專利名稱：在電腦顯示器上產(chǎn)生并顯示忠實(shí)彩色圖像的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一電腦驅(qū)動顯示器上產(chǎn)生并顯示忠實(shí)彩色圖像的方法及裝置。本發(fā)明尤其涉及產(chǎn)生一與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像，以便在一由顯示適配器所控制的顯示器上顯示的方法，而此顯示器適配器則包含了一與顯示器有關(guān)的調(diào)色板。
與電腦驅(qū)動顯示器有關(guān)的電子設(shè)備利用了各種顯示器適配器，以便產(chǎn)生各彩色的數(shù)字表示。顯示器適配器一般為每一三原色-紅、綠、藍(lán)，設(shè)有數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器。這些轉(zhuǎn)換器由標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字驅(qū)動信號所驅(qū)動。D/A轉(zhuǎn)換器所能處理的二進(jìn)制的數(shù)目，提供了此轉(zhuǎn)換器解析度的基準(zhǔn)，并決定了彩色調(diào)色板項(xiàng)目所能選擇彩色的數(shù)目。顯示器適配器還設(shè)有可代表顯示器各像素的圖像存儲器，且此存儲器內(nèi)每一像素的二進(jìn)制位的數(shù)目決定了彩色調(diào)色板項(xiàng)目的數(shù)目，而此彩色調(diào)色板項(xiàng)目可用于顯示一像素。調(diào)色板項(xiàng)目的數(shù)目通常遠(yuǎn)小于彩色調(diào)色板可能選擇的數(shù)目。決定將何種彩色用于一圖像的彩色調(diào)色板，是由此調(diào)色板上每一彩色項(xiàng)目的特定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字驅(qū)動信號所限定的。例如，一彩色顯示器的一個實(shí)施例利用了八位二進(jìn)制位，以限定每一紅、綠、藍(lán)三原色的數(shù)字驅(qū)動信號，如此則對每一原色可容許有256種不同的亮度等級;因?yàn)閱我幌袼乜扇菁{三種彩色，因此一像素中所有可能不同的彩色選擇數(shù)目即為2563，或是16，777，216。但是可選擇作為彩色調(diào)色板項(xiàng)目的彩色數(shù)目通常為256種彩色，即所需開發(fā)的彩色調(diào)色板僅設(shè)有所有可能一千六百萬種彩色中的256種，再加上不同的選擇。所選擇的彩色調(diào)色板項(xiàng)目通?；蚨嗷蛏倬鶆虻匮由煊谡麄€彩色選擇范圍中，因而在每一選為調(diào)色板項(xiàng)目的實(shí)際彩色間留下了許多的可能彩色選擇。
對于彩色測量，有許多國際標(biāo)準(zhǔn)。最著名的彩色測量國際標(biāo)準(zhǔn)總稱為國際照明委員會(CommissionInternationalDl′Eclairage，或InternationalCommissiononIllumination;下文簡稱CIE系統(tǒng))。CIE系統(tǒng)所根據(jù)的前提，是所感覺到的各特定彩色是來自于一照明體或稱參考光源、一物體、及一觀測者的適當(dāng)組合。CIE系統(tǒng)之一有用的解釋可參閱Billmeyer與Saltzman所著的《彩色技術(shù)原理》，1981年版，第2B與2C節(jié)。公布于1991年1月15日的美國專利4，985，853，提出了此CIE系統(tǒng)的說明，以及與三維彩色規(guī)格系統(tǒng)有關(guān)的其他信息。假定這些技術(shù)為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知。
在電腦驅(qū)動的顯示器上顯示忠實(shí)彩色圖像的現(xiàn)有的各種方法，需要為每一種特定的顯示器準(zhǔn)備這些圖像，因而消耗了相當(dāng)數(shù)量的計算時間，且需要極大的存儲空間。顯示于一彩色顯示器的圖像，通常由每一像素的三個二進(jìn)制數(shù)值所代表，每一個二進(jìn)制數(shù)值代表一個標(biāo)準(zhǔn)CIE三激勵值-X、Y或Z，且此圖像由決定顯示屏上像素水平與垂直座標(biāo)位置的其他二進(jìn)制信息所代表。限定每一像素所需彩色的三個二進(jìn)制數(shù)據(jù)值，并不必對應(yīng)于為此彩色調(diào)色板所選擇的各種色彩，而這些彩色是于顯示器上顯示圖像系統(tǒng)所可得到的。因此需要一種適用于系統(tǒng)的彩色匹配的方法，其中所需的各圖像彩色(每一像素)可以是匹配此系統(tǒng)所可取得且為最接近的調(diào)色板彩色。該方法稱為“調(diào)色”，其中顯示器所出現(xiàn)圖像的構(gòu)成，是使其最接近所需圖像的彩色匹配，但僅利用現(xiàn)有的調(diào)色板彩色;顯示器所出現(xiàn)圖像的每一像素都包含了此像素所需調(diào)色板項(xiàng)目的索引。兩種用于將一圖像調(diào)色的常見技術(shù)為“高頻振動”及“誤差擴(kuò)散”。
在本領(lǐng)域中目前為人所熟知的調(diào)色技術(shù)，為一特定的彩色調(diào)色板準(zhǔn)備一圖像，此處的調(diào)色板定義為多個選定的彩色，而每一彩色均由紅、綠、藍(lán)等原色的彩色數(shù)字驅(qū)動信號數(shù)值所定義。對于一特定的像素，如果所需要的彩色是按照與所能得到的彩色調(diào)色板項(xiàng)目最接近者而修改，則此種調(diào)色技術(shù)將把任何得到的彩色誤差分配到相鄰的各像素，因而可使色差達(dá)到平衡，且可更忠實(shí)的整體重現(xiàn)一彩色圖像。但是，各顯示器可能有不同的彩色顯示特性，這將使得該問題復(fù)雜化;例如，磷光質(zhì)的各種彩色、以及對于一特定數(shù)字驅(qū)動信號亮度(彩色亮度)反應(yīng)，可能每一種顯示器皆有所不同。這意味著只有在一調(diào)色的圖像是在同一顯示器上顯示時，該圖像才能匹配一所需的圖像，但是可能無法在其他的顯示器上匹配。
如果已知每一顯示器的亮度及色度反應(yīng)特性，即可能準(zhǔn)備一盡量近似一所需圖像的調(diào)色圖像，但是此調(diào)色圖像對于每一顯示器將是獨(dú)一無二的。這意味著若要得到忠實(shí)的彩色時，單一調(diào)色圖像不能準(zhǔn)備用于一特定形式的所有顯示器。用于多重顯示器的多重調(diào)色圖像，則需要過多數(shù)量的計算時間進(jìn)行準(zhǔn)備，還需要過多數(shù)量的存儲空間進(jìn)行存儲。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在一特定的系統(tǒng)或顯示器中忠實(shí)地顯示一彩色圖像的整體方法，至少涉及了三個操作序列的步驟。第一序列的步驟論及校準(zhǔn)一特定電腦驅(qū)動顯示器;第二序列的步驟論及準(zhǔn)備一特定顯示器的調(diào)色圖像，以便在該系統(tǒng)上顯示;第三序列的步驟論及實(shí)際上該系統(tǒng)上顯示準(zhǔn)備的圖像。
現(xiàn)有技術(shù)中整體方法的各目的為首先決定一變換矩陣，該變換矩陣可將以CIE標(biāo)準(zhǔn)三激勵值(XYZ)為代表的各所需像素彩色變換成特定顯示器的紅、綠、藍(lán)(RGB)三激勵值，以便決定一適用的彩色調(diào)色板，以便測量一特定顯示器上每一調(diào)色板項(xiàng)目的XYZ值，以便計算出對應(yīng)于為這些調(diào)色板項(xiàng)目所測量各XYZ值的RGB三激勵值，且建立一特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表，而此檢索表中包含了各調(diào)色板項(xiàng)目的這些RGB三激勵值;然后所需圖像的每一像素被此標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表中最接近匹配彩色的調(diào)色板項(xiàng)目索引所替代，而且利用了標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)技術(shù)，將任何得到的彩色不匹配分配到各相鄰的像素，因而所得到的圖像可忠實(shí)代表所需圖像的一特定顯示器調(diào)色圖像;最后則將該調(diào)色板與特定顯示器的調(diào)色圖像復(fù)制到該顯示器適配器之中。
這種現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點(diǎn)在于每一圖像的每一像素須使用每一特定顯示器所獨(dú)有的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表，為此顯示器重新調(diào)色。為每一圖像調(diào)色所需的計算極為可觀，而且在每一次將一圖像顯示于有不同色度與亮度特性的顯示器時，都須重復(fù)這一步驟。
本發(fā)明采用的方法，參照一“標(biāo)準(zhǔn)”顯示器，而定義一與顯示器無關(guān)的“標(biāo)準(zhǔn)”標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板的檢索表。本發(fā)明整體方法的各項(xiàng)目的為首先決定一變換矩陣，此變換矩陣可將以CIE標(biāo)準(zhǔn)三激勵值(XYZ)為代表的各所需像素彩色，變換成參照標(biāo)準(zhǔn)顯示器的RGB三激勵值，以便決定一適用的彩色調(diào)色板，以便測量此標(biāo)準(zhǔn)顯示器上每一調(diào)色板項(xiàng)目的XYZ＊值，以便計算出對應(yīng)于為這些調(diào)色板項(xiàng)目所測量各XYZ＊值的RGB＊三激勵值，且建立一與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表，而此檢索表中包含了各調(diào)色板項(xiàng)目的這些RGB＊三激勵值;然后所需圖像的每一像素為此與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表中最接近匹配彩色的調(diào)色板項(xiàng)目的索引所替代，而且利用了標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)技術(shù)，將任何得到的彩色不匹配分配到各相鄰的像素，因而所得到的圖像可忠實(shí)代表所需圖像的一與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像;然后校準(zhǔn)將要顯示一與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像的每一顯示器，使得其RGB值，以及產(chǎn)生這些RGB值的各數(shù)字驅(qū)動信號，可最接近地匹配于對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)XYZ＊值，因而可自如此決定的各數(shù)字驅(qū)動信號，為每一顯示器構(gòu)成一特定顯示器的調(diào)色板;最后則將該特定顯示器調(diào)色板與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色圖像復(fù)制于該顯示器適配器之中。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于僅須利用與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索素，為此“標(biāo)準(zhǔn)”顯示器，對每一圖像的每一像素做一次調(diào)色。因此當(dāng)與對于每一顯示器的每一圖像需要一不同調(diào)色圖像的現(xiàn)有技術(shù)相比較時，本發(fā)明所需的計算量大幅度減少。須為將要顯示一標(biāo)準(zhǔn)圖像的每一顯示器計算此特定顯示器的調(diào)色板，但是僅須為每一顯示器計算一次每一特定顯示器的調(diào)色板。本發(fā)明僅須存儲一份與顯示器無關(guān)的每一調(diào)色圖像復(fù)本，但是現(xiàn)有的技術(shù)需要為每一不同的顯示器的每一圖像存儲一份不同的復(fù)本。本發(fā)明需要為每一不同的顯示器存儲一份每一特定顯示器的調(diào)色板復(fù)本，但是一調(diào)色板所需的存儲空間，遠(yuǎn)小于一調(diào)色圖像所需的存儲空間。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種系統(tǒng)，此系統(tǒng)可在有不同彩色重現(xiàn)特性的各種顯示器上，顯示忠實(shí)的彩色圖像。
本發(fā)明的另一目的，是利用為顯示于多個顯示器上而僅產(chǎn)生單一的調(diào)色圖像，而提供忠實(shí)的彩色的重現(xiàn)，其中這些特定的顯示器可以有不同的彩色顯示特性。
本發(fā)明之又一目的是利用各種彩色選擇的一標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板，以發(fā)展出限定這些數(shù)字驅(qū)動信號的各特定顯示器調(diào)色板，而須產(chǎn)生這些驅(qū)動信號，以便在一特定的顯示監(jiān)視器上忠實(shí)地重現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)彩色調(diào)色板。
本發(fā)明之優(yōu)點(diǎn)包括在多個顯示器上，對顯示圖像作忠實(shí)的重現(xiàn)，其中將此顯示圖像以未經(jīng)修改的與顯示器無關(guān)的形式，傳送到此顯示器適配器，且僅須修改此特定顯示器的彩色調(diào)色板，以便作忠實(shí)的重現(xiàn)。
本發(fā)明的其他各項(xiàng)目的與優(yōu)點(diǎn)，可參閱下列說明書及權(quán)利要求書并參照各附圖，而更為明顯。


圖1是本發(fā)明電腦系統(tǒng)的硬件框圖;
圖2A-1與2A-2是用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，產(chǎn)生并顯示地忠實(shí)彩色圖像的概要圖;
圖2A-3是由施行本發(fā)明替代實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)電腦的流程圖;
圖2B-2E所示為本發(fā)明的各檢索表;
圖3A是現(xiàn)有技術(shù)校準(zhǔn)一顯示器的流程圖;
圖3B是現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)備一特定顯示器圖像的流程圖;
圖3C是現(xiàn)有技術(shù)顯示一特定顯示器圖像的流程圖;
圖4是本發(fā)明中由一標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)所執(zhí)行校準(zhǔn)一調(diào)色板的流程圖;
圖5是根據(jù)本發(fā)明由此標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)所執(zhí)行的準(zhǔn)備一與顯示器無關(guān)的圖像的流程圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明由此特定電腦系統(tǒng)所執(zhí)行的產(chǎn)生一與顯示器無關(guān)的調(diào)色板流程圖;
圖7是根據(jù)本發(fā)明由此特定電腦系統(tǒng)所執(zhí)行的顯示一圖像的流程圖;
作為實(shí)施例本發(fā)明方法的先決條件，需要選擇一種“標(biāo)準(zhǔn)”顯示器?？衫靡华?dú)立認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)而完成此一先決條件，此種標(biāo)準(zhǔn)例如是由電影與電視工程師協(xié)會(SMPTE)所發(fā)展出來的標(biāo)準(zhǔn)，也可在一組顯示器中選出一個平均水準(zhǔn)的顯示器而完成此一先決條件。而這一組顯示器可以是同一制造商的同一機(jī)種，也可以是具有類似彩色與非線性特性的更多樣化的一組。
如果此標(biāo)準(zhǔn)顯示器和選自一組具有各種不同磷光質(zhì)彩色的顯示器，且需要利用此方法以便為各種磷光質(zhì)彩色作調(diào)整時，此標(biāo)準(zhǔn)顯示器的選擇，可使其各磷光質(zhì)彩色為每一種磷光質(zhì)彩色中最不飽和者，因而能在所有的顯示器皆得到此一彩色。由于使磷光質(zhì)不飽和將有彩色純度損失，而允許磷光質(zhì)彩色的誤差將有彩色準(zhǔn)確度損失，可利用已知的最優(yōu)化技術(shù)在這兩種損失之間取得平衡。為了有最佳結(jié)果，須在CIEL＊u＊v＊或CIE L＊a＊b＊等視覺均勻的空間中，軌行這些最優(yōu)化技術(shù)。
一旦選出此標(biāo)準(zhǔn)顯示器時，即需決定一變換矩陣，此變換矩陣可將以CIE的XYZ值表示的各種彩色變換成顯示器磷光質(zhì)的各RGB值。借助測量個別紅、綠、藍(lán)顯示器磷光質(zhì)的XYZ值，以這一種已知方法而作出計算，而每一磷光質(zhì)由一全通的數(shù)字驅(qū)動信號、以及一“顯示器白色”(由各自全通驅(qū)動信號所驅(qū)動的三種磷光質(zhì)組合而成)所驅(qū)動。該矩陣稱為M＊。
與此標(biāo)準(zhǔn)顯示器有關(guān)的另一先決條件，是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中任何一種已知的技術(shù)，為此標(biāo)準(zhǔn)顯示器選擇一調(diào)色板。此彩色調(diào)色板根據(jù)顯示每一彩色的三種驅(qū)動信號而定義。為了易于使用，調(diào)色板中各項(xiàng)目的大多數(shù)可以是正交的;即可以有特定數(shù)目的紅、綠、藍(lán)等驅(qū)動信號(各種彩色不一定要相同)，它們在此調(diào)色板上以所有的組合而出現(xiàn)。此種調(diào)色板項(xiàng)目的三維陣列，用來在此標(biāo)準(zhǔn)顯示器上顯示彩色圖像，而且可以選擇這些項(xiàng)目，以便在盡量使視覺上均勻的情況下延展彩色的整個范圍。每一標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板項(xiàng)目通常按照其數(shù)字驅(qū)動信號而予以規(guī)定，而需要這些驅(qū)動信號以便產(chǎn)生此調(diào)色板項(xiàng)目的彩色。
一旦選出此標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板時，即須測量由一調(diào)色板選擇所產(chǎn)生的顯示器各磷光質(zhì)的CIE XYZ三激勵值。這些表示為XYZ＊的各測量值，成為可能使用的此一或其他顯示器的“標(biāo)準(zhǔn)”調(diào)色板，且予以存儲而作為調(diào)色板校準(zhǔn)表(請注意，若此標(biāo)準(zhǔn)顯示器定義于一正式的規(guī)格中，則可計算出這些XYZ＊，而不必用測量的)。一旦得到這些XYZ＊時，即能利用此變換矩陣M＊而計算出對應(yīng)的RGB＊三激勵值。將這些RGB＊標(biāo)準(zhǔn)化，使得最亮彩色的最亮成分等于一，且將這些標(biāo)準(zhǔn)化的RGB＊存儲起來而作為與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表。
這些用于準(zhǔn)備一與顯示器無關(guān)的圖像的各過程步驟，類似先前于現(xiàn)有技術(shù)中所討論過的準(zhǔn)備一與顯示器相關(guān)的圖像的過程步驟，但是仍有幾個重要差別。假設(shè)可以得到一所須的數(shù)字圖像，而此數(shù)字圖像的各像素彩色由CIE XYZ三激勵值所限定，也就是說，由每一像素規(guī)定X、Y、Z標(biāo)準(zhǔn)原色的標(biāo)準(zhǔn)化亮度的三個數(shù)字?jǐn)?shù)值所限定。在此所需圖像中每一像素的各XYZ，利用此與顯示器無關(guān)的變換矩陣M＊，如同現(xiàn)有技術(shù)一般代替了特定顯示器的矩陣M，而變換成與顯示器無關(guān)的RGB三激勵值。然后，所需圖像的每一像素由此與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表中最接近匹配彩色的調(diào)色板項(xiàng)目索引所取代，而不像現(xiàn)有技術(shù)中所用是自特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表中所取出，而且任何所得到的彩色不匹配，是利用標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)技術(shù)而分配到相鄰的各像素，如果使用了“標(biāo)準(zhǔn)”調(diào)色板，則所得到的圖像是一可忠實(shí)顯示所需圖像的與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像。
但是在可顯示一與顯示器無關(guān)的圖像之前，必須為此顯示器產(chǎn)生一與顯示器無關(guān)的調(diào)色板。須產(chǎn)生每一特定顯示器的調(diào)色板，以便盡可能匹配規(guī)定于調(diào)色板校準(zhǔn)表-亦即各XYZ＊的各種彩色。這可以用下列的程序完成首先決定一變換矩陣，此變換矩陣將以CIE XYZ標(biāo)準(zhǔn)三激勵值為代表的所需各像素彩色變換成此特定顯示器的RGB三激勵值;然后測量三個顯示器磷光質(zhì)的每一個的三激勵值Y-也就是亮度，而作為其數(shù)字驅(qū)動信號的一個函數(shù)，并且存儲這些測量值，作為此特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化亮度表，此標(biāo)準(zhǔn)化亮度表的各數(shù)值自這些測量值加添，因而對于亮度的每一離散值，即知道了產(chǎn)生的數(shù)字驅(qū)動值;然后利用上述為此特定顯示器而計算出并決定的變換矩陣，將此調(diào)色板校準(zhǔn)表的諸XYZ＊逐一變換成RGB三激勵值，如此決定的RGB三激勵值是與三磷光質(zhì)的顯示器亮度相同;當(dāng)使用這些RGB值以替代各顯示器亮度值以及標(biāo)準(zhǔn)化的亮度表時，即可決定將產(chǎn)生這些亮度的對應(yīng)數(shù)字驅(qū)動信號，以相同于其調(diào)色板校準(zhǔn)表的各對應(yīng)XYZ＊值的相同次序，將這些特定顯示器的數(shù)字驅(qū)動信號置于特定顯示器的調(diào)色板中，而對于每一種顯示器，即以此種方法產(chǎn)生一特定顯示器的調(diào)色板，且正常僅需要產(chǎn)生一次。
最后將此與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像以及特定顯示器的調(diào)色板復(fù)制到顯示器適配器中，以便完成圖像的顯示。
圖1所示為本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)與特定電腦系統(tǒng)(20)的硬件框圖。標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)設(shè)有處理器(11)、存儲裝置(12)、存儲器(13)、通信適配器(14)、以及顯示器適配器(15)。將處理器(11)適當(dāng)編程，以便執(zhí)行本發(fā)明如圖4-5所示的各流程圖。將標(biāo)準(zhǔn)顯示器(18)經(jīng)由顯示器適配器(15)連接到電腦系統(tǒng)(10)。顯示器適配器(15)包含了調(diào)色板存儲區(qū)(15a)與圖像存儲區(qū)(15b)。
特定電腦系統(tǒng)(20)包含了處理器(21)、存儲裝置(22)、存儲器(23)、通信適配器(24)、以及顯示器適配器(25)。將處理器(21)適當(dāng)編程，以便執(zhí)行本發(fā)明如圖6-7所示的各流程圖。將特定顯示器(28)經(jīng)由顯示器適配器(25)連接到電腦系統(tǒng)(20)。顯示器適配器(25)包含了調(diào)色板存儲區(qū)(25a)與圖像存儲區(qū)(25b)。
在較佳實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)是一數(shù)字IBMAS/400電腦系統(tǒng)，但是也可使用其他電腦。標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)經(jīng)由通信路徑(19)而連接到一個或多個特定電腦系統(tǒng)(20)。特定電腦系統(tǒng)(20)也可以是IBMAS/400電腦系統(tǒng)。IBMPS/2電腦系統(tǒng)、或是其他同等產(chǎn)品。由于該較佳實(shí)施例示出通信路徑(19)將標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)與特定電腦系統(tǒng)(20)實(shí)現(xiàn)電連接，因而可把將要傳送到特定電腦系統(tǒng)(20)的數(shù)據(jù)存儲在光盤、光盤只讀存儲器、磁帶等可轉(zhuǎn)移媒介，且將這些數(shù)據(jù)寄送或送達(dá)特定電腦系統(tǒng)(20)以便裝入。
圖2A-1與2A-2是于本發(fā)明較佳實(shí)施例中，產(chǎn)生并顯示忠實(shí)彩色圖像的概要圖。圖2A-1為由標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)實(shí)施本發(fā)明的各步驟。
CIEXYZ三激勵值(31)來自標(biāo)準(zhǔn)顯示器(30)，而將配合圖4的流程圖做更詳細(xì)的解釋。這些數(shù)值并連同來自標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板(32)的各數(shù)值用來決定調(diào)色板校準(zhǔn)表(35)。在替代實(shí)施例中，則可能自標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)(圖1)所使用的另一種標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)而得到調(diào)色板校準(zhǔn)表(35)。在此種替代實(shí)施例中，圖2A-1的方框(30)與(31)則不需要了。調(diào)色板校準(zhǔn)表(35)與XYZ-RGB矩陣M＊是用來產(chǎn)生與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表(36)。
自原始圖像(40)(本文也稱為所需圖像)與矩陣(34)將產(chǎn)生RGB圖像(41)，而將配合圖5的流程圖做更詳細(xì)的解釋。RGB圖像(41)然后將配合標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板(32)使用以便產(chǎn)生與顯示器無關(guān)的圖像(45)。然后經(jīng)由通信路徑(19)或可轉(zhuǎn)移媒介(光盤、光盤只讀存儲器、磁帶等)，將調(diào)色板校準(zhǔn)表(35)與顯示器無關(guān)的圖像(45)傳送到特定電腦系統(tǒng)(20)(圖1)。
圖2A-2為由特定電腦系統(tǒng)(20)實(shí)施本發(fā)明的各步驟。特定顯示器的各RGB值(51)是自XYZ-RGB變換矩陣M(52)以及調(diào)色板校準(zhǔn)表(35)而得到(圖2A-1)，將配合圖6的流程圖做更詳細(xì)的說明。特定顯示器(50)決定了標(biāo)準(zhǔn)化的三激勵亮度值Y(54)。Y值(54)用來計算標(biāo)準(zhǔn)化的各亮度表(56)。特定顯示器的各RGB值(51)以及標(biāo)準(zhǔn)化的各亮度表(56)用來產(chǎn)生特定顯示器的調(diào)色板(55)。特定顯示器的調(diào)色板(55)連同與顯示器無關(guān)的圖像(45)(圖2A-1)予以裝入顯示器適配器(25)(圖1)，以便在特定顯示器(28)上產(chǎn)生忠實(shí)的彩色圖像(58)，這將配合圖7的流程圖做詳細(xì)說明。
圖2A-3為本發(fā)明替代實(shí)施例中，由標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)所執(zhí)行的各步驟。請注意該替代實(shí)施例如同圖2A-1所示的較佳實(shí)施例(將配合圖4-5詳述)，而執(zhí)行相同的一般步驟，但其方法則略有不同。在該實(shí)施例中，直接自標(biāo)準(zhǔn)顯示器30的各CIEY數(shù)值33計算出與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表36。如果所用的調(diào)色板是一正交調(diào)色板，此種做法將是有利的，因?yàn)閮H需很少的測量。然后可自此與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表36以及XYZ-RGB矩陣M＊34的轉(zhuǎn)置計算出調(diào)色板校準(zhǔn)表35。此調(diào)色板校準(zhǔn)表亦可如前文所討論的，自其他標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)得到。這里并未示出對應(yīng)于圖2A-3的流程圖，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可從圖4-5與圖2A-3而輕易推導(dǎo)出此流程圖。
圖2B-2E為圖2A-1到2A-3中的各表，其中包含了舉例的數(shù)據(jù)。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)懂得，這些表的準(zhǔn)確內(nèi)容是設(shè)計上的選擇，也可選擇其他數(shù)值而仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖3A為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的原則，校準(zhǔn)一特定顯示器的過程。方塊(101)為有關(guān)由決定此一特定顯示器的XYZ到RGB各參數(shù)，而發(fā)展出一變換矩陣M的過程。該矩陣因而提供了一特定顯示器的變換表，以便可讓各XYZ數(shù)值變換成此顯示器的RGB三激勵值。方塊(102)為有關(guān)決定將用于本系統(tǒng)的各調(diào)色板項(xiàng)目步驟;該步驟涉及了選擇各種彩色選擇的調(diào)色板，而這些彩色選擇用在此系統(tǒng)上，以便作所有圖像的顯示。通常利用表列產(chǎn)生此調(diào)色板項(xiàng)目所必須的各數(shù)字驅(qū)動信號電平或數(shù)值，而規(guī)定此調(diào)色板。方塊(103)是有關(guān)在一特定顯示器上，為所選擇調(diào)色板的每一調(diào)色板項(xiàng)目，測量此CIEXYZ三激勵值的步驟。該步驟為此特定的顯示器提供了這些XYZ數(shù)值的表列，它對應(yīng)于個別的調(diào)色板項(xiàng)目。方塊(104)是有關(guān)為每一調(diào)色板項(xiàng)目且為此特定顯示器，將所測量的各XYZ乘以矩陣M以得到此特定的RGB三激勵值的步驟;在進(jìn)行該計算之后，即標(biāo)準(zhǔn)化了這些數(shù)值。方塊(105)是有關(guān)建立一特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表的步驟，而此表中包含了標(biāo)準(zhǔn)化的RGB三激勵值。
圖3B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的原則，準(zhǔn)備一特定顯示器圖像的流程圖。方塊(106)是有關(guān)根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的各種技術(shù)，得到一特定數(shù)字圖像的步驟，而此數(shù)字圖像具有為每一像素而規(guī)定的CIEXYZ三激勵值。方塊(107)是有關(guān)自各像素的數(shù)字圖像組，獲取用作修改的第一像素。在方塊(108)中，將來自方塊(107)的特定像素的XYZ座標(biāo)乘以矩陣M，以便得到一特定顯示器的RGB三激勵值。方塊(109)是有關(guān)利用標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)技術(shù)，并利用圖3A所示特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表，而發(fā)現(xiàn)此像素的最佳調(diào)色板項(xiàng)目的匹配過程。方塊(110)是有關(guān)為此特定顯示器調(diào)色圖像的對應(yīng)像素，將此選出的調(diào)色板項(xiàng)目存儲于該像素位置的步驟。方塊(111)是有關(guān)為組成此圖像的每一像素，重復(fù)方塊(107)-(110)的重復(fù)序列。當(dāng)整個過程完成時，即已經(jīng)構(gòu)成了一特定顯示器的調(diào)色圖像，而可實(shí)際顯示在顯示器上。
圖3C為在一特定的顯示器上，顯示一特定顯示器圖像所需的各步驟。這些步驟中，方塊(120)是有關(guān)裝入的步驟，其中將此調(diào)色板裝入與此特定顯示器相關(guān)的顯示器適配器。方塊(130)是有關(guān)將此特定顯示器的調(diào)色圖像裝入此顯示器適配器的裝入過程，因而在參照每一圖像的像素，并參照用于選擇這些RGB數(shù)字驅(qū)動信號之后，可以顯示出此圖像。
根據(jù)上述各項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)，須為顯示一圖像的每一特定顯示器，修改此圖像。很明顯，對于每一次在系統(tǒng)中變換了顯示器，該過程即須耗費(fèi)時間與存儲器的各操作步驟。
這些現(xiàn)有技術(shù)是一般性的說明于標(biāo)題為“管理可說明藝術(shù)品收藏的文本與圖像的系統(tǒng)組織”的論文，此文由FredMintzer與JohnD.McFall所著，發(fā)表于1991年2月26日，在加利福尼亞州SanJose舉辦的1991年IS&T國際電子圖像研討會中圖像處理與重放系統(tǒng)會議的會議記錄。主題進(jìn)一步的討論，可參閱標(biāo)題為“高性能、高傳真彩色掃描器的彩色特性與彩色校準(zhǔn)”一文，此文由H.R.Delp，G.Goertzel，J.D.Lee，F(xiàn).C.Mintzer，G.R.Thompson與H.S.Wong所著，發(fā)表于1991年5月12-17日IS&T第44屆年會中電子攝影術(shù)研討會的會議記錄。
圖4是根據(jù)本發(fā)明作為在標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)(圖1)中由處理器(11)所執(zhí)行，校準(zhǔn)一調(diào)色板所需的各步驟。方塊(200)是有關(guān)選擇一“標(biāo)準(zhǔn)”顯示器的步驟，而步驟(210)則論及了有關(guān)此“標(biāo)準(zhǔn)”顯示器的替代過程步驟，依其是否代表一單一顯示器或是代表一組顯示器而定。如果是單一顯示器，則方塊(220)是有關(guān)需要此顯示器可以是一特定顯示器，或是利用各工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所選出的顯示器;而方塊(230)是有關(guān)決定此標(biāo)準(zhǔn)顯示器的XYZ到RGB矩陣M＊?？筛鶕?jù)本文所述及本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的各項(xiàng)技術(shù)，而作此決定。方塊(240)是有關(guān)決定將用于本系統(tǒng)的調(diào)色板的步驟而方塊(250)是有關(guān)測量的步驟，計算此標(biāo)準(zhǔn)顯示器上每一調(diào)色板項(xiàng)目的CIE XYZ＊三激勵值。
此外，如果所選出的顯示器是代表一組顯示器，則方塊(260)是有關(guān)決定該組的XYZ到RGB矩陣的步驟，且取一加權(quán)平均以展開此矩陣M＊。方塊(270)是有關(guān)決定一調(diào)色板的步驟，該步驟與方塊(240)所述的步驟相同。方塊(280)是有關(guān)為整組顯示器測量每一調(diào)色板項(xiàng)目的CIE XYZ＊三激勵值步驟，然后取加權(quán)平均，而以類似于方塊(250)所述的方法，展開每一調(diào)色板項(xiàng)目的三激勵值。
在方塊(260)與(280)中，最好在CIE L＊a＊b＊或CIE L＊u＊v＊等視覺均勻的空間執(zhí)行此加權(quán)平均。我們可能希望加權(quán)這些平均數(shù)使其趨向最不飽和的磷光質(zhì)，使得所有的監(jiān)視器都能獲得這些彩色。
經(jīng)過上述兩個互替代表過程后，方塊(290)是有關(guān)將測出的各XYZ＊乘以此矩陣M＊，以便得到此標(biāo)準(zhǔn)顯示器的RGB＊三激勵值的步驟，而且隨即標(biāo)準(zhǔn)化這些數(shù)值。方塊(300)是關(guān)于在一調(diào)色板校準(zhǔn)表記錄每一項(xiàng)目的XYZ＊三激勵值的步驟;而方塊(310)是有關(guān)建立一與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表，而此表包含了標(biāo)準(zhǔn)顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化RGB＊三激勵值。
圖5是在標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)(10)(圖1)中，作為由處理器(110)所執(zhí)行，而為準(zhǔn)備一與顯示器無關(guān)的圖像所需的各步驟。方塊(500)是有關(guān)得到一數(shù)字圖像的步驟，而此圖像是具有為此圖像中每一像素所規(guī)定的CIE XYZ三激勵值。方塊(510)是有關(guān)自方塊(500)中所涉及的圖像，獲取第一像素的步驟。方塊(520)是有關(guān)將每一像素XYZ值乘以矩陣M＊，以便得到此像素的與顯示器無關(guān)的RGB三激勵值的步驟。方塊(530)是有關(guān)為此像素辨識出最佳調(diào)色板項(xiàng)目的步驟，為達(dá)到此一步驟可利用標(biāo)準(zhǔn)的半色調(diào)技術(shù)、以及與顯示器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索素。方塊(540)是論及將此調(diào)色板項(xiàng)目存儲在與顯示器無關(guān)的調(diào)色圖像的對應(yīng)像素位置的步驟。方塊(550)是有關(guān)決定是否仍要檢查此圖像中更多像素的步驟，如要繼續(xù)檢查，則須重復(fù)順序(510)到(540)，直到已無圖像中的其他像素為止。
現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的半色調(diào)技術(shù)的說明，可參閱題為“具有一限定彩色調(diào)色板的顯示圖像的半色調(diào)技術(shù)”的一文，由G.Goertzel與G.R.Thompson所著，發(fā)表于在加州Pasadena舉行的1990年電子圖像西部年會中。
圖6是本發(fā)明由特定電腦系統(tǒng)(20)(圖1)的處理器(21)所執(zhí)行，而用于準(zhǔn)備一特定顯示器的調(diào)色板的各步驟。方塊(320)是有關(guān)決定此特定顯示器的XYZ到RGB變換矩陣M的步驟;此步驟與圖3A中方塊(101)所述步驟相同。方塊(330)是有關(guān)測量此特定顯示器三磷光質(zhì)中每一個的三激勵值Y(亮度)，而作為此顯示器的數(shù)字驅(qū)動信號的函數(shù)，且隨即將這些數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的步驟。方塊(340)是有關(guān)計算此特定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化各亮度表的步驟。方塊(350)是有關(guān)后續(xù)各過程步驟取得第一調(diào)色板項(xiàng)目的步驟;而方塊(360)是有關(guān)將此調(diào)色板校準(zhǔn)表的各XYZ＊值乘以矩陣M＊，以得到此特定顯示器的RGB三激勵值的步驟，該步驟類似于圖3A中方塊(104)所述的步驟。方塊(370)是有關(guān)利用此標(biāo)準(zhǔn)化亮度表，變換算出的各RGB，以得到此特定顯示器上最接近各XYZ＊的數(shù)字驅(qū)動信號的步驟。方塊(380)是有關(guān)將方塊(370)中的步驟所決定的各數(shù)字驅(qū)動信號數(shù)值，存儲在一特定顯示器的調(diào)色板的步驟。方塊(390)是有關(guān)為此顯示器所選出的所有調(diào)色板項(xiàng)目，決定整個過程是否已經(jīng)完成的步驟。如果還要處理更多的調(diào)色板項(xiàng)目，則重復(fù)步驟(350)到(380)，直到已經(jīng)處理了所有的調(diào)色板項(xiàng)目為止。
圖7是由特定電腦系統(tǒng)(20)(圖1)所執(zhí)行，按照本發(fā)明而顯示一圖像所需的各步驟。首先，方塊(400)將此特定顯示器的調(diào)色板裝入與此特定顯示器相關(guān)的顯示器適配器，因而此顯示器現(xiàn)在已經(jīng)備妥，而得以顯示可忠實(shí)代表所需圖像彩色的彩色圖像。
本發(fā)明的各過程步驟將可配合任何類型的調(diào)色板，不論其有無正交的各調(diào)色板項(xiàng)目;本發(fā)明也可配合客戶訂制的調(diào)色板，此調(diào)色板是為一特定的圖像而創(chuàng)造的。在本文所述的較佳實(shí)施例中，說明了測量每一種顯示器或每一種調(diào)色板項(xiàng)目的方法。但是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)懂得還有許多技術(shù)可用于以較少測量而獲取信息。例如為了決定標(biāo)準(zhǔn)化亮度表，可能作出一模型以說明一顯示器的作用，然后作幾次測量以校準(zhǔn)此模型，然后以內(nèi)插法計算出這些數(shù)字驅(qū)動信號的各數(shù)值。在圖4中，也可僅測量幾個調(diào)色板項(xiàng)目的CIE XYZ＊，而利用R、G、B的線性組合以決定其他調(diào)色板項(xiàng)目的數(shù)值。也還有產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表的其他技術(shù)。例如，若不測量這些調(diào)色板的CIE XYZ＊三激勵值，并將其乘以矩陣M＊，也可測量每一磷光質(zhì)的亮度(僅有Y值)，而作為各數(shù)字驅(qū)動信號的函數(shù)，且使用其變換此調(diào)色板的各數(shù)字驅(qū)動信號，以產(chǎn)生一標(biāo)準(zhǔn)化的RGB＊三激勵值。
在某些例子中，若此標(biāo)準(zhǔn)顯示器代表一組磷光質(zhì)特性非常接近的顯示器時，則不須修正色差及可得到本發(fā)明的許多好處。即在校準(zhǔn)一顯示器的各步驟中(圖6的方塊(360))，須使用標(biāo)準(zhǔn)矩陣M＊而不使用特定顯示器的矩陣M，以便配合特定顯示器的調(diào)色板而使用。
對于存儲在光盤的圖像并以此方法與人共用或轉(zhuǎn)移者，上述的過程技術(shù)可說是非常有用的。例如，可按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色板將圖像以調(diào)色存儲起來，但在光盤上附上每一調(diào)色板的調(diào)色板校準(zhǔn)表。因而此光盤的生產(chǎn)者不必知道接受者顯示器的顏色特性，但此圖像的接受者即可以忠實(shí)的彩色顯示此圖像。本技術(shù)除了測量之外，也可將其擴(kuò)充而配合各種校準(zhǔn)技術(shù)。例如，還有許多用來決定標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)色板檢索表的技術(shù)，如可顯示一系統(tǒng)特殊設(shè)計的圖像，要求使用者選出最能顯示出一圖案的圖像。也有用于執(zhí)行彩色平衡且估計此矩陣的類似技術(shù)。
在不脫離本發(fā)明的精神與基本屬性下，也可以其他各種特定的形式實(shí)施本發(fā)明，因此希望在各方面以例舉性地而非以限制地看待本發(fā)明的實(shí)施例，并請參照最后的權(quán)利要求書，而不要參照上述說明，以便指出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在連接到一特定電腦系統(tǒng)的一特定電腦顯示器上顯示一忠實(shí)彩色圖像的方法，此種方法特征在于下列各步驟自一標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)接收一調(diào)色板校準(zhǔn)表；自一標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)接收一與顯示器無關(guān)的圖像；自該調(diào)色板校準(zhǔn)表且自該特定電腦顯示器有關(guān)之信息計算一特定顯示器的調(diào)色板；自該特定顯示器的調(diào)色板且自該與顯示器無關(guān)的圖像產(chǎn)生該忠實(shí)彩色圖像；以及將該忠實(shí)彩色圖像顯示在該特定電腦顯示器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該計算步驟進(jìn)而包含了下列各步驟決定該特定顯示器的一XYZ-RGB變換矩陣M;自該XYZ-RGB變換矩陣M與該調(diào)色板校準(zhǔn)表計算該特定顯示器的RGB三激勵值;以及利用一標(biāo)準(zhǔn)化的亮度表變換該RGB值，以得到該特定顯示器的調(diào)色板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于由該變換步驟所使用的該標(biāo)準(zhǔn)化的亮度表進(jìn)而包含了下列各步驟測量該特定顯示器的亮度三激勵值Y;標(biāo)準(zhǔn)化該亮度三激勵值Y;以及自該標(biāo)準(zhǔn)化步驟中所標(biāo)準(zhǔn)化的該亮度三激勵值Y計算該標(biāo)準(zhǔn)化的亮度表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該產(chǎn)生步驟進(jìn)而包含下列步驟將該特定顯示器的調(diào)色板傳送到該特定電腦系統(tǒng)中的一顯示器適配器;將該與顯示器無關(guān)的圖像傳送該顯示器適配器;以及在該顯示器適配器中，將該特定顯示器的調(diào)色板以及該與顯示器無關(guān)的圖像合并。
5.一種設(shè)有一特定電腦顯示器的一特定電腦系統(tǒng)，該特定電腦顯示器能夠顯示一忠實(shí)彩色圖像，其特征在于自一標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)接收一調(diào)色板校準(zhǔn)表的裝置;自一標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)接收一與顯示器無關(guān)的圖像的裝置;自該調(diào)色板校準(zhǔn)表且自該特定電腦顯示器有關(guān)的信息計算一特定顯示器的調(diào)色板的裝置;自該特定顯示器的調(diào)色板且自該與顯示器無關(guān)的圖像，產(chǎn)生該忠實(shí)彩色圖像的裝置;以及將該忠實(shí)彩色圖像顯示在該特定電腦顯示器的裝置。
全文摘要
用一種有效的方法產(chǎn)生忠實(shí)彩色圖象，以便在一特定電腦顯示器上顯示。標(biāo)準(zhǔn)電腦系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)色板校準(zhǔn)表，然后由校準(zhǔn)表和原始圖象產(chǎn)生與裝置無關(guān)的圖象。特定電腦根據(jù)調(diào)色板校準(zhǔn)表及有關(guān)信息，計算出調(diào)色板，并將調(diào)色板以及與裝置無關(guān)的圖象傳送至顯示器適配器，產(chǎn)生忠實(shí)色彩的圖象。
文檔編號G06T11/00GK1086912SQ93118790
公開日1994年5月18日 申請日期1993年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月10日
發(fā)明者高爾頓·威斯利·布勞達(dá)衛(wèi), 海倫·羅克斯洛·戴爾普 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司