專利名稱：：從一圖像數據集到另一個的改進的色域映射系統(tǒng)和方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于將輸入圖像數據從一個色彩空間轉換到進入另一個色彩空間的圖像數據的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
：在下列權利共有的美國專利申請中，揭示了用于為圖像顯示設備提高成本/性能曲線的新型子像素排列，這些申請中每一個的全部在這里通過參考引用(1)美國專利申請序列號No.09/916,232(“‘232號申請”)，標題為“ARRANGEMENTOFCOLORPIXELSFORFULLCOLORIMAGINGDEVICESWITHSIMPLIFIEDADDRESSING”，申請日2001年7月25日；(2)美國專利申請序列號No.10/278,353(“‘353號申請”)，標題為“IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHINCREASEDMODULATIONTRANSFERFUNCTIONRESPONSE”，申請日2002年10月22日；(3)美國專利申請序列號No.10/278,352(“‘352號申請”)，標題為“IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHSPLITBLUESUB-PIXELS”，申請日2002年10月22日；(4)美國專利申請序列號No.10/243,094(“‘094號申請”)，標題為“IMPROVEDFOURCOLORARRANGEMENTSANDEMITTERSFORSUB-PIXELRENDERING”，申請日2002年9月13日；(5)美國專利申請序列號No.10/278,328(“‘328號申請”)，標題為“IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSWITHREDUCEDBLUELUMINANCEWELLVISIBILITY”，申請日2002年10月22日；(6)美國專利申請序列號No.10/278,393(“‘393號申請”)，標題為“COLORDISPLAYHAVINGHORIZONTALSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTS”，申請日2002年10月22日；(7)美國專利申請序列號No.10/347,001(“‘001號申請”)，標題為“IMPROVEDSUB-PIXELARRANGEMENTSFORSTRIPEDDISPLAYSANDMETHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGSAME”，申請日2003年1月16日。對于在水平方向具有偶數個子像素的特定子像素重復組，揭示了下列系統(tǒng)和技術來產生改進，例如，正確的點反轉模式和其它改進，在這里通過參考引用它們的全部內容(1)標題為“IMAGEDERADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAY”的美國專利申請序列號10/456,839；(2)標題為“IMAGEDEGRADATIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAY”的美國專利申請序列號10/455,925；(3)標題為“SYSTEMANDMETHODOFPERFORMANCEDOTINVERSIONWITHSTANDARDDRIVERSANDBACKPLANEONNOVELDISPLAYPANELLAYOUT”的美國專利申請序列號10/455,931；(4)標題為“SYSTEMANDMETHODFORCOMPENSATINGFORVISUALEFFECTSUPONPANELSHAVINGFIXEDPATTERNNOISEWITHREDUCEDQUANTIZATIONERROR”的美國專利申請序列號10/456,927；(5)標題為“DOTINVERSIONONNOVELDISPLAYPANELLAYOUTSWITHEXTRADRIVERS”的美國專利申請序列號10/456,806；(6)標題為“LIQUIDCRYSTALDISPLAYBACKPLANELAYOUTSANDADDRESSINGFORNON-STANDARDSUBPIXELARRANGEMENTS”的美國專利申請序列號10/456,838；(7)2003年10月28號申請的、標題為“IMAGEDEGRADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAYWITHSPLITBLUESUBPIXEL”的美國專利申請序列號10/696,236；(8)2004年3月23號申請的、標題為“IMPROVEDTRANSISTORBACKPLANEFORLIQUIDCRYSTALDISPLAYCOMPRISINGDIFFERENTSIZEDSUBPIXEL”的美國專利申請序列號10/807,604。當與這些申請中以及如下公有美國專利中所進一步揭示的子像素著色(SPR)系統(tǒng)和方法結合的時候，這些改善將特別明顯(1)美國專利申請序列號No.10/051,612(“‘612號申請”)，標題為“CONVERSIONOFRGBPIXELFORMATDATATOPENTILEMATRIXSUB-PIXELDATAFORMAT”，申請日2002年1月16日；(2)美國專利申請序列號No.10/150,355(“‘355號申請”)，標題為“METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHGAMMAADJUSTMENT”，申請日2002年5月17日；(3)美國專利申請序列號No.10/215,843(“‘843號申請”)，標題為“METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHADAPTIVEFILTERING”，申請日2002年8月8日；(4)美國專利申請序列號No.10/379,767，標題為“SYSTEMSANDMETHODSFORTEMPORALSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATA”，申請日2003年3月4日；(5)美國專利申請序列號No.10/379,765，標題為“SYSTEMSANDMETHODSFORMOTIONADAPTIVEFILTERING”，申請日2003年3月4日；(6)的美國專利申請序列號No.10/379,766，標題為“SUB-PIXELRENDERINGSYSTEMANDMETHODFORIMPROVEDDISPLAYVIEWINGANGLES”申請日2003年3月4日；(7)美國專利申請序列號No.10/409,413，標題為“IMAGEDATASETWITHEMBEDDEDPRE-PIXELRENDEREDIMAGE”，申請日2003年4月7日。在這里引入這些專利的全部作為參考。在權利共有的并共同等待審批的下列美國專利申請中，揭示了全范圍轉換和映射的改進(1)美國專利申請序列號No.10/691,200，標題為“HUEANGLECALCULATIONSYSTEMANDMETHODS”，申請日2003年10月21日；(2)美國專利申請序列號No.10/691,377，標題為“METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMSOURCECOLORSPACETORGBWTRARGETCOLORSPACE”，申請日2003年10月21日”，申請日2003年10月21日；(3)美國專利申請序列號No.10/691,396，標題為“METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMASOURCECOLORSPACETOATRARGETCOLORSPACE”，申請日2003年10月21日；和(4)美國專利申請序列號No.10/690,716，標題為“GAMUTCONVERSIONSYSTEMANDMETHODS”，申請日2003年10月21日。在這里引入這些專利的全部作為參考。在下列申請中描述了額外的優(yōu)點(1)美國專利申請序列號No.10/696,235，標題為“DISPLAYSYSTEMHAVINGIMPROVEDMULTIPLEMODESFORDISPLAYINGIMAGEDATAFROMMULITIPLEINPUTSOURCEFORMATS”，申請日2003年10月28日；和(2)美國專利申請序列號No.10/696,026，標題為“SYSTEMANDMETHODFORPERFORMINGIMAGERECONSTRUCTIONANDSUBPIXELRENDERINGTOEFFECTSCALINGFORMULTI-MODEDISPLAY”，申請日2003年10月28日。此外，下列共有并共同等待審批的申請的全部在這里作為參考引用(1)美國專利申請序列號[專利代理人備審案件第08831.0064號]，標題為“SYSTEMANDMETHODFORIMPROVINGSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATAINNON-STRIPEDDISPLAYSYSTEMS”；(2)美國專利申請序列號[專利代理人備審案件第08831.0065號]，標題為“SYSTEMSANDMETHODSFORSELECTINGAWHITEPOINTFORIMAGEDISPLAY”；(3)美國專利申請序列號[專利代理人備審案件第08831.0066號]和No.10/961,506，標題都為“NOVELSUBPIXELLAYOUTSANDARRANGEMENTSFORHIGHBRIGHTNESSDISPLAYS”；(4)美國專利申請序列號[專利代理人備審案件第08831.0068號]，標題為“IMPROVEDSUBPIXELRENDERINGFILTERSFORHIGHBRIGHTNESSSUBPIXELLAYOUTS”。在這里引入這些專利作為參考。本說明書中提到的所有專利以它們的全部在這里通過參考引用。
發(fā)明內容在本發(fā)明的一個實施例中，給出了用于將第一色彩空間中的輸入圖像數據轉換為第二色彩空間中的輸出圖像數據的方法和系統(tǒng)。第二色彩空間可以具有RGBW格式。該系統(tǒng)和方法包括用于計算色度/亮度值以及計算來自第一色彩空間的所述輸入圖像數據的色調角的轉換器；色調角三角形計算器，所述色調角三角形計算器確定輸入數據所位于的色度三角形，以及矩陣乘法單元，所述矩陣乘法單元將輸入數據乘以根據色度三角形確定而選擇的轉換矩陣。在本發(fā)明的另一個實施例中，給出了用于將第一色彩空間中的輸入圖像數據轉換為第二色彩空間中的輸出圖像數據的方法和系統(tǒng)。第二色彩空間可以具有RGBW格式。該方法和系統(tǒng)的步驟可以包括計算色度/亮度值以及計算來自第一色彩空間的所述輸入圖像數據的色調角；確定輸入數據所位于的色度三角形，以及將輸入數據乘以根據色度三角形確定而選擇的轉換矩陣。構成本說明書的一部分而結合在本說明書內的附圖，是用來解說本發(fā)明的示范性的具體實施方案和實施例，這些圖連同有關敘述則用來解釋本發(fā)明的原理。圖1為從RGB(RGB＝Red、Green、Blue，紅綠藍)到RGBW(RGB＝Red、Green、Blue、White，紅綠藍白)轉換器的構造的一個實施例的概貌。圖2為簡化的RGB到亮度轉換器的一個實施例。圖3為簡化的RGB到色度轉換器的一個實施例。圖4為色調角計算器的一個實施例。圖5為色調角計算器的一部分。圖6為除運算單元實施例的一級。圖7為把五個除運算單元連接起來執(zhí)行5比特除運算的一個實施例。圖8為3×3矩陣乘法器的RG(RG＝Red、Green，紅綠)場合的簡化實施例。圖9為3×3矩陣乘法器的GB(RGB＝Green、Blue，綠藍)場合的簡化圖10為3×3矩陣乘法器的BR(RGB＝Blue、Red藍紅)場合的簡化實施例。圖11為色域鉗位電路的一個實施例。圖12為W選擇器的一個實施例。圖13為顯示通過延遲W選擇的減小的帶寬的圖示的一個實施例。圖14為顯示硬件中的RGBW轉換和子像素著色(SPR＝Sub-PixelRendering)的圖示的一個實施例。圖15為顯示具有簡化的顯示器硬件的RGBW和子像素著色軟件具體實施方案的圖示的一個實施例。圖16為RGBW和子像素著色軟件具體實施方案的替代實施例。具體實施例方式現在將詳細地參考具體實施方案和實施例，它們的范例顯示在附圖中。無論在何處，只要可能將在所有附圖中采用相同的參考號碼來稱謂相同或類似的部分。構造概貌用于從一個色彩空間到另一色彩空間的色域映射(gamutmapping)的一些系統(tǒng)和方法，在上述結合引用的第‘200號專利申請書、第‘377號專利申請書，第‘396號專利申請書和第‘716號專利申請書中有所揭示。本專利申請通過揭示在那些系統(tǒng)的硬件和軟件具體實施方案這兩方面的額外的節(jié)約、功效和成本降低，而對那些系統(tǒng)和方法進行改進。一個可引起某些功效的潛在的簡化假設，是假設目標色彩空間為RGBW。在這個假定下，在“色域流水線(gamutpipeline)”內有很多可能的優(yōu)化。例如，對于RGB到RGBW色域映射系統(tǒng)，色域擴展可能不是很重要或可適用的；但在進行色域轉換之后，可能需要進行色域鉗位。另外，對于采用3×4矩陣乘法的多基色系統(tǒng)(如RGBC等等)——該矩陣乘法通常為4基色多基色所要求的——能用一個3×3矩陣乘法器和一個多路轉換器來替代。同時，根據這里以及上述申請書中揭示的方法，那些3×3矩陣可能具有為0、1和/或2的冪的很多元素。這種條件，可容許通過減少門電路的數目的專門用途的硬件來執(zhí)行該矩陣乘法。圖1示出從RGB色彩空間到RGBW色彩空間的一個可能的色域映射系統(tǒng)100。將RGB數據輸入102(可能是每種色彩8比特)輸入到色度/亮度轉換器104。塊104的輸出，可能是多個色度/亮度坐標(如Y，By，Ry或類似坐標)中的一個坐標，并輸入到色調角計算器106內，然后該輸入可傳到色調角三角形對照表(look-uptable，LUT)108(如以前在上述結合引用的申請書中所描述的)。從而可以將色調角三角形轉換為多基色矩陣對照表110，該對照表110把矩陣系數加載到3×3矩陣乘法器112。將可知曉每行的比特數目的規(guī)格——在說明書或在附圖中——只是提供來闡述可能的實施例，但本發(fā)明的范圍并不局限于任何特定的數據集，或局限于任何數據通道上的特定帶寬。色度亮度轉換器用于計算亮度的“NTCS”公式為Y＝0.2126*R+0.7152*G+0.0511*B。然而，為了計算色調角的目的，公式Y＝(2*R+5*G+B)/8已可足夠接近地滿足要求，而且它可以便利地僅使用二進制移位和加運算來進行計算。這相當于計算Y＝0.25*R+0.625*G+0.125*B。圖2示出具體實施上面的Y計算的高級框圖200的一個實施例。在202中輸入RGB數據，并且R左移1比特(即乘以2)；在204中G數據左移2比特再與其自身相加(即乘以5)，而且B數據與紅色相加，然后再與綠色求總和。然后在206中把得到的總和右移3比特，就可提供上面所給出的最終的Y數據。應當知曉只要算法結果相同，該運算和它們的運算次序是可以改變的。圖3示出色度計算塊300的一個實施例。色度分量是一個矢量，從公式x＝B-Y和y＝R-Y算出的兩個帶符號的數值。然而，可能需要使用這些數值的絕對值，從而可能直接計算它們的絕對值，并把它們的符號單獨分開。比較器302和304分別用來判定B＞Y和R＞Y是否成立。將這些判定的結果作為用于色調角計算器的x和y的符號加以保存，并且用于在減去它們之前選擇性地交換這些值。減運算可以作為后面接著加運算308的二進制補碼NEG(取負)運算306來完成。由于輸入的數值是帶符號的數，取負可能引起一個額外的比特。然而，因為已經知道符號是1，并且知道結果是一個正數，該比特在加運算中可以忽略。替代地，該功能性可通過許多不同的方式來完成，包括對兩個數值都執(zhí)行所有可能的減運算，并在最后選擇正的數值。色調角計算器可能把色度/亮度轉換器與色調角計算器組合起來，從而實現某種優(yōu)化。圖4描述這種組合的色調角計算器400的一個實施例。色度的絕對值如果色度/亮度轉換器與色調角計算器組合在一起(如在塊402和404中那樣)，色度的絕對值已經存在，包括它們在取絕對值之前所具有的符號。取絕對值有助于把計算限制在可能的色彩矢量角的一個象限內。將可知曉在塊402和404中的“Y”指的是亮度值，而從塊404向前輸出的“y”指的是色度值。選擇八分圓(octant)，y＞x檢驗色度y數值是否大于色度x數值可以確定色調角是在矢量角的第一還是第二的八分圓內，或者作為替代的說法，即該角度是否大于45度。通過交換色度的x和y分量(可能通過圖4和5中的塊406來執(zhí)行)，可能把計算限制在全部可能的色彩矢量角的第一八分圓內。當然，可以將檢驗的結果保存起來，用以校正最終輸出色調角。除運算模塊408提供輸入數據到反正切(actan)對照表，這將在后面加以討論。動作對照表動作對照表(actionLUT)410的一個實施例，可以含有比特和補償值(offset)的小表格，這些補償值在最后步驟時加上去作為對在第一八分圓內進行所有計算的簡化的校正。動作對照表的一個可能的實施例包括在下面。在該例子中，y＜0、x＜0和y＞x結果的串行連接為該對照表的地址。輸出是“取負”比特以及補償值?！叭∝摗北忍乇硎臼欠裥枰凑羞\算結果的負值。補償值是在最后步驟加到高位比特處的角度?？赡苄枰獮樯{角選擇角度的單位，使繞色彩矢量圓一周只產生256“度”的角度。這造成一些方便的優(yōu)化。其中之一是在動作對照表中的所有補償值都是64的倍數，低位6個比特的數值總為零，因而它們不需保存。動作對照表y/x除運算在塊408，將y分量除以色度的x分量。這能夠通過多種可能的方式完成。一種方式可對x分量取倒數(invert，INV)為一定點小數，然后再以此倒數與y作乘運算。取倒數可在對照表中進行，然而除非乘法器有足夠寬的比特位(例如12比特)，該相乘的結果可能不精確?？赡芾脠D6中所示的模塊600(“DIVI”)，在一個多步驟流水線中完成該除運算。除運算中的每一步驟，只作單個的移位、加運算和選擇操作。而輸出則是用于下一步驟的余數和結果的一個比特。經過有限數目的步驟之后，將得到由除運算中所需要的所有比特。圖7示出一個可能的實施例700，其中x和y是8比特數據單元，而結果為5比特數。應當注意x可能是9比特，來自已經“取負(二進制的補碼)”的8比特數。當將y左移時，它也變?yōu)橛糜诩舆\算的9比特。對于Y輸出，只需結果的低位8比特即可滿足需要。另外，可以從x和y兩者中丟棄掉最低有效比特(leastsignificantbit)，使得在所有的DIVI模塊中都可以采用8比特地址。來自加運算的進位比特(carrybit)可以用于選擇所輸入的y數值或已作過“減運算”的y數值作為輸出。進位的補值為結果比特。在圖7中，應當注意色度的x分量只需要在流水線的起點取負(二進制的補碼)。還應注意DIVI模塊已經對x＞y和結果為小于1的定點小數的情況作了優(yōu)化。當x＝0時，結果將為零。當x＝y(tǒng)時，結果會使所有比特為1，這比正確答案稍微小一些。然而，由于儲存正確答案將需要結果中的另外的比特，這個小的誤差可以滿足足夠接近以用于色調角計算來實現某種硬件功效的需要。反正切對照表除運算的結果可用來作為反正切(arctangent，atan)對照表的索引。反正切對照表的一個可能的實施例示出如下。因為這個表可能比較小，可能儲存正和負的反正切值，并使用來自動作對照表的“取負”比特作為反正切對照表的地址的最低有效比特。在一個實施例中，其中原始值為5比特無符號整數，它們的負值可能產生6個比特，以具有符號位的空間。然而，該符號位通常與輸入“取負”比特一致，所以可能無需儲存它，并且反正切對照表仍保持5比特寬。反正切對照表最終的加運算反正切對照表的結果可再加到從動作對照表選擇的補償值上。然而，該操作可比完全的加運算簡單。因為來自動作對照表的補償值，可以具有一定數目的包含的為零的比特(例如6個)，所以在加運算中不涉及低位比特。為了構成最終的色調角角度，將從反正切對照表輸出的數量(例如5個)的比特，簡單地拷貝到色調角的低位的數量(例如5個)的比特中?！叭∝摗北忍爻蔀樯{角的最后一個比特(例如第6個比特)，并且將“取負”比特的額外的(例如兩個)的更多復制增加到來自動作對照表的補償值上來形成色調的高位比特(例如2個比特)。這樣，在這個實施例中，只需要兩比特加運算。這示于下列表格中。色度三角形對照表色調角可以用來作為一個表的索引，以確定輸入的色彩位于哪個色度三角形內。下面給出色度三角形對照表的一個實施例。在RGBW場合，可以只有三個色度三角形，所以該表可以得到三個可能的號碼的僅一個。引導到該對照中的計算，可作為不用這些計算的較大對照表的折衷。色度三角形對照表多基色矩陣對照表接下來，色度三角形號碼可用來從儲存在圖1中的對照表110內的多基色矩陣中選擇一個，以在以后的色彩空間轉換步驟中使用。這些號碼可以根據任何給定的、不同的顯示器模型的特性而改變——下面示出顯示器模型的一個實施例。應當注意轉換矩陣可能包括正數和負數，所以乘法器可能是帶有正負符號的——除非應用此處所建議優(yōu)化方法。在一個實施例中，在這些矩陣內的數值可以乘以128，以允許7比特的值加上符號比特的空間。從而結果可除以128，而不是256。多基色矩陣RGB色彩通道輸入伽瑪對照表在一個實施例中，進到流水線的輸入數據可能是“sRGB”或非線性RGB。于此情況，可能需要在進行色彩轉換或子像素著色之前，在(可選的)輸入伽瑪表(示為圖1中的塊103)內將該數據線性化。應當注意因為色彩轉換會保持該色調角，色調角可以根據sRGB數值來計算。這容許色調角可以利用非線性RGB數值加以計算。sRGB的一個特征是它表現得有點像一種壓縮模式，它容許以8比特儲存通常要占用更多比特的圖像數據。所以，一旦將數據線性化，可以需要以更多的比特來儲存得到的數據，以避免任何可能的圖像缺陷。因此，在圖1所示的實施例中，輸入伽瑪塊103把8比特輸入數據轉換成11比特線性RGB數據。如果輸入數據為YCbCr(黃青藍青紅)或某種其它的TV(電視)格式，這些格式中的大多數隱含著對它們已施加過的非線性變換，從而也可能需要輸入伽瑪表。對于這些格式，可能需要在把它們向下傳送到流水線之前轉換為sRGB。多基色矩陣乘運算轉換在一個實施例中，為了實現RGB到RGBW色彩空間轉換，可能實行3×4矩陣乘運算。這可能需要12個乘法器和加法器。然而，在RGBW中，W(白色)數值可能表現為等于其它結果中的一個，把矩陣乘運算減縮為3×3矩陣的乘運算。在一個實施例中，因為每次乘運算都是與同樣帶符號的8比特系數的11×8＝12比特，這對具體實現仍可能有問題。應當注意乘法器輸入11比特數值，但輸出的是12比特結果。該額外的比特可用來檢測在下面描述的色域鉗位通道中那些超出色域外的數值。有利的是，矩陣中的很多系數或者是零或者是2的冪。剩余下的系數，乘以168的乘運算可以通過3次移位和加運算來做到，而乘以40可以用2次移位和加運算來做到。采用這些常數，可以對于每個色度三角形設計專門用途的硬件。幸運的是，在RGBW中只有三個色度三角形，所以處理所有這些情況的硬件可以保持簡單。有可能所有三個公式并行運行，在最后具有多路轉換器來根據由色調角通道所輸出的色度三角形號碼，選擇正確的答案。圖8、9和10為分別實現對于RGW、GBW和BRW色度三角形的計算的實施例。從而在這些實施例中，將11-比特輸入數值乘以8比特常數將得到19比特的數值。當把它們右移7個比特時，最終結果將為12比特的數值。這些數值的高位比特指出色彩超出色域外，并由后面所描述的色域鉗位通道使用。此處也可能產生負的結果，必須將它們鉗位為零。還應當注意在三個三角形情況中的兩個中，將每個輸入色彩乘以168。該計算可在公式之間共享，總共只要用168進行三次乘運算，進一步削減了總的門電路數目。還應當注意當測量了每個新的RGBW顯示器模型的色度，所使用的確切常數可以改變。伽瑪鉗位通道當將黑色和白色映射為RGB和RGBW中的相同顏色時，RGBW的總色域“體積”可變得小于RGB。因此可能有一些顏色，特別是明亮的飽和色彩，存在于RGB內但是不能顯示在RGBW中。當這些色彩出現時，可能需要對這種情形加以控制。簡單的把RGBW數值鉗位到最大范圍內，可能引起這些色彩的色調失真。作為替代，可檢測那些超出色域外的色彩，并以一種在把它們帶回范圍內時仍保持色調不變的方式加以縮放。檢測是否在色域內可設計在上面的多基色矩陣轉換區(qū)域中的乘法器和累加器，使得它們返回大于它們的輸入值的數值。這使得有可能計算O.O.G.數值(O.O.G＝OUT-OF-GAMUT，色域外)。這些數值通常不大于輸入數值范圍的兩倍，所以在輸出中容許多出一個比特，用于“溢出(overflow)”數值。如果在R、G和B所有的三個結果中，該額外的溢出比特為零，則色彩是在色域內，而且可以使它可繞開其余的色域鉗位通道。圖11示出能夠實現圖1中的塊114和/或116的功能性的硬件的一個實施例。如所可見，將所有三個轉換的基色的高位比特(比特11)一起進行或運算(1102)以產生O.O.G.信號——該信號然后可以由多路轉換器1110用來選擇旁路繞開模式(bypassmode)或由倒數對照表(InvLUT)1106修正過的數據。色域外響應如果在R、G和B結果中任何一個的溢出比特為開(on)，這指示得到了色域外的色彩，并且所有三個基色都可能要以某因子加以縮放——例如相同的因子。用相同的因子來縮放所有的三個分量，趨向于在保持色調之外降低亮度和飽和度。該縮放因子通常是略小于1的數，因此它可以是定點二進制小數。最大分量處理超出色域外的數據的一種方式，是計算到色域邊緣的距離相對于超出色域外的距離的比值，作為把超出色域外的數據帶回范圍內的色域縮放因子。在一個計算模式中，這可能需要計算兩個平方根。在另一個實施例中，色彩空間的寬度相對于超出色域外的色彩的最大分量的比值可以產生相同的結果——不需成本花費大的平方根計算。這通過觀察色域中的相似三角形即可看出。色彩空間的寬度趨向于為2的冪(例如，對于11比特的線性RGB數值的情況，為211)，從而變成一種方便的比特移位。MAX(取最大值)塊1104選擇色域外的色彩的最大分量。倒數對照表色域外分量的最大值可通過在倒數對照表1106中對它進行查找而取倒數。在一個實施例中，盡管使用12比特的轉換的值，將容許用2倍的色域外的數值，實際上，超過最大容許值25％是罕見的。這容許倒數對照表僅有256個入口。超出色域外的最大分量的低位8個比特可以用作進入該倒數表的索引。倒數表可能包含某些誤差，可是1/x表的初始占25％那里通常沒有誤差出現，所以這可以滿足需要。鉗位乘法器在一個實施例中，倒數對照表中可能具有12比特數值，所以3個12×11＝11的乘法器，可以滿足把超出色域外的數值縮回范圍內。因為倒數數值可表示為介于0.75和1之間的定點二進制數，乘法器的輸出可以只是11比特。也有可能倒數表變得有效位稍微少一些，或許每個倒數數值只有8比特，通過使用12×8＝11的乘法器，得到門電路中顯著的節(jié)省。當從多基色矩陣乘運算輸出的R、G和B分量超出在色域外時，可將它們乘以倒數對照表的輸出。當數值在色域內時，可以使輸入數值繞開乘法器，從而旁路繞開色域鉗位。白色選擇如上面所述，RGBW的W數值，可以表現為與其它基色中的一個相等，所以可以延遲選擇W數值一直到以后才進行，以避免重復處理。圖12示出一個硬件的實施例，該實施例利用多路轉換器從其它經過轉換的基色中的一個選擇W數值。結果將是4個基色，RGB和W，而且這結束了RGB到RGBW多基色轉換。應當注意直到該階段，W數值等于其它基色中的一個，可是因為子像素著色不同于其它基色的處理W(白色)，到達顯示器的最終結果將是不同于任何其它基色的W數值。子像素著色和輸出伽瑪在一個實施例中，從多基色轉換的輸出可能是線性色彩分量，因此子像素著色模塊將無需進行輸入伽瑪轉換。這也意味著輸入分量每種基色可具有多于8比特(例如在一個實施例中為11比特)。在圖1的實施例中，示出于子像素著色后進行輸出伽瑪，以顯示該數據在經過轉換發(fā)送到顯示器之前，仍能保持在線性域(lineardomain)內直到最后時刻。應當知曉這種輸出伽瑪表可以為特定的顯示器面板定制?？蛇x的輸出伽瑪對照表在其它實施例中，有可能RGBW顯示器可以在多于一塊的電路板上采用多于一個步驟。因此在電路板之間，可能需要使用8比特數值在標準接口上傳遞數據。如上所述，不期望把線性分量截斷為8比特。一個補償方式是，通過對在輸出路徑上的數據施加sRGB非線性變換，來轉換用于傳遞的數據。從而，第二電路板可以進行輸入修正，把數據再次線性化為11比特。在電路板之間傳送4基色色彩也可能是困難的。圖13描述一個實施例。該系統(tǒng)隨同3基色(RGB)色彩發(fā)送2比特的信息，可以將W選擇多路轉換器移到第二塊電路板上，而W基色將無需在電路板之間傳遞。所傳送的2比特的信息，是在色調角通道上所計算出的色度三角形的號碼。為低成本具體實施方案簡化的RGBW實施多基色轉換的復雜性，似乎是把RGBW限制得只能應用于高端系統(tǒng)中。然而，可能有一些辦法來在低成本顯示器中使用為了RGBW的多基色轉換。少許剩余的與奇常數的乘運算，在某些具體實施方案中能以軟件方式來實現，或者把那些常數轉換為較容易在硬件中實現的數也許可以滿足需要。當基色和白色點與sRGB標準一致時，矩陣會變得更為簡單。sRGB基色和白色點得到一些數，如上面以及圖8、9和10中所示，這些數只要通過2或3次移位和加運算就能實現與它的乘運算。限制因素可能是子像素著色算法的復雜性。上表具有用于sRGB標準的CIE色度值。使用這些值，能夠計算出D65白色點的CIEXYZ坐標，從而可以導出把線性RGB數值轉換為CIEXYZ三色值的轉換矩陣另外，使用上述基色把RGBW數值轉換為CIEXYZ三色值的一個可能的矩陣如下把CIEXYZ三色值轉換到RGBW值的矩陣給出如下將根據輸入色彩所在的色度三角形，使用這三個矩陣中的一個來對輸入色彩進行轉換。這些系數可以利用標準sRGB色度來導出。對輸入數據和顯示器使用同樣的基色可使這些矩陣簡化。如果輸入圖像的色彩基色假設是未知的，則可以使用sRGB假設。輸入RGB數值，可以通過早先提到過的R2X矩陣來轉換為CIEXYZ，然后再使用上面三個矩陣中的一個轉換為RGBW。在實踐中，R2X矩陣能夠預先與上述其它三個矩陣中的每一個組合在一起，從而對于每個輸入色彩只進行一次矩陣乘運算就能滿足需要。在低成本具體實施方案中，那些矩陣也可通過將它們乘以2的某次冪而轉換為整數在上面的例子中，組合這些矩陣，然后乘以64，來把它們的系數轉換為的硬件，2的其它冪將起作用。于此情況，使用數值64得到一些系數，它們將適合帶一個符號比特的8比特字節(jié)。這得到其中只能做8比特的算術運算的低成本的具體實施方案。在帶有16比特算術運算的具體實施方案中，可使用大于64的乘法器。這些矩陣涉及乘以0、乘以64(在定點二進制移位后乘以1)、以及乘以84和乘以20的乘運算。乘以20能用2次移位和1次加運算來做到，乘以84能用3次移位和2次加運算來做到。在乘運算后，總是要求進行2次減運算。這簡單的足以在硬件或軟件中實現，所以無需嘗試和尋找更方便的數。從sRGB到RGBW的轉換，在硬件中可相當低廉地做到。子像素著色可能需要以顯示刷新速率運行的行緩存器(linebuffer)和濾光器。如果系統(tǒng)具有硬件子像素著色，增加邏輯來進行RGBW不會有值得重視的更多困難。在硬件模型中，對每個幀時間取一次所有的RGB數值，然后經歷如下的過程轉換為RGBW、移位通過行緩沖器、進行區(qū)域重新采樣濾光、發(fā)送到TCON和/或顯示器、而后消失。圖14中對該系統(tǒng)進行了描述。然而，在低成本具體實施方案的一個實施例中，與采用硬件相反，子像素著色可以在軟件中實現。從而，在軟件中增加RGBW計算也是合理的。在一個實施例中，可能有一些幀緩沖器要訪問。例如，如果應用程序寫到其中的系統(tǒng)存儲器中有一個RGB幀緩存器，那么軟件驅動程序可以把該數據轉換為子像素著色版本并把它儲存到硬件幀緩存器中。在圖15中描述了這樣一個系統(tǒng)?？蛇x擇的，系統(tǒng)可以使驅動程序轉換經過改變的小矩形區(qū)域，而不要求在每次作出任何改變時對整個顯示都進行轉換。軟件驅動程序常常不能完全地模擬硬件。例如，軟件可能沒有行緩沖器。而是替代地對RGB幀緩存器做隨機訪問。這可能需要在每次取出RGB值的時候，從RGB值重新計算RGBW值。例如，在一個實施例中，子像素著色濾波器可能有2×3個系數。從而，于此情況，在對圍繞著它的區(qū)域進行再次著色的過程中，每個RGB數值可能要取出并轉換6次。在一個實施例中，可以將確定色度三角形號碼減少為作4次比較。矩陣乘運算可通過5次移位，3次加運算和2次減運算來完成。色域鉗位可能需要作2次比較和3次除運算。色域鉗位可以在色彩的一個小子集上進行，而且簡單的一組3次檢驗即可判定決定是否可以跳過該步驟。如果處理器足夠快，并能做除運算(或至少，倒數對照表查找和乘運算)，那么它就可以滿足需要。然而，在帶有足夠的存儲器以儲存幀緩存器的另一份拷貝的較慢的處理器上，通過將每個RGB像素只轉換到RGBW一次并把它們儲存到中間幀緩沖器內可減少轉換到RGBW所花費的時間。作為一個例子，考慮120×160的24比特RGB顯示器。儲存幀緩存器的一個拷貝可以只占58K字節(jié)。而RGBW中間幀緩沖器則為77K字節(jié)。于子像素著色之后，硬件幀緩存器僅為39K字節(jié)。圖16中描述了這樣一個系統(tǒng)。另外一個實施例可以用較小的行緩存器代替RGBW幀緩存器的。利用較多的軟件處理，可能建立類似于典型子像素著色硬件具體實施方案中的行緩存器的RGBW數值的行緩村器。具有顯示器的寬度的兩個行緩沖器即可滿足需要。在此版本中，RGB數值只取出和轉換一次，然后從行緩存器讀出多次。盡管已經參考范例實施例描述了本發(fā)明，本領域的技術人員將可以理解在不偏離本發(fā)明的范圍可以進行各種修改并且可以用等價物替換其中的元件。此外，在不偏離其中的基本范圍下，可以進行很多修改來適應特定的條件或者材料到教導中。因此，意圖是本發(fā)明不局限于作為意圖實施本發(fā)明的最佳模式揭示的最佳實施例，但是本發(fā)明將包括落入附加的權利要求的范圍內的所有實施例。權利要求1.一種系統(tǒng)，用于把第一色彩空間中的輸入圖像數據轉換為第二色彩空間中的輸出圖像數據，其中所述第二色彩空間具有RGBW格式，所述系統(tǒng)包括轉換器，用于計算色度/亮度值，并計算來自第一色彩空間的所述輸入圖像數據的色調角；色調角三角形計算器，所述色調角三角形計算器確定輸入數據所位于的色度三角形；矩陣乘運算單元，所述單元把輸入數據與轉換矩陣相乘，該轉換矩陣是根據色度三角形確定而選擇的。2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述轉換器還含有用于計算來自所述輸入圖像數據的色度數據的絕對值的裝置。3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述轉換器還含有用于確定輸入圖像數據的色調角的八分圓的裝置。4.根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述轉換器還含有用于根據檢驗條件的結果來交換x和y色度值的裝置。5.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述矩陣乘運算單元還含有用于選擇用于轉換所述輸入圖像數據的至少一個3×3的矩陣的裝置。6.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述矩陣乘運算單元含有用于計算多個色度三角形轉換的裝置，以及用于選擇所述多個色度三角形轉換的一個的多路轉換器。7.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括超出色域檢測單元；以及色域鉗位單元，用于對檢測到的色域外圖像數據的色域進行鉗位。8.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述色域鉗位單元計算色彩空間的寬度相對于色域外色彩的最大分量的比值。9.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸入色彩數據的色彩基色和白色點與sRGB標準一致。10.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸入色彩數據的色彩基色是未知的，并且所述系統(tǒng)把所述輸入色彩數據轉換為CIEXYZ并轉換為RGBW數據。11.一種方法，用于把第一色彩空間中的輸入圖像數據轉換為第二色彩空間中的輸出圖像數據，其中所述第二色彩空間具有RGBW格式，所述方法的步驟包括計算色度/亮度值并計算來自第一色彩空間的所述輸入圖像數據的色調角；確定輸入數據所位于的色度三角形；把該輸入數據與轉換矩陣相乘，該轉換矩陣是根據色度三角形確定而選擇的。12.根據權利要求11所述的方法，其中所述計算步驟還包括計算來自所述輸入圖像數據的色度數據的絕對值。13.根據權利要求12所述的方法，其中所述計算步驟還包括確定輸入圖像數據的色調角的八分圓。14.根據權利要求13所述的方法，其中所述計算步驟還包括根據檢驗條件的結果，交換x和y色度值。15.根據權利要求11所述的方法，其中所述相乘步驟還包括選擇用于轉換所述輸入圖像數據的至少一個3×3矩陣。16.根據權利要求11所述的方法，其中所述相乘步驟還包括計算多個色度三角形轉換；以及選擇所述多個色度三角形轉換中的一個。17.根據權利要求11所述的方法，其中所述方法還包括檢測超出色域外情況；以及對所檢測的色域外圖像數據的色域進行鉗位。18.根據權利要求17所述的方法，其中所述鉗位步驟還包括計算色彩空間的寬度相對于色域外色彩的最大分量的比值。19.根據權利要求11所述的方法，其中所述輸入色彩數據的色彩基色和白色點與sRGB標準一致。20.根據權利要求11所述的方法，其中所述方法還包括把所述輸入色彩數據轉換為CIEXYZ并轉換為RGBW數據。全文摘要本申請書揭示了用于將第一色彩空間中的輸入圖像數據轉換為第二色彩空間格式的圖像數據的方法和系統(tǒng)。一些實施例揭示了利用一些成本低廉的硬件和軟件具體實施方案來進行這些轉換的改進技術。文檔編號G09G5/02GK1938752SQ200580010076公開日2007年3月28日申請日期2005年3月23日優(yōu)先權日2004年4月9日發(fā)明者邁克爾·佛蘭西絲·希京斯,坎迪絲·海倫·勃朗·埃利奧特申請人:克雷沃耶提公司