù)種顯示原色表示線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號；和控制單元，用于利用顯示原色每一種的顯示原色控制信號，控制多原色顯示器，以便在多原色顯示器上顯示與輸入彩色信號相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的彩色信號處理設(shè)備，還包括γ特性存儲單元，用于存儲標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的γ特性；三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)存儲單元，用于存儲三色值轉(zhuǎn)換系數(shù)；比例系數(shù)存儲單元，用于存儲比例系數(shù)；和顯示電光特性存儲單元，用于存儲顯示電光特性。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，顯示原色控制信號計算單元包括顯示原色線性控制信號計算單元，用于響應(yīng)比例系數(shù)，生成轉(zhuǎn)換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的每一種顯示原色的線性控制信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，顯示原色控制信號計算單元包括顯示原色非線性控制信號計算單元，用于響應(yīng)電光特性和每一種顯示原色的線性控制信號，控制轉(zhuǎn)換線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號的非線性控制信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的彩色信號處理設(shè)備，其中，輸入彩色信號是與線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號不同的非線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號，和轉(zhuǎn)換的線性標(biāo)準(zhǔn)彩色信號是NTSC-TV系統(tǒng)、PAL-TV系統(tǒng)、和sRGB系統(tǒng)之一。
全文摘要
具有簡單電路結(jié)構(gòu)的、用于多原色顯示器的彩色信號處理設(shè)備和彩色信號處理方法實現(xiàn)了多于四種顯示原色的顯示白色。彩色信號處理設(shè)備含有三色值計算單元，用于計算彩色信號的三色值(X，Y，Z)；顯示原色控制信號計算單元，用于計算每一種顯示原色的控制信號，以便用數(shù)種顯示原色表示彩色信號；和控制單元，用于利用顯示原色控制信號計算單元計算的控制信號，設(shè)置每種顯示原色的控制信號，以便顯示彩色信號。因此，用于多原色顯示器的控制信號處理設(shè)備不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多于四種顯示原色的顯示白色，而且能夠根據(jù)提供的原色的數(shù)目和各個色坐標(biāo)的設(shè)置，顯示整個色域的彩色信號。
文檔編號G09G3/20GK1421843SQ02152719
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月28日
發(fā)明者金文喆 申請人:三星電子株式會社