專利名稱：用于色序顯示器的顏色再映射的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色序(color sequential)顯示器，尤其涉及校正色序顯示器中由于顯示響應(yīng)中的延遲產(chǎn)生的彩色誤差。
色序顯示器已經(jīng)顯露出作為既能實(shí)現(xiàn)低成本又能實(shí)現(xiàn)改善的圖像質(zhì)量的可行裝置。但是為了降低會(huì)在這樣的顯示器中出現(xiàn)的瞬時(shí)色閃假象，則必須大幅度地提高幀頻。這導(dǎo)致了較短的尋址時(shí)間，從而導(dǎo)致非常需要顯示器的瞬時(shí)響應(yīng)。當(dāng)色序顯示器中的顯示響應(yīng)緩慢時(shí)，就會(huì)發(fā)生彩色誤差。
顯示器領(lǐng)域中的一個(gè)遠(yuǎn)景方向是色序硅上液晶(LcoS)顯示器的出現(xiàn)，例如美國專利號(hào)為US 5532763和US 6266105中所講述的那樣。但是在應(yīng)用特定幀表示頻率的彩色顯示器中，例如在具有180Hz幀頻表示的滾動(dòng)彩色顯示器中，液晶的響應(yīng)時(shí)間緩慢，可以觀察到彩色誤差。一種解決方案是結(jié)合如轉(zhuǎn)讓給飛利普電子北美有限公司的、Albu的美國專利號(hào)為US 6320565中所講述的黑色預(yù)寫方案。然而，對(duì)于校正好的系統(tǒng)來說，即使具有這種系統(tǒng)，還是會(huì)存在大約15％的系統(tǒng)亮度的損失。系統(tǒng)效率是這樣的顯示系統(tǒng)的臨界參數(shù)，因此降低亮度的解決方案是不利的。
結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例利用單板色序LCoS系統(tǒng)。某些色序LCoS系統(tǒng)利用向列型液晶(LC)的效應(yīng)。由于向列效應(yīng)，每個(gè)彩色子域向象素驅(qū)動(dòng)模擬電壓一次。接著，由于電壓變化該LC重新定向。有限的響應(yīng)時(shí)間意味著無法達(dá)到預(yù)定的亮度值。也由于根據(jù)液晶的重新定向發(fā)生的電容變化而發(fā)生亮度誤差。該結(jié)果通常為彩色誤差。
提出解決方案以改善色序顯示器的操作，例如最小化彩色誤差的影響和/或通過彩色數(shù)據(jù)的預(yù)校正來補(bǔ)償誤差，而保持低的光損失。解決方案經(jīng)由查找表從顏色表示的簡單順序變化到彩色三元組的完全的再映射。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，用于色序顯示器的顏色再映射的方法包括輸入三元組值的輸入步驟，該三元組值分別表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的亮度；以及顯示步驟，該步驟通過根據(jù)第一彩色亮度以第一顏色瞬時(shí)順序顯示圖像，接著根據(jù)第二彩色亮度以第二顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像，然后根據(jù)第三彩色亮度以第三顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像來產(chǎn)生該圖像，其中第一顏色為紅色，第二顏色為藍(lán)色，第三顏色為綠色，這樣使得藍(lán)色的圖像在紅色之后立即顯示出來，綠色的圖像在藍(lán)色之后立即顯示出來。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，用于色序顯示器的顏色再映射的方法包括輸入三元組值的輸入步驟，該三元組值分別表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的亮度；以及顯示步驟，該步驟通過基于第一彩色亮度以第一顏色瞬時(shí)順序顯示圖像，接著基于第二彩色亮度以第二顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像，然后基于第三彩色亮度以第三顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像來在顯示器上產(chǎn)生該圖像；以及顏色校正步驟，用于對(duì)于較慢的瞬時(shí)顯示響應(yīng)，通過校正來校正合成的顯示亮度以更準(zhǔn)確地符合各個(gè)圖像亮度。
仍然在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，色序顯示系統(tǒng)包括用于輸入三元組值的裝置，該三元組值分別表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的亮度；用于在顯示器上產(chǎn)生圖像的裝置，該產(chǎn)生圖像是通過基于第一顏色亮度瞬時(shí)順序地以第一顏色顯示圖像，接著基于第二顏色亮度瞬時(shí)順序地以第二顏色顯示該圖像，然后基于第三顏色亮度瞬時(shí)順序地以第三顏色顯示該圖像而實(shí)現(xiàn)的；以及計(jì)算機(jī)，對(duì)于較慢的瞬時(shí)顯示響應(yīng)，該計(jì)算機(jī)通過校正來校正合成的顯示亮度以更準(zhǔn)確地符合各個(gè)圖像亮度。
參考下面的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行最好的描述，附圖為

圖1說明應(yīng)用于本發(fā)明的顏色再映射；及圖2說明LCD的亮度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓的工作情況。
LCoS顯示器可以應(yīng)用常規(guī)的白色LC的效應(yīng)。就是說，具有0電壓時(shí)，圖像是白色的，而在全驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，圖像為黑色?？紤]顯示飽和第二顏色、例如青色的情況。按照典型的紅色、綠色、藍(lán)色的顏色順序，紅色的LCD截止、綠色的LCD導(dǎo)通、藍(lán)色的LCD導(dǎo)通，并且重復(fù)該順序。這個(gè)較慢的轉(zhuǎn)換對(duì)于白色是張弛(relaxation)的。因此，驅(qū)動(dòng)黑色獲得紅色的有效遮板(shuttering)。接著，顯示器張弛到綠色的狀態(tài)。這是一個(gè)緩慢的轉(zhuǎn)換，因此達(dá)到屏幕的綠色的總量小于預(yù)定量。
接下來，顯示器再次被驅(qū)動(dòng)為白色。由于在先的狀態(tài)也是白色，所以實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色的全發(fā)射。最終結(jié)果是藍(lán)色比綠色更多的達(dá)到屏幕，因此青色傾向藍(lán)色。通常，當(dāng)一種顏色遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于另兩種顏色時(shí)，顯示的顏色傾向于兩個(gè)較亮顏色的序列中的第二個(gè)顏色。
普遍顯影下的投影顯示系統(tǒng)可以應(yīng)用高壓弧光燈。這些燈傾向于缺乏光譜的紅端。發(fā)現(xiàn)自然圖像在黃-橙區(qū)域中對(duì)彩色誤差是最敏感的。尤其是如果顏色顯示出過量的綠色的話，則圖像看起來是不好的。因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時(shí)，最好是將這個(gè)黃-橙區(qū)域向紅色推動(dòng)，如在這此公開的本發(fā)明的實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的。
典型地，順序制彩色電視利用紅、綠、藍(lán)的顏色順序。在這種情況下，來自于有限的響應(yīng)速度的彩色誤差就向綠色的方向推動(dòng)黃-橙色。在這里公開的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)劃采用紅、藍(lán)、綠的顏色順序。用這樣的順序，誤差在首選的紅色方向中。這個(gè)顏色順序已經(jīng)在研究的顯示器中實(shí)現(xiàn)了，并且結(jié)果也產(chǎn)生了主觀上更好的圖像。
校正顏色順序是降低彩色誤差影響的一種實(shí)施。為了減少或消除實(shí)際誤差，我們提出，顯示之前對(duì)彩色數(shù)據(jù)被再映射到LCD。再映射的最精確的方法是用全查找表(LUT)。對(duì)于每個(gè)顏色三元組(r，g，b)，分配修改后的顏色三元組(r′，g′，b′)。因此，例如，用紅、綠、藍(lán)的顏色表示順序，青色(0，255，255)可被映射到(0，255，220)。用這個(gè)彩色數(shù)據(jù)組，綠色不能獲得完全的傳輸，因此有意地減少藍(lán)色以獲得類似的傳輸值。
給出特定的顯示系統(tǒng)，對(duì)于每個(gè)(r′，g′，b′)彩色輸入組合，測(cè)量轉(zhuǎn)換成(r，g，b)的全組彩色數(shù)據(jù)。測(cè)量的數(shù)據(jù)(r，g，b)表示定義了逆映射(r，g，b)到(r′，g′，b′)所獲得的顏色。在具有每色8位的系統(tǒng)中，這種全查找表將2563輸入值映射到2563預(yù)校正值。這是大映射，并且因此針對(duì)LUT需要大量的存儲(chǔ)器。為了降低存儲(chǔ)器負(fù)荷，可選擇的是可以利用對(duì)彩色校正數(shù)據(jù)的內(nèi)插法，應(yīng)用針對(duì)LUT較粗糙的采樣。
為了降低全查找表的存儲(chǔ)和映射負(fù)擔(dān)，我們選擇性地基于各個(gè)三元組三種顏色的亮度的簡單計(jì)算功能來計(jì)劃映射。當(dāng)不如LUT方法精確時(shí)，誤差是小的并且無疑是不具有校正的整個(gè)系統(tǒng)的改善。
簡單的線性運(yùn)算映射承擔(dān)最小的計(jì)算負(fù)荷。彩色空間的簡單線性再映射可以通過彩色矩陣方法實(shí)現(xiàn)。在RGB的顏色順序中，希望旋轉(zhuǎn)彩色空間，使得黃色向著紅色映射。這個(gè)彩色空間的旋轉(zhuǎn)可以通過在RGB數(shù)據(jù)上或在從YUV到RGB的轉(zhuǎn)換上進(jìn)行的矩陣乘法實(shí)現(xiàn)。這種方法的缺點(diǎn)是基色也將被再映射。由于顯示器在基色的表示中不產(chǎn)生彩色誤差，所以這是不希望的。作為簡單的線性運(yùn)算映射的替換方案，也可以應(yīng)用三元組亮度的非線性函數(shù)。
下面示出簡單映射的一個(gè)例子，該簡單映射將大量地產(chǎn)生期望的預(yù)校正。當(dāng)從暗到亮驅(qū)動(dòng)LCD時(shí)，顯示器不足夠快地響應(yīng)，這樣就不能獲得全亮度。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，可以增加亮度。然而，如果那個(gè)顏色已經(jīng)處于全亮度，則這就是不可能的了。因此，采用減法方法，其中將降低后面顏色的亮度。降低的總量將取決于從暗到亮的變化的總量。
為了簡單地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，引入下面的映射x′＝x*(1-s*max(0，x-1-x-2))其中x表示輸入顏色值，x-1是在先的顏色值，x-2是在x-1之前的顏色值，s是標(biāo)量縮減因數(shù)，以及x′是再映射的顏色。在這個(gè)等式中，所有顏色值都標(biāo)準(zhǔn)化為1。例如，假設(shè)全黑到白的轉(zhuǎn)換，亮色獲得85％的白色。對(duì)于s＝0.15，給出(0，1，1)的顏色三元組，再映射的三元組應(yīng)該為(0，1.0，0.85)。
為了進(jìn)一步說明本例，我們下面在色度圖上檢驗(yàn)顏色的映射。圖1示出根據(jù)這個(gè)例子的映射，其中顏色順序是RGB，縮減因數(shù)s＝0.15。開圓表示輸入顏色，臨近的閉合圓表示再映射的顏色。該再映射的顏色接著驅(qū)動(dòng)給LCD。因此彩色校正將抵消由于緩慢的瞬時(shí)顯示響應(yīng)引起的彩色誤差，而且將獲得更精確的顏色顯示。三角形表示顯像基色軌跡。在這個(gè)例子中，顏色順序是RGB。注意如何向紅色方向預(yù)校正黃色輸入。還要注意飽和的基色不受影響。同樣，中性的灰色也不受影響。
下面我們檢驗(yàn)不利用縮減的映射。代替的是允許信號(hào)超過100％。典型地在向列型LcoS系統(tǒng)中，白色驅(qū)動(dòng)電壓大于0伏。在示例系統(tǒng)中，閾值電壓接近2伏。這是LC開始切換、并且全白色電壓典型地接近這個(gè)閾值的電壓。圖2示出LCD的亮度相對(duì)于電壓的采樣曲線。如果輸入亮度超過100％，那么電壓就會(huì)接近0。通過降低白色電壓，提高與黑色的電壓差，這會(huì)幫助LC獲得全亮度。
顏色再映射函數(shù)的例子是
x′＝x*(1+s*max(0，x-x-1))。
用這個(gè)映射，僅僅利用了在先狀態(tài)信息。在這個(gè)方法中，必須將一些灰度級(jí)的值分配給大于100％的輸入。因此，在灰度顯示上存在一些損失。提高的驅(qū)動(dòng)可以補(bǔ)償亮度損失的程度是有限的。在那種情況下，可以應(yīng)用既增加淺色又減少強(qiáng)色的一些組合函數(shù)。這里出現(xiàn)的函數(shù)是相對(duì)簡單的?？梢詫?shí)施更復(fù)雜的函數(shù)以更精確地預(yù)校正輸入信號(hào)。
根據(jù)對(duì)附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，本發(fā)明的其它實(shí)施例、實(shí)施例的變化和等價(jià)物、以及其它方面、目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且是可以獲得的。術(shù)語“計(jì)算機(jī)”代表任何可以計(jì)算且執(zhí)行算法的裝置，非窮舉地包括大型設(shè)備、微芯片和兩者之間的所有事物。
權(quán)利要求
1.用于色序顯示器的顏色再映射的方法，包括輸入三元組值的輸入步驟，該三元組值表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的各自的亮度；和顯示步驟，該步驟通過以根據(jù)第一彩色亮度的第一顏色、接著以根據(jù)第二彩色亮度的第二顏色、然后根據(jù)以第三彩色亮度的第三顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像來產(chǎn)生該圖像，其中第一顏色是紅色、第二顏色是藍(lán)色，而第三顏色是綠色，這樣使得藍(lán)色圖像在紅色之后立即被顯示出來，而綠色圖像在藍(lán)色之后立即被顯示出來。
2.用于色序顯示器的顏色再映射的方法，包括輸入三元組值的輸入步驟，該三元組值表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的各自的亮度；顯示步驟，通過以基于第一彩色亮度的第一顏色、接著以基于第二彩色亮度的第二顏色、然后以基于第三彩色亮度的第三顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像來在顯示器上產(chǎn)生圖像；以及彩色校正步驟，用于通過校正緩慢瞬時(shí)顯示響應(yīng)來校正所得到的顯示亮度以更準(zhǔn)確地符合各個(gè)圖像亮度。
3.權(quán)利要求2的顏色再映射方法，其中所述彩色校正步驟包括確定對(duì)應(yīng)各個(gè)輸入三元組值的多個(gè)期望的校正的三元組值；將多個(gè)期望的校正的三元組值的每一個(gè)分配到先驗(yàn)的查找表中與其相應(yīng)的各個(gè)輸入三元組值；及對(duì)于接收到的每個(gè)輸入三元組值，查詢查找表中相應(yīng)的校正的三元組值，并代替輸入三元組值，利用該相應(yīng)的校正的三元組值驅(qū)動(dòng)顯示器。
4.權(quán)利要求3的顏色再映射方法，其中所述查找表是提供每個(gè)可能的彩色三元組值的校正值的完全查找表。
5.權(quán)利要求3的顏色再映射方法，其中所述查找表是過程采樣表，這樣使得查找表中的校正三元組值對(duì)應(yīng)于多個(gè)不同的可能的輸入三元組值。
6.權(quán)利要求3的顏色再映射方法，其中所述查找表是過程采樣表，并且進(jìn)一步內(nèi)插校正后的三元組值以獲得對(duì)于輸入三元組值的所計(jì)算的校正的三元組值。
7.權(quán)利要求2的顏色再映射方法，其中所述彩色校正步驟包括計(jì)算校正后的三元組值作為輸入三元組值的第一、第二和第三彩色分量各個(gè)亮度的函數(shù)。
8.權(quán)利要求7的顏色再映射方法，其中所述函數(shù)是第一、第二和第三分量亮度中至少兩個(gè)的線性函數(shù)。
9.權(quán)利要求8的顏色再映射方法，其中所述函數(shù)包括通過矩陣操作實(shí)現(xiàn)的彩色空間的線性再映射旋轉(zhuǎn)。
10.權(quán)利要求7的顏色再映射方法，其中所述函數(shù)至少部分地是第一、第二和第三分量亮度中至少兩個(gè)的非線性函數(shù)。
11.權(quán)利要求2的顏色再映射方法，其中所述彩色校正步驟包括基于各個(gè)當(dāng)前的輸入三元組值和各個(gè)過去的輸入三元組值來計(jì)算校正后的三元組值，該過去的輸入三元組值是在當(dāng)前的輸入三元組值之前接收到的。
12.權(quán)利要求2的顏色再映射方法，其中所述彩色校正步驟包括基于在先狀態(tài)三元組值信息來計(jì)算校正后的三元組值。
13.權(quán)利要求2的顏色再映射方法，其中所述彩色校正步驟包括用于根據(jù)在先狀態(tài)三元組值信息計(jì)算三元組值的步驟。
14.色序顯示系統(tǒng)，包括用于輸入三元組值的裝置，該三元組值表示要顯示圖像的第一、第二和第三彩色分量的各自的亮度；用于在顯示器上產(chǎn)生圖像的裝置，通過以基于第一彩色亮度的第一顏色、接著以基于第二彩色亮度的第二顏色、然后以基于第三彩色亮度的第三顏色瞬時(shí)順序顯示該圖像在顯示器上產(chǎn)生圖像；及計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過校正緩慢的瞬時(shí)顯示響應(yīng)來校正所得到的顯示亮度以更精確地符合各個(gè)圖像亮度。
全文摘要
用于順序顯示系統(tǒng)的顏色再映射方法校正緩慢的瞬時(shí)顯示響應(yīng)。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1666244SQ03815088
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者J·A·斯米朱, J·迪安 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司