专利名称：：实现低成本全范围映射算法的系统和方法
技术领域：
：本申请涉及实现低成本全范围映射算法的显示系统和方法的各种实施方式。
背景技术：
：在包括下列权利共有的美国专利和专利申请中(l)美国专利6903754("'754专利")，名称为"ARRANGEMENTOFCOLORPIXELSFORFULLCOLORIMAGINGDEVICESWITHSIMPLIFIEDADDRESSING";(2)美国专利公开号2003/0128225("'225号申请")，申请序列号为No.10/278,353，名称为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHINCREASEDMODULATIONTRANSFERFUNCTIONRESPONSE",申请日为2002年10月22日；(3)美国专利公开号2003/0128179("'179号申请")，申请序列号为No.10/278，352，名称为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHSPLITBLUESUB-PIXELS",申请日为2002年10月22曰；(4)美国专利公开号2004/0051724("'724号申请，，),申请序列号为No.10/243，094，名称为"IMPROVEDFOURCOLORARRANGEMENTSANDEMITTERSFORSUB-PIXELRENDERING",申请日为2002年9月13日；(5)美国专利公开号2003/0117423("'423号申请"),申请序列号为No.10/278,328,名称为"IMPROVEMENTSTOCOLORFLATPANELDISPLAYSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTSWITHREDUCEDBLUELUMINANCEWELLVISIBILITY"，申请日2002年10月22日；(6)美国专利公开号2003/0090581("'581号申请")，申请序列号为No.10/278，393，名称为"COLORDISPLAYHAVINGHORIZONTALSUB-PIXELARRANGEMENTSANDLAYOUTS",申请曰2002年10月22日；(7)美国专利公开号2004/0080479("'479号申请，，)，申请序列号为No.10/347，001,名称为"IMPROVEDSUB-PIXELARRANGEMENTSFORSTRIPEDDISPLAYSANDMETHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGSAME",申请日2003年1月16日，揭示了用于改善图像显示设备的成本/性能曲线的新型子像素排列。上述的'225,'179，'724,'423,'581和'479公开的申请和美国专利6903754全部引用在这里供参考。对于在水平方向具有偶数个子像素的一些子像素重复组，在下列共有的美国专利文件中揭示了进行改进，例如正确的点反转方案和其它改进的系统和技术(1)美国专利公开号2004/0246280("'280号申请，，),申请序列号为10/456，839,名称为"IMAGEDERADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAY";(2)美国专利公开号2004/0246213("'213号申请")(美国专利申请序列号为10/455,925),名称为"DISPLAYPANELHAVINGCROSSOVERCONBNECTIONDEFFECTINGDOTINVERSION";(3)美国专利公开号2004/0246381("'381号申请")，申请序列号为10/455,931,名称为"SYSTEMANDMETHODOFPERFORMANCEDOTINVERSIONWITHSTANDARDDRIVERSANDBACKPLANEONNOVELDISPLAYPANELLAYOUT";(4)美国专利公开号2004/0246278("'278号申请，，)，申请序列号为10/456,927,名称为"SYSTEMANDMETHODFORCOMPENSATINGFORVISUALEFFECTSUPONPANELSHAVINGFIXEDPATTERNNOISEWITHREDUCEDQUANTIZATIONERROR";(5)美国专利公开号2004/0246279("'279号申请")，申请序列号为10/456，806，名称为"DOTINVERSIONONNOVELDISPLAYPANELLAYOUTSWITHEXTRADRIVERS";(6)美国专利公开号2004/0246404("'404号申请")，申请序列号为10/456,838,名称为"LIQUIDCRYSTALDISPLAYBACKPLANELAYOUTSANDADDRESSINGFORNON-STANDARDSUBPIXELARRANGEMENTS";(7)美国专利公开号2005/0083277("'277号申请")，申请序列号为10/696,236，名称为"IMAGEDEGRADATIONCORRECTIONINNOVELLIQUIDCRYSTALDISPLAYWITHSPLITBLUESUBPIXEL",申请曰为2003年10月28日；和(8)美国专利公开号2005/0212741("'741号申请，，)，申请序列号为10/807,604，名称为"IMPROVEDTRANSISTORBACKPLANEFORLIQUIDCRYSTALDISPLAYCOMPRISINGDIFFERENTSIZEDSUBPIXEL",申请日为2004年3月23日。上述的'280,'213，'381,'278，'404,'277和'741公开申请全部内容引用在这里供参考。当与在上面引用的美国专利文件以及如下共有的美国专利及专利申请中进一步揭示的子像素着色(SPR)系统和方法结合时，这些改善是特别明显的(1)美国专利公开号2003/0034992('"992号申请")，申请序列号为No.10/051,612，名称为"CONVERSIONOFASUB-PIXELFORMATDATATOANOTHERSUB-PIXELDATAFORMAT",申请曰为2002年1月16曰；(2)美国专利公开号2003/0103058("'058号申请，，)，申请序列号为No.10/150,355,名称为"METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHGAMMAADJUSTMENT",申请日为2002年5月17日；(3)美国专利公开号2003/0085906("'906号申请")，申请序列号为No.10/215,843,名称为"METHODSANDSYSTEMSFORSUB-PIXELRENDERINGWITHADAPTIVEFILTERING",申请曰为2002年8月8曰；(4)美国专利公开号2004/0196302("'302号申请，，),申请序列号为No.10/379,767,名称为"SYSTEMSANDMETHODSFORTEMPORALSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATA"，申^"日为2003年3月4日；(5)美国专利公开号2004/0174380("'380号申请，，)，申请序列号为No.10/379,765，名称为"SYSTEMSANDMETHODSFORMOTIONADAPTIVEFILTERING",申请日为2003年3月4日；(6)的美国专利号6917368("'368专利")，名称为"SUB-PIXELRENDERINGSYSTEMANDMETHODFORIMPROVEDDISPLAYVIEWINGANGLES";和(7)美国专利公开号2004/0196297("'297号申请，，)，申请序列号为No.10/409，413,名称为"IMAGEDATASETWITHEMBEDDEDPRE隱PIXELRENDEREDIMAGE"，申请日为2003年4月7日。上述的'992，'058,'906，'302，'380和'297申请及'368专利全部引用在这里作为参考。在下列权利共有的美国专利和等待审批的美国专利申请中揭示了全范围(gamut)转换和映射的改进(1)美国专利号6980219("'219专利")，名称为"HUEANGLECALCULATIONSYSTEMANDMETHODS";(2)美国专利公开号2005/0083341("'341号申请")，申请序列号为No.10/691,377,名称为"METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMSOURCECOLORSPACETORGBWTRARGETCOLORSPACE"，申请日为2003年10月21日"；(3)美国专利公开号2005/0083352("'352号申请")，申请序列号为No.10/691,396，名称为"METHODANDAPPARATUSFORCONVERTINGFROMASOURCECOLORSPACETOATRARGETCOLORSPACE",申请日为2003年10月21日；和(4)美国专利公开号2005/0083344("'344号申请")，申请序列号为No.10/690,716，名称为"GAMUTCONVERSIONSYSTEMANDMETHODS",申请日为2003年10月21日。上述的'341，'352和'344申请及'219专利全部引用在这里作为参考。在下列申请中描述了额外的优点(1)美国专利公开号2005/0099540("'540号申请，，)，申请序列号为No.10/696,235，名称为"DISPLAYSYSTEMHAVINGIMPROVEDMULTIPLEMODESFORDISPLAYINGIMAGEDATAFROMMULITIPLEINPUTSOURCEFORMATS",申请日为2003年10月28日；和(2)美国专利公开号2005/0088385("'385号申请，，)，申请序列号为No.10/696,026，名称为"SYSTEMANDMETHODFORPERFORMINGIMAGERECONSTRUCTIONANDSUBPIXELRENDERINGTOEFFECTSCALINGFORMULTI-MODEDISPLAY",申请日为2003年10月28日，每个申请全部引用在这里作为参考。此外，下列共有并等待审批的申请的全部引用在这里作为参考(l)美国专利公开号2005/0225548("'548号申请")，申请序列号为No.10/821,387,名称为"SYSTEMANDMETHODFORIMPROVINGSUB-PIXELRENDERINGOFIMAGEDATAINNON-STRIPEDDISPLAYSYSTEMS";(2)美国专利公开号2005/0225561("'561号申请，，),申请序列号为No.10/821,353，名称为"SYSTEMSANDMETHODSFORSELECTINGAWHITEPOINTFORIMAGEDISPLAY";(3)美国专利/>开号2005/0225574("'574号申请，，)和美国专利公开号2005/0225575("'575号申请，，),申请序列号分别为No.10/821，353和No.10/961,506，名称都为"NOVELSUBPIXELLAYOUTSANDARRANGEMENTSFORHIGHBRIGHTNESSDISPLAYS";(4)美国专利公开号2005/0225562("'562号申请")，申请序列号为No.10/821,306,名称为"SYSTEMSANDMETHODSFORIMPROVEDGAMUTMAPPINGFROMONEIMAGEDATASETTOANOTHER";(5)美国专利公开号2005/0225563("'563号申请"),申请序列号为No.10/821,388,名称为"IMPROVEDSUBPIXELRENDERINGFILTERSFORHIGHBRIGHTNESSSUBPIXELLAYOUTS";(6)美国专利公开号2005/0276502("'502号申请，，)，申请序列号为No.10/866,477,名称为"INCREASINGGAMMAACCURACYINQUANTIZEDDISPLAYSYSTEMS"。
发明内容接收在三基色中指定的输入图像数据的显示系统将所述输入图像数据转换为四基色的图像数据组。该显示系统包括确定所述四基色组中的第一基色的彩色值的模块；和使用第一基色的值确定其余三基色的值的模块，其余三基色的值是基于第一基色的彩色值计算联立方程的解确定的。将RGB输入图像数据转换为RGBW图像数据集以在显示器上着色的方法包括基于RGB输入图像数据计算W图像数据的值；基于所述显示器的色度规格推导W的允许值；以及基于允许的W值计算R，G和B输入图像数据的输出值。附图简要说明结合在并构成本说明书的一部分的本发明的示范的实施方案和实施例，并且和叙述一起用来说明本发明的原理。图1显示RGBW系统中的白(W)基色值在三种不同的情况下可以或者不可以采用的范围。图2显示两种额外的情况，其中RGBW系统中W值的选择可以导致负的RGB值。图3显示适于实现所述方法和技术的显示系统实施例的方框图。图4显示图3的CALCW模块的一个实施例。图5显示图3的CALCULATERwGwBw模块的一个实施例。图6显示图3的全范围箝位(GAMUTCLAMP)模块的一个实施例。图7是RGBW显示系统的实施例的一个示例的子像素布局。详细i兌明实现从一个色彩空间到另一个色彩空间(例如从RGB到RGBW)的全范围映射算法(这里称为GMA)的系统和方法是本领域公知的。例如，引用在这里供参考的'562申请描述几个这样的实施方法。期望实现或者延伸映射或者减少显示实现成本或两者的改进的GMA。现在将给出提供GMA的几个实施例。这些实施例的一些实施例涉及更多的计算，而其它的实施例包括可能是较容易并且较低成本地实施，但是也给用户提供可接受的结果。如在上面引用的几个GMA相关的申请中所描述的，执行RGB到RGBWGMA的第一步可以是寻找可以基于显示器基色的色度计读数从RGBW转换为CIEXYZ的4x3矩阵。下面的矩阵1仅仅是一个例子。矩阵1可以与将CIEXYZ转换为RGB的标准矩阵的逆矩阵组合(参见下面的矩阵2)，得到直接从RGBW映射到RGB的组合的矩阵，如下面的矩阵3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>矩阵1是从在小型LCD显示器上测量的数据产生的。测量的基色与SRGB/NTSC标准基色并非十分一致。测量的白色点有一些偏黄，并区别于D65标准。应该意识到并理解，利用显示器的每个新模型，可以进行测量来推导新矩阵。由于具有相似特性的相似的显示器可能表现相似，可能不需要对每个显示器进行这种测量。矩阵1或者从它推导出的转换矩阵，以及与标准CIEXYZ到RGB矩阵(例如矩阵2)组合，在将RGB转换成RGBW时可以用于显示器进行色彩校正。矩阵1和矩阵2的逆矩阵的组合得到转换矩阵，即矩阵3,可以将RGBW转换为RGB的矩阵。上面的从矩阵1和2导出的矩阵3的值表示在下面0.586129,0.07166，—0.029961，0.3779910.007633，0.605467，0.024705，0.382977-0.00271，0.006603,0.349779,0.423322矩阵3，将RGBW转换为RGB(=逆(矩阵2)*矩阵1)上面的矩阵2将显示色彩转换为源色彩，这对于测试非常有用，但是可能希望具有逆公式用于将源RGB色彩(或者例如YCbCr的其它输入源)转换为RGB。当这个矩阵用在RGB给定的RwGwBwW的方程中时，该方程看上去是不可逆的。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>方程l应该意识到，矩阵3可以以不同于上面所示的任意数量的方式来推导'例如，矩阵1可以通过测量或通过显示器的计算或模拟来推导。然而，一旦推导出矩阵3，推导一个方式来完成(或者接近)可逆转过程或系统的一种方法是进行筒化假设由于在两个系统中都有共同的基色(例如红色，绿色和蓝色)，可以选择W的一些随机值，接着对Rw,Gw和Bw值求解上面的方程。在一个实施例中，W定义为常数，而不是变量，这将变量的数目从4减少到3，并得到三个方程和三个未知数的系统。接着，可能期望从两边减去W项使它变为可以由矩阵代数学求解的方程。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程2在简化之后，结果是Rw，Gw和Bw的三个方程组:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程3给定方程3和RGB空间的源色彩，接着能够赋给随机的W值并接着计算将产生期望的或者适合的色彩的RwGwBw值。对于W的某些值，这些RwGwBw值将超出范围，并且这表示以这些W值不能"达到"期望的色彩。给定期望的RGB色彩，可能期望知道W的范围。例如，如果知道Rw，Gw和Bw的范围是在O到l之间，那么能够通过将前面的方程写为不等式来计算最小的和最大的可能值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程4当对上面的方程4求解了W时，可能的结果可以是:1.70951OR-0.204083G+0.160845B0.636110-0.022109R+1.6553G-0.118824B0.575372-0.013662R-0.32834G+2.862437B1.2043222W21.70951OR-0.204083G+0.160845B-10.636110-0.022109R+1.6553G-0.118824B-10.575372-0.013662R-0.32834G+2.862437B-11.204322方程5可能期望具有小于左侧计算的三个值的最小值并大于右侧计算的三个值的最大值的W。在这些限制之内，有很多方式来"随机地"选择W的值。可以由方程5计算最小的可能值或者最大的可能值。而且，W可以设定为期望色彩的亮度，并接着限制为从方程5得到的范围。这也可以是不同于0至1范围的最小的和最大的W值。作为另一个实施例，可以使用最小的和最大的可能值的平均值。其它的实施例可包括该范围(除了平均值之外)的其它线性组合作为可能适合的选择。一旦选择了W的值(以任何可能或者期望的方式)，它可以与方程4中期望的RGB色彩组合生成显示器的RwGwBw值。以上面的例子叙述的各个过程可以以从任何RGBW显示器的测量或者模拟的数据来工作。它还可以以具有4基色的任何其它的多基色显示器来工作，诸如RGBC(红绿蓝和青色)宽范围显示器。然而，有一些特殊的情况，可以使得方程以较容易的方式解出的，因此硬件制造便宜。经常进行的一个简化是假设显示器的基色完全等同于来自源数据的基色，通常是sRGB。当进行这样假设，组合的RGBW到RGB矩阵可以在前三列上偏离对角线的地方显示出零，类似下面的例子0.595188000.37799100.65087100.382977000.3582070.423322矩阵4如果矩阵4与矩阵3比较，可以看到矩阵4具有零值，矩阵3具有相当小的数值。这对于很好设计的显示器是一个合理的近似的构思提供支持。如果使用矩阵4执行方程1到5所示的步骤，结果是下面的方程「<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>方程7方程7显示W值上的一组可能的限制，而方程6显示给定期望的RGB色彩和随机选择的W值，如何计算Rw，Gw和Bw。应该意识到，前面的例子的测量的数据具有与输入数据不同的白点，因此方程6和7在它们从源色彩转换为RGBW时可以进行白点校正。在又另一个实施例中，有另一种简化，使得硬件制造更便宜。如果假设显示器具有与源数据相同的白点，以及显示器基色的亮度匹配该源数据，那么转换变得更为简单。如果作为显示器的特性的色彩保真度可以放松，这个假设总是合理的。这可能是期望的，在源数据中的最亮的色彩RGB-(l，1，1),可能基本上以RGBW=(1，1，1)映射到RGBW显示器中的最亮的色彩。当用标准色度值替换显示器的测量值时，RGBW到RGB矩阵变为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>矩阵5注意，这个矩阵5中只有两个不同的系数。还应该注意，通过观察两个系数的和为1，这些系数可以减少到仅一个系数。这样，0.238154可以以(1-0.761846)代替。当用矩阵5执行方程1至5所示的步骤时，结果是下面的方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>方程8<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>方程9在又另一个实施例中，可以以在另一个计算之前获得的R，G和B的最大和最小值来实现附加的优化。由于这将把乘法的数量从6降到2,因此这是期望的。对于显示系统的^5U又一个例子，图7显示用于显示系统中的显示器的一个可能的子像素布局。这个布局包括子像素700的重复组，在棋盘图案上有红色702和蓝色704,而在第二个棋盘图案上有绿色706和白色(或者可能其它色彩，例如黄色)708。利用这一布局，可能有附加的优化。在这个布局中，W子像素的亮度大约等于所有色彩子像素的亮度一起相加。在这个情况下，得到的RGBW到RGB矩阵特别好的适合于低成本实施。当假设W的亮度大约等于其它基色(例如白色或灰色或者宽带的黄色)之和，那么矩阵6可以大致如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>矩阵6在这个情况下，所有的系数可以等于0.5,这以硬件实现特别方便。当然，并非所有的布局可能得到这种简单，所以下面的大部分讨论将使用矩阵5作为例子。在上面的一些实施例中的典型的假设是RGBW和RGB色彩空间两者都映射到单位立方体(或者在RGBW的情况下的超立方体)。由于RGBW空间可以比RGB显示更亮的色彩，这两种色彩空间的这个归一化可能不是绝对正确的。然而，像这样的归一化该空间是一种自动的全范围转换，将最亮的RGB色彩映射到最亮的RGBW色彩。这个全范围扩展可以得到较亮的图像。对于每个输入色彩，按照下列的过程(1)可以假设输入RGB色彩映射到较大的输出空间并且可以使用作为期望的输出色彩。(2)通过从输入色彩的亮度随机地开始来选择W值(例如)，接着将它限制在方程9的限制内(例如)。(3)给定期望的RGB值以及选择的W值，使用方程8来计算RwGwBw值(例如)。可能需要下面描述的全范围限制。图1和2的下列讨"i仑提供了可以帮助传送上述方程的意义理解的图形直观。给定期望的RGB色彩，能够对于0到1之间所有可能的W值执行方程6计算并画出得到的RwGwBw值。对于单个RGB色彩，这可能大致描述在输出RGB空间中的对角线。图1是对于三种不同的RGB色彩得到的对角线的曲线图。由于这是来自输入RGB空间的切面的曲线图，可以进行调节在上面画RGBW值。可以缩放RwGwBw值，使得它们表示在RGB空间中它们的最大的有效范围。在该曲线图中，可能不期望缩放的Rw和Gw值在虚线方块106之外。对角线的长度表示输出RGB中W的最大效果。对角线的上端的圆圈表示可能期望的色彩。由于W的范围从O(每条线的右上端)到1(左下端)，该线分开,人方程6得到的Rw和Gw值。观察图1中的对角线102A，明显的在该线上的一些点允许一些Rw和Gw点位于虚线之外。在RGBW空间中的W的最小投影长度可以足够长以防止Rw和Gw值变得过大。方程7的右侧可以提供这情况可能不发生。观察图1中的对角线102B,明显的W可以尽可能的长以"达到"期望的颜色。对角线104C将允许W具有在0到1之间的任何值并仍然产生方程6中的有效的RwGwBw值。图2显示对于给定的输出RGB值的可能的W值的另外两个例子。观察对角线204A，W的一些值得到负的RwGwBw值。方程7的左侧趋向于防止这个情况。应该注意，在所有可能的W值可能产生范围外的RwGwBw值。图2中最右边的对角线204B显示一个这样的例子。在这个例子中，可能期望将W值限制仅在方程7的左侧。这趋向于防止RwGwBw值变为负，如同线204B的底部204B中那样。它们可以仍然正向的超出范围，而这可以由全范围限制来校正(如下所述)。上面讨论中提供或者计算的这些RGB,RwGwBw和W值可以取范围0-1，但是在另一个实施例中，可能期望用整数范围来代替，典型地是0到255。在硬件中，可以进行大量的简化计算。例如，除以0.238154可以用乘以1/0.238154或者4.198964来代替。而且在石更件中，这个乘法可以用乘以1074/256或者乘以1074并去除结果的后8比特的整数运算来近似。除以0.761846可以用乘以1/0.761846或者大约1.312601来代替。在硬件版本中这个乘法可以用乘以336并去除结果的后8比特来进一步近似。在转换为整数算法并且从方程5中适当的选择之后，能够以4个乘法将RGB转换为RGBW,加上在计算上比乘法代价小得多的各种运算，例如加法，比较和移位。在仍然产生正确的色彩的同时，这将使得硬件的实施比其它技术更便宜。如所指出的，在从RGB转换到RGBW时，存在小类的色彩，导致范围外的RwGwBw值。图2中的对角线204B表示这样的例子。这条线右上部的圓圈是RGB空间中的期望的色彩。对角线表示可以产生那个颜色的所有可能的RwGwBw值。它们中的一些值具有负的Gw值并且不应该使用，而其它的值具有映射到大于该限制的位置(例如在0.761846)的Rw值。如上所述，可以在方程3和4中进行选择来限制MinWP和MaxWP值，使得RwGwBw值是零或者正的。在对角线204B的情况下，该结果可能是过大的Rw值。在色彩空间的其它区域，其它基色或者基色对可能超出范围并变得过大。结果可能是全范围外的色彩并且可以以不在图像中产生可见的视觉效果的方式将这些返回到全范围中。在上面引用的许多申请中已经讨论了将色彩返回到全范围的方法和系统的几个实施例。一个实施例涉及"全范围箝位"，其中位于全范围外的色彩被缩放直到色彩位于全范围的边缘。这可以通过以相同的数量缩放色彩的所有初值实现，使得在将色彩返回全范围时色彩的色调不会改变。另一个实施例涉及"全范围缩放"。在这个实施例中，缩放输入显示器的色彩，因此在硬件中可能采用额外的乘法器。由于很多色彩位于两个色彩空间的范围可能具有大致相同的范围的体积中，全范围缩放可能得到以大约1来缩放初值，这几乎没有影响。主要在类似图2的线204B的色彩中，全范围缩放算法将缩小色彩。由于色彩从外部接近全范围区域内，缩放系数可以接近1，从而在边缘处不会突然变化。低成本实施例下面详细描述实施上面和这里描述的新颖的技术的一些低成本实施例。在一个实施例中，数量不需要基于给定显示器在制造时的色度和亮度值的测量。使用这些值，输入(255，255，255)的最亮的白色将是转换为期望的白点输出的正确地色彩，这可能不会在输出上得到最亮的色彩(255,255，255,255)。一个实施例可能采用如给定该基色接近sRGB并且它们的白点接近D65。色彩可能不完全正确但可以近似地正确，并且"亮度"可以映射到"亮度"。一个可能的优点可能是它降低了硬件设计中总的乘法数量。此外，如果这个设计使用在具有不同基色色度的不同显示器中，数量可以不必改变。图3表示RGB到RGBW变换器的实施例的高级方框图300。为了举例的目的，输入302对于每个R，G，和B输入可以采用8比特，12比特用于伽玛(Gamma)处理304之后的线性数据，以及8比特输出到显示器318。当然，其它系统可以釆用其它数。此外，由于这可能不是最终配置，对于所有的常数可以包括最初的浮点源值，因此它们可以对不同的比特深度进行转换。此外，将意识到，本发明一般可以应用于接收三色彩主图像数据并转换为四色彩主图像数据的系统。例如，这种系统可以作为输入接受RGB条紋数据，YCbCr数据，sRGB数据以及YUV数据和其它任何合适的三色彩数据。这种系统可以输出多个四色彩数据，包括但不局限于RGBW，RGBY,RGBC,RGBM,RGCM等等。输入伽玛LUT输入伽玛304的一个实施例是使用sRGB输入伽玛曲线。个人计算机上的大部分文件是以这个伽玛假设来构造的，并且移动电话上的大部分图像可能采用这个假设。然而，通过从该输出构造输入伽玛曲线或者与来自相同的源数据一起构造能够减少伽玛流水线(Gammapipeline)误差。因此，其它的实施例可以基于最终的显示器配置改变使用的确切的输入伽玛LUT。基于亮度的W计算基于下列方程组10,用于计算W值的模块306可以具有几个实施例1)L=(2*R+5*G+B)/82)Ws=L*M13)Ws=max(Ws，(max(R,G，B)-MO))4)Ws=max(Ws，0)5)Ws=min(Ws,min(R，G，B))6)W=Ws/Ml方程10上面的第1行使用可以在硬件中用移位和加法进行的近似来计算亮度(L)。在这里使用这个L值并保存在子像素着色(SPR)模块中供以后使用。当然，可以使用其它近似L的方程，一些涉及更多的计算。如果完全基于亮度，第2行设定Ws(缩放的W)为它应具有的值，其中M!可能是常数，大约等于0.503384。这可以通过除以二来近似，但是也可以通过乘以129并将结果右移8次来完成。在一些情况下，Ws的值可能超出范围并可以相应地处理，包括箝位到下面的行中。可以采用Ws作为中间值，在后面的步骤中计算RwGwBw时可以保存以减少乘法。第3行箝位Ws值为其允许具有的最小值并仍然将最终的Rw，Gw和Bw值保持在范围内。最小的Ws值在减去值Mo之后接近RGB输入值的最大值。在一个实施例中，Mo可以是常数(大约等于0.496616)并可以另外地缩放到全范围流水线的范围内。在采用12比特流水线的实施例的情况下，Mo可以乘以212-1或者4095,并且减去的值是2034(为了安全取整数)。当然，应当意识到，根据系统的特定设计，将使用各个常数的其它值(例如，12比特相对于流水线的其它值，其它系统参数也可能影响值的选择)。还应该注意，如果系统考虑色彩保真度并不将亮度色彩转换为亮度色彩，这个公式可以改变。为了方便，表l以对于伽玛流水线的不同比特长度计算的十进制值描述不同的实施例。表1伽玛流水线比特值的Mo值<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>当输入RGB值超过RGBW系统中的全范围时，第4行趋向于避免Ws变为负。如果结果变负，将用值零代替。第5行趋向于限制Ws值为允许的最大值并仍然将RwGwBw值保持在范围内。在源RGB值在RGBW全范围外时，它还趋向于避免负值。正向超出全范围的数值是较容易的检测并箝位。最后，方程10的第6行计算最终的W值。采用M，并且它大约等于0.503384。这可以选择地通过乘以1/M,来实现，它为1.986555。虽然这几乎是乘以二，但是通过1/Mi乘以256(在这个例子中为了安全向下取整数)得到508将会更好的近似。现在Ws可以乘以508，接着向右移位8比特来实现除以M，。图4是方框306的一个实施例的高级方框图。将再次意识到，取决于设计限制和系统的考虑，可以采用其它的值。将意识到，图4中用于乘和移位的数值(例如分别为124和8)可能根据Mo和Ml的特定值改变。计算RwGwBw方程11中可以看到计算RwGwBw值的一组方程的一个实施例Rw=(R-MJW)/M0Gw=(G-MJW)/M0Bw=(B-M,W)/M0方程ll然而，M,W是该中间值Ws,可能是从前面的步骤中存储的(并如图4的实施例中看到的)，因此这里可能不需要额外的乘法。除以Mo基本上是与乘以2.013628相同。这几乎是乘以二，并且为了保持更精确，它可以通过乘以515并向右移位8次来执行。然而，这样做可能导致一个比特以上的溢出，如下面所讨论的，并且乘数可能从515降低来避免这个情况。值512是可以不会导致两比特溢出的一个可能的值(并可能是最大值之一)。这类似于乘以2(或者左移)一次。这个优化可以以10比特和12比特内部伽玛流水线工作。利用其它的流水线的大小，该乘数可能需要重新计算。图5仅描述上面处理的一个可能的实施例，当然，具有如上面所<^布的其它值的其它实施也适合本发明的目的。这些乘数预期经常溢出一个比特。在12比特伽玛流水线的情况下，这意味着必须允许该结果为13比特大。这个额外的比特不能丟弃或者限制掉，因为允许超出。在这个乘法中必须保留精确的第13比特，用于在下个步骤中的全范围箝位。全范围箝位当黑色和白色映射到RGB和RGBW中的相同的或者相似的色彩，RGBW的总的全范围"容积"表现出稍微小于相等亮度的RGB。这意味着可能有一些色彩，特别是亮饱和色彩存在于扩展的RGB中，但是不在RGBW中显示。当这些色彩到达时，可以进行一些合理的处理。简单地箝位RGBW值为最大范围可能导致这些色彩的色调失真。替代的，可以检测全范围外的色彩并以在将它们返回范围的同时保留色调的方式缩放。图6仅仅描绘这里揭示的全范围箝位的一个可能的实施例。在全范围内检测可以设计前面步骤中的乘数返回大于它们的输入值的值。这可允许计算的全范围外(O.O.G)的值。这些值可能不大于输入值范围的两倍，所以可允许该输入中的一个额外比特的值"溢出"。如果在所有的三个R,G和B结果中额外溢出比特是零，那么色彩是在全范围中并且可以限制在全范围箝位通路的其它部分附近。图6表示一起与运算的所有三个转换的基色的上部比特(比特12)产生O.O.G信号。全范围外响应如果R,G，和B结果的任何一个结果的溢出比特是存在(ON)，这表明可能得到全范围外的色彩，并且所有四个基色可以用基本相同的系数缩放。以基本相同的系数缩;故所有的四个成分降低了亮度但是保留了色调。这个缩放系数可以是稍微小于1的数，因此可以是定点二进制分数。最大成分到全范围的边缘的距离相对于全范围外距离的比率是全范围缩放系数的一个适当的计算，将全范围外的值返回范围内。不幸的是，这可能需要计算两个平方根。幸运地，色彩空间的宽度相对于范围外色彩的最大成分的比率也给出适当的结果。色彩空间的宽度是二的幂(对于12比特线形RGB值的情况为212)并变为比特移位。因此，容易选择范围外色彩的最大成分。可以保存在计算W时的最大值比较的结果并在这个点使用以在这里避免额外的门(gates)。逆LUT通过在逆LUT中查找可以倒转最大范围外成分。偶尔地，这些值确实逼近213，因此可能期望逆曲线的上半部的表作为一个可能的实施例。可以设计该表接受全范围外数目的低的12比特并返回8比特固定点二进制数。这个LUT的公式是对于x=0到4095，INV(X)=floor((256*4096)/(x+4096+l))。反转表可能引入差错，但是1/x表的上半部不是差错通常发生的地方，所以在这里可以安全地进行。箝位乘法器可以计算逆LUT为具有8比特值，因此需要三个13x8=12乘法器将范围外的值缩放回到范围内。由乘法器进行的实际的功能是(A》B)/256，其中A是13比特全范围外的值，而B是来自LUT的逆值。由于逆值都是0.5到1之间的定点二进制数，乘法器的输出仅需要12比特。作为8比特数存储这些逆值得到比预期数稍小的箝位值。然而，误差总是小于1°/。并且它总是太小，保证该箝位数回到适合12比特结果的范围内。当色彩是在全范围外，则所有的R,G，B和W成分被乘以逆LUT的输出。应当注意，W值通常不在全范围外，并且不需要作为13比特来存储或者测试是否在全范围外。当色彩在全范围内时，输入值的较低的2比特限定在乘法器的周围，绕开全范围箝位，如图6中所示的。子像素着色SPR模块可以是任何已知的子像素着色算法，包括上面引用的多个申请中公开的几个子像素着色算法。在本申请中，来自多基色转换的输出是在线性色彩成分中，因此子像素着色模块可以不必执行输入伽玛转换。这也意味着输入成分具有每个基色大于8比特，在这种情况下为12比特。在结构图中，在子像素着色之后执行输出伽玛允许该数据停留在线性域(lineardomain)中，直到进行转换以发送到显示器之前的最后时刻。输出伽玛LUT处理输出伽玛的一个可能的实施例是直接测量红，绿和蓝子像素的伽玛曲线。使用这些生成逆伽玛曲线来补偿显示器的非线性响应。由于在输入使用sRGB输入伽玛曲线，伽玛流水线的净效应是仅仅应用sRGB曲线到所有的数据。因此使用的确切的输出伽玛LUT可以基于最终的显示器配置而改变。虽然已经参考示例的实施例描述了技术和实施，但是本领域的技术人员懂得，在不偏离本发明的范围的情况下可以进行各种变化并且可以用等效物替换其中的元件。此外，在不偏离其基本范围下的情况下，可以对本教导进行很多修改来适应特定情况或者材料。因此，这里揭示的特定的实施例、实施方式和技术，其中包括执行这些实施例、实施方式和技术的最佳方式不是要限制所附的权利要求书范围。权利要求1.一种显示系统，所述显示系统接收在三输入基色中指定的输入图像数据并将所述输入图像数据转换为四显示基色中表示色彩值的图像数据组，其特征在于所述显示系统包括确定所述四显示基色组的第一显示基色的值的模块；和确定第二、第三和第四显示基色的值的模块，所述模块根据第一显示基色的值计算联立方程的解的集合。2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于所述输入图像数据的三输入基色是一组中的一个，所述组包括RGB条紋数据，YCbCr数据，SRGB数据以及YUV数据。3.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于所述图像数据集的四显示基色是一组中的一个，所述组包括RGBW,RGBY，RGBC，RGBM,RGCM。4.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于确定第一显示基色的值的所述模块确定所述第一显示基色的可允许值的组。5.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于确定第一显示基色的值的所述模块确定第一显示基色的最大值和最小值，并且平均该最大值和最小值而产生第一显示基色的值。6.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于确定第一显示基色的值的所述模块确定第一显示基色的最大值和最小值，并且平均该最大值和最小值而产生第一显示基色的值。7.—种将RGB输入图像数据转换为RGBW图像数据集以在显示器上着色的方法，所述方法的步骤包括基于RGB输入图像数据计算W图像数据的值；基于所述显示器的色度规格推导W的允许值；以及基于所述允许的W值计算R,G和B输入图像数据的输出值。8.根据权利要求7所述的方法，其中计算W图像数据的值使用RGB输入数据的亮度值。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述显示器的所述色度规格是从所述显示器测量的。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述显示器的所述色度规格是从所述显示器导出的。全文摘要本发明的低成本伽玛映射技术将三基色RGB输入图像数据如RGB数据转换为四基色显示彩色空间，如RGBW彩色空间，基于RGB图像输入数据计算W图像数据的值在显示器上着色；基于所述显示器的色度规格推导W的允许值；以及基于所述允许的W值计算R，G和B图像数据的输出值。接收在三输入基色中指定的输入图像数据的显示系统包括用于将该输入图像数据转换为四显示基色中指定彩色制的图像数据。第一模块确定第一显示基色的值，第二模块基于第一显示基色的值通过计算联立方程解的集合确定第二，第三和第四显示基色的值。文档编号G06G5/00GK101171594SQ200680015274公开日2008年4月30日申请日期2006年4月4日优先权日2005年4月4日发明者迈克尔·佛兰西丝·希京斯申请人:克雷沃耶提公司