专利名称：在电脑显示器上产生并显示忠实彩色图像的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在一电脑驱动显示器上产生并显示忠实彩色图像的方法及装置。本发明尤其涉及产生一与显示器无关的调色图像，以便在一由显示适配器所控制的显示器上显示的方法，而此显示器适配器则包含了一与显示器有关的调色板。
与电脑驱动显示器有关的电子设备利用了各种显示器适配器，以便产生各彩色的数字表示。显示器适配器一般为每一三原色-红、绿、蓝，设有数模(D/A)转换器。这些转换器由标准化的数字驱动信号所驱动。D/A转换器所能处理的二进制的数目，提供了此转换器解析度的基准，并决定了彩色调色板项目所能选择彩色的数目。显示器适配器还设有可代表显示器各像素的图像存储器，且此存储器内每一像素的二进制位的数目决定了彩色调色板项目的数目，而此彩色调色板项目可用于显示一像素。调色板项目的数目通常远小于彩色调色板可能选择的数目。决定将何种彩色用于一图像的彩色调色板，是由此调色板上每一彩色项目的特定标准化数字驱动信号所限定的。例如，一彩色显示器的一个实施例利用了八位二进制位，以限定每一红、绿、蓝三原色的数字驱动信号，如此则对每一原色可容许有256种不同的亮度等级;因为单一像素可容纳三种彩色，因此一像素中所有可能不同的彩色选择数目即为2563，或是16，777，216。但是可选择作为彩色调色板项目的彩色数目通常为256种彩色，即所需开发的彩色调色板仅设有所有可能一千六百万种彩色中的256种，再加上不同的选择。所选择的彩色调色板项目通常或多或少均匀地延伸于整个彩色选择范围中，因而在每一选为调色板项目的实际彩色间留下了许多的可能彩色选择。
对于彩色测量，有许多国际标准。最著名的彩色测量国际标准总称为国际照明委员会(CommissionInternationalDl′Eclairage，或InternationalCommissiononIllumination;下文简称CIE系统)。CIE系统所根据的前提，是所感觉到的各特定彩色是来自于一照明体或称参考光源、一物体、及一观测者的适当组合。CIE系统之一有用的解释可参阅Billmeyer与Saltzman所著的《彩色技术原理》，1981年版，第2B与2C节。公布于1991年1月15日的美国专利4，985，853，提出了此CIE系统的说明，以及与三维彩色规格系统有关的其他信息。假定这些技术为本领域的一般技术人员所熟知。
在电脑驱动的显示器上显示忠实彩色图像的现有的各种方法，需要为每一种特定的显示器准备这些图像，因而消耗了相当数量的计算时间，且需要极大的存储空间。显示于一彩色显示器的图像，通常由每一像素的三个二进制数值所代表，每一个二进制数值代表一个标准CIE三激励值-X、Y或Z，且此图像由决定显示屏上像素水平与垂直座标位置的其他二进制信息所代表。限定每一像素所需彩色的三个二进制数据值，并不必对应于为此彩色调色板所选择的各种色彩，而这些彩色是于显示器上显示图像系统所可得到的。因此需要一种适用于系统的彩色匹配的方法，其中所需的各图像彩色(每一像素)可以是匹配此系统所可取得且为最接近的调色板彩色。该方法称为“调色”，其中显示器所出现图像的构成，是使其最接近所需图像的彩色匹配，但仅利用现有的调色板彩色;显示器所出现图像的每一像素都包含了此像素所需调色板项目的索引。两种用于将一图像调色的常见技术为“高频振动”及“误差扩散”。
在本领域中目前为人所熟知的调色技术，为一特定的彩色调色板准备一图像，此处的调色板定义为多个选定的彩色，而每一彩色均由红、绿、蓝等原色的彩色数字驱动信号数值所定义。对于一特定的像素，如果所需要的彩色是按照与所能得到的彩色调色板项目最接近者而修改，则此种调色技术将把任何得到的彩色误差分配到相邻的各像素，因而可使色差达到平衡，且可更忠实的整体重现一彩色图像。但是，各显示器可能有不同的彩色显示特性，这将使得该问题复杂化;例如，磷光质的各种彩色、以及对于一特定数字驱动信号亮度(彩色亮度)反应，可能每一种显示器皆有所不同。这意味着只有在一调色的图像是在同一显示器上显示时，该图像才能匹配一所需的图像，但是可能无法在其他的显示器上匹配。
如果已知每一显示器的亮度及色度反应特性，即可能准备一尽量近似一所需图像的调色图像，但是此调色图像对于每一显示器将是独一无二的。这意味着若要得到忠实的彩色时，单一调色图像不能准备用于一特定形式的所有显示器。用于多重显示器的多重调色图像，则需要过多数量的计算时间进行准备，还需要过多数量的存储空间进行存储。
在现有技术中，在一特定的系统或显示器中忠实地显示一彩色图像的整体方法，至少涉及了三个操作序列的步骤。第一序列的步骤论及校准一特定电脑驱动显示器;第二序列的步骤论及准备一特定显示器的调色图像，以便在该系统上显示;第三序列的步骤论及实际上该系统上显示准备的图像。
现有技术中整体方法的各目的为首先决定一变换矩阵，该变换矩阵可将以CIE标准三激励值(XYZ)为代表的各所需像素彩色变换成特定显示器的红、绿、蓝(RGB)三激励值，以便决定一适用的彩色调色板，以便测量一特定显示器上每一调色板项目的XYZ值，以便计算出对应于为这些调色板项目所测量各XYZ值的RGB三激励值，且建立一特定显示器的标准化调色板检索表，而此检索表中包含了各调色板项目的这些RGB三激励值;然后所需图像的每一像素被此标准化调色板检索表中最接近匹配彩色的调色板项目索引所替代，而且利用了标准半色调技术，将任何得到的彩色不匹配分配到各相邻的像素，因而所得到的图像可忠实代表所需图像的一特定显示器调色图像;最后则将该调色板与特定显示器的调色图像复制到该显示器适配器之中。
这种现有技术方法的缺点在于每一图像的每一像素须使用每一特定显示器所独有的标准化调色板检索表，为此显示器重新调色。为每一图像调色所需的计算极为可观，而且在每一次将一图像显示于有不同色度与亮度特性的显示器时，都须重复这一步骤。
本发明采用的方法，参照一“标准”显示器，而定义一与显示器无关的“标准”标准化调色板的检索表。本发明整体方法的各项目的为首先决定一变换矩阵，此变换矩阵可将以CIE标准三激励值(XYZ)为代表的各所需像素彩色，变换成参照标准显示器的RGB三激励值，以便决定一适用的彩色调色板，以便测量此标准显示器上每一调色板项目的XYZ＊值，以便计算出对应于为这些调色板项目所测量各XYZ＊值的RGB＊三激励值，且建立一与显示器无关的标准化调色板检索表，而此检索表中包含了各调色板项目的这些RGB＊三激励值;然后所需图像的每一像素为此与显示器无关的标准化调色板检索表中最接近匹配彩色的调色板项目的索引所替代，而且利用了标准半色调技术，将任何得到的彩色不匹配分配到各相邻的像素，因而所得到的图像可忠实代表所需图像的一与显示器无关的调色图像;然后校准将要显示一与显示器无关的调色图像的每一显示器，使得其RGB值，以及产生这些RGB值的各数字驱动信号，可最接近地匹配于对应的标准XYZ＊值，因而可自如此决定的各数字驱动信号，为每一显示器构成一特定显示器的调色板;最后则将该特定显示器调色板与标准调色图像复制于该显示器适配器之中。
本发明方法的优点在于仅须利用与显示器无关的标准化调色板检索素，为此“标准”显示器，对每一图像的每一像素做一次调色。因此当与对于每一显示器的每一图像需要一不同调色图像的现有技术相比较时，本发明所需的计算量大幅度减少。须为将要显示一标准图像的每一显示器计算此特定显示器的调色板，但是仅须为每一显示器计算一次每一特定显示器的调色板。本发明仅须存储一份与显示器无关的每一调色图像复本，但是现有的技术需要为每一不同的显示器的每一图像存储一份不同的复本。本发明需要为每一不同的显示器存储一份每一特定显示器的调色板复本，但是一调色板所需的存储空间，远小于一调色图像所需的存储空间。
本发明的主要目的在于提供一种系统，此系统可在有不同彩色重现特性的各种显示器上，显示忠实的彩色图像。
本发明的另一目的，是利用为显示于多个显示器上而仅产生单一的调色图像，而提供忠实的彩色的重现，其中这些特定的显示器可以有不同的彩色显示特性。
本发明之又一目的是利用各种彩色选择的一标准调色板，以发展出限定这些数字驱动信号的各特定显示器调色板，而须产生这些驱动信号，以便在一特定的显示监视器上忠实地重现出标准彩色调色板。
本发明之优点包括在多个显示器上，对显示图像作忠实的重现，其中将此显示图像以未经修改的与显示器无关的形式，传送到此显示器适配器，且仅须修改此特定显示器的彩色调色板，以便作忠实的重现。
本发明的其他各项目的与优点，可参阅下列说明书及权利要求书并参照各附图，而更为明显。
图1是本发明电脑系统的硬件框图;
图2A-1与2A-2是用于本发明的较佳实施例中，产生并显示地忠实彩色图像的概要图;
图2A-3是由施行本发明替代实施例的标准电脑的流程图;
图2B-2E所示为本发明的各检索表;
图3A是现有技术校准一显示器的流程图;
图3B是现有技术准备一特定显示器图像的流程图;
图3C是现有技术显示一特定显示器图像的流程图;
图4是本发明中由一标准电脑系统所执行校准一调色板的流程图;
图5是根据本发明由此标准电脑系统所执行的准备一与显示器无关的图像的流程图;
图6是根据本发明由此特定电脑系统所执行的产生一与显示器无关的调色板流程图;
图7是根据本发明由此特定电脑系统所执行的显示一图像的流程图;
作为实施例本发明方法的先决条件，需要选择一种“标准”显示器。可利用一独立认定的标准而完成此一先决条件，此种标准例如是由电影与电视工程师协会(SMPTE)所发展出来的标准，也可在一组显示器中选出一个平均水准的显示器而完成此一先决条件。而这一组显示器可以是同一制造商的同一机种，也可以是具有类似彩色与非线性特性的更多样化的一组。
如果此标准显示器和选自一组具有各种不同磷光质彩色的显示器，且需要利用此方法以便为各种磷光质彩色作调整时，此标准显示器的选择，可使其各磷光质彩色为每一种磷光质彩色中最不饱和者，因而能在所有的显示器皆得到此一彩色。由于使磷光质不饱和将有彩色纯度损失，而允许磷光质彩色的误差将有彩色准确度损失，可利用已知的最优化技术在这两种损失之间取得平衡。为了有最佳结果，须在CIEL＊u＊v＊或CIE L＊a＊b＊等视觉均匀的空间中，轨行这些最优化技术。
一旦选出此标准显示器时，即需决定一变换矩阵，此变换矩阵可将以CIE的XYZ值表示的各种彩色变换成显示器磷光质的各RGB值。借助测量个别红、绿、蓝显示器磷光质的XYZ值，以这一种已知方法而作出计算，而每一磷光质由一全通的数字驱动信号、以及一“显示器白色”(由各自全通驱动信号所驱动的三种磷光质组合而成)所驱动。该矩阵称为M＊。
与此标准显示器有关的另一先决条件，是根据现有技术中任何一种已知的技术，为此标准显示器选择一调色板。此彩色调色板根据显示每一彩色的三种驱动信号而定义。为了易于使用，调色板中各项目的大多数可以是正交的;即可以有特定数目的红、绿、蓝等驱动信号(各种彩色不一定要相同)，它们在此调色板上以所有的组合而出现。此种调色板项目的三维阵列，用来在此标准显示器上显示彩色图像，而且可以选择这些项目，以便在尽量使视觉上均匀的情况下延展彩色的整个范围。每一标准调色板项目通常按照其数字驱动信号而予以规定，而需要这些驱动信号以便产生此调色板项目的彩色。
一旦选出此标准调色板时，即须测量由一调色板选择所产生的显示器各磷光质的CIE XYZ三激励值。这些表示为XYZ＊的各测量值，成为可能使用的此一或其他显示器的“标准”调色板，且予以存储而作为调色板校准表(请注意，若此标准显示器定义于一正式的规格中，则可计算出这些XYZ＊，而不必用测量的)。一旦得到这些XYZ＊时，即能利用此变换矩阵M＊而计算出对应的RGB＊三激励值。将这些RGB＊标准化，使得最亮彩色的最亮成分等于一，且将这些标准化的RGB＊存储起来而作为与显示器无关的标准化调色板检索表。
这些用于准备一与显示器无关的图像的各过程步骤，类似先前于现有技术中所讨论过的准备一与显示器相关的图像的过程步骤，但是仍有几个重要差别。假设可以得到一所须的数字图像，而此数字图像的各像素彩色由CIE XYZ三激励值所限定，也就是说，由每一像素规定X、Y、Z标准原色的标准化亮度的三个数字数值所限定。在此所需图像中每一像素的各XYZ，利用此与显示器无关的变换矩阵M＊，如同现有技术一般代替了特定显示器的矩阵M，而变换成与显示器无关的RGB三激励值。然后，所需图像的每一像素由此与显示器无关的标准化调色板检索表中最接近匹配彩色的调色板项目索引所取代，而不像现有技术中所用是自特定显示器的标准化调色板检索表中所取出，而且任何所得到的彩色不匹配，是利用标准半色调技术而分配到相邻的各像素，如果使用了“标准”调色板，则所得到的图像是一可忠实显示所需图像的与显示器无关的调色图像。
但是在可显示一与显示器无关的图像之前，必须为此显示器产生一与显示器无关的调色板。须产生每一特定显示器的调色板，以便尽可能匹配规定于调色板校准表-亦即各XYZ＊的各种彩色。这可以用下列的程序完成首先决定一变换矩阵，此变换矩阵将以CIE XYZ标准三激励值为代表的所需各像素彩色变换成此特定显示器的RGB三激励值;然后测量三个显示器磷光质的每一个的三激励值Y-也就是亮度，而作为其数字驱动信号的一个函数，并且存储这些测量值，作为此特定显示器的标准化亮度表，此标准化亮度表的各数值自这些测量值加添，因而对于亮度的每一离散值，即知道了产生的数字驱动值;然后利用上述为此特定显示器而计算出并决定的变换矩阵，将此调色板校准表的诸XYZ＊逐一变换成RGB三激励值，如此决定的RGB三激励值是与三磷光质的显示器亮度相同;当使用这些RGB值以替代各显示器亮度值以及标准化的亮度表时，即可决定将产生这些亮度的对应数字驱动信号，以相同于其调色板校准表的各对应XYZ＊值的相同次序，将这些特定显示器的数字驱动信号置于特定显示器的调色板中，而对于每一种显示器，即以此种方法产生一特定显示器的调色板，且正常仅需要产生一次。
最后将此与显示器无关的调色图像以及特定显示器的调色板复制到显示器适配器中，以便完成图像的显示。
图1所示为本发明标准电脑系统(10)与特定电脑系统(20)的硬件框图。标准电脑系统(10)设有处理器(11)、存储装置(12)、存储器(13)、通信适配器(14)、以及显示器适配器(15)。将处理器(11)适当编程，以便执行本发明如图4-5所示的各流程图。将标准显示器(18)经由显示器适配器(15)连接到电脑系统(10)。显示器适配器(15)包含了调色板存储区(15a)与图像存储区(15b)。
特定电脑系统(20)包含了处理器(21)、存储装置(22)、存储器(23)、通信适配器(24)、以及显示器适配器(25)。将处理器(21)适当编程，以便执行本发明如图6-7所示的各流程图。将特定显示器(28)经由显示器适配器(25)连接到电脑系统(20)。显示器适配器(25)包含了调色板存储区(25a)与图像存储区(25b)。
在较佳实施例中，标准电脑系统(10)是一数字IBMAS/400电脑系统，但是也可使用其他电脑。标准电脑系统(10)经由通信路径(19)而连接到一个或多个特定电脑系统(20)。特定电脑系统(20)也可以是IBMAS/400电脑系统。IBMPS/2电脑系统、或是其他同等产品。由于该较佳实施例示出通信路径(19)将标准电脑系统(10)与特定电脑系统(20)实现电连接，因而可把将要传送到特定电脑系统(20)的数据存储在光盘、光盘只读存储器、磁带等可转移媒介，且将这些数据寄送或送达特定电脑系统(20)以便装入。
图2A-1与2A-2是于本发明较佳实施例中，产生并显示忠实彩色图像的概要图。图2A-1为由标准电脑系统(10)实施本发明的各步骤。
CIEXYZ三激励值(31)来自标准显示器(30)，而将配合图4的流程图做更详细的解释。这些数值并连同来自标准调色板(32)的各数值用来决定调色板校准表(35)。在替代实施例中，则可能自标准电脑系统(10)(图1)所使用的另一种标准电脑系统而得到调色板校准表(35)。在此种替代实施例中，图2A-1的方框(30)与(31)则不需要了。调色板校准表(35)与XYZ-RGB矩阵M＊是用来产生与显示器无关的标准化调色板检索表(36)。
自原始图像(40)(本文也称为所需图像)与矩阵(34)将产生RGB图像(41)，而将配合图5的流程图做更详细的解释。RGB图像(41)然后将配合标准调色板(32)使用以便产生与显示器无关的图像(45)。然后经由通信路径(19)或可转移媒介(光盘、光盘只读存储器、磁带等)，将调色板校准表(35)与显示器无关的图像(45)传送到特定电脑系统(20)(图1)。
图2A-2为由特定电脑系统(20)实施本发明的各步骤。特定显示器的各RGB值(51)是自XYZ-RGB变换矩阵M(52)以及调色板校准表(35)而得到(图2A-1)，将配合图6的流程图做更详细的说明。特定显示器(50)决定了标准化的三激励亮度值Y(54)。Y值(54)用来计算标准化的各亮度表(56)。特定显示器的各RGB值(51)以及标准化的各亮度表(56)用来产生特定显示器的调色板(55)。特定显示器的调色板(55)连同与显示器无关的图像(45)(图2A-1)予以装入显示器适配器(25)(图1)，以便在特定显示器(28)上产生忠实的彩色图像(58)，这将配合图7的流程图做详细说明。
图2A-3为本发明替代实施例中，由标准电脑系统(10)所执行的各步骤。请注意该替代实施例如同图2A-1所示的较佳实施例(将配合图4-5详述)，而执行相同的一般步骤，但其方法则略有不同。在该实施例中，直接自标准显示器30的各CIEY数值33计算出与显示器无关的标准化调色板检索表36。如果所用的调色板是一正交调色板，此种做法将是有利的，因为仅需很少的测量。然后可自此与显示器无关的标准化调色板检索表36以及XYZ-RGB矩阵M＊34的转置计算出调色板校准表35。此调色板校准表亦可如前文所讨论的，自其他标准电脑系统得到。这里并未示出对应于图2A-3的流程图，但是熟悉本技术领域的人员可从图4-5与图2A-3而轻易推导出此流程图。
图2B-2E为图2A-1到2A-3中的各表，其中包含了举例的数据。熟悉本技术领域的人员应懂得，这些表的准确内容是设计上的选择，也可选择其他数值而仍然在本发明的范围内。
图3A为根据现有技术的原则，校准一特定显示器的过程。方块(101)为有关由决定此一特定显示器的XYZ到RGB各参数，而发展出一变换矩阵M的过程。该矩阵因而提供了一特定显示器的变换表，以便可让各XYZ数值变换成此显示器的RGB三激励值。方块(102)为有关决定将用于本系统的各调色板项目步骤;该步骤涉及了选择各种彩色选择的调色板，而这些彩色选择用在此系统上，以便作所有图像的显示。通常利用表列产生此调色板项目所必须的各数字驱动信号电平或数值，而规定此调色板。方块(103)是有关在一特定显示器上，为所选择调色板的每一调色板项目，测量此CIEXYZ三激励值的步骤。该步骤为此特定的显示器提供了这些XYZ数值的表列，它对应于个别的调色板项目。方块(104)是有关为每一调色板项目且为此特定显示器，将所测量的各XYZ乘以矩阵M以得到此特定的RGB三激励值的步骤;在进行该计算之后，即标准化了这些数值。方块(105)是有关建立一特定显示器的标准化调色板检索表的步骤，而此表中包含了标准化的RGB三激励值。
图3B是根据现有技术的原则，准备一特定显示器图像的流程图。方块(106)是有关根据技术领域中众所周知的各种技术，得到一特定数字图像的步骤，而此数字图像具有为每一像素而规定的CIEXYZ三激励值。方块(107)是有关自各像素的数字图像组，获取用作修改的第一像素。在方块(108)中，将来自方块(107)的特定像素的XYZ座标乘以矩阵M，以便得到一特定显示器的RGB三激励值。方块(109)是有关利用标准半色调技术，并利用图3A所示特定显示器的标准化调色板检索表，而发现此像素的最佳调色板项目的匹配过程。方块(110)是有关为此特定显示器调色图像的对应像素，将此选出的调色板项目存储于该像素位置的步骤。方块(111)是有关为组成此图像的每一像素，重复方块(107)-(110)的重复序列。当整个过程完成时，即已经构成了一特定显示器的调色图像，而可实际显示在显示器上。
图3C为在一特定的显示器上，显示一特定显示器图像所需的各步骤。这些步骤中，方块(120)是有关装入的步骤，其中将此调色板装入与此特定显示器相关的显示器适配器。方块(130)是有关将此特定显示器的调色图像装入此显示器适配器的装入过程，因而在参照每一图像的像素，并参照用于选择这些RGB数字驱动信号之后，可以显示出此图像。
根据上述各项现有技术，须为显示一图像的每一特定显示器，修改此图像。很明显，对于每一次在系统中变换了显示器，该过程即须耗费时间与存储器的各操作步骤。
这些现有技术是一般性的说明于标题为“管理可说明艺术品收藏的文本与图像的系统组织”的论文，此文由FredMintzer与JohnD.McFall所著，发表于1991年2月26日，在加利福尼亚州SanJose举办的1991年IS&T国际电子图像研讨会中图像处理与重放系统会议的会议记录。主题进一步的讨论，可参阅标题为“高性能、高传真彩色扫描器的彩色特性与彩色校准”一文，此文由H.R.Delp，G.Goertzel，J.D.Lee，F.C.Mintzer，G.R.Thompson与H.S.Wong所著，发表于1991年5月12-17日IS&T第44届年会中电子摄影术研讨会的会议记录。
图4是根据本发明作为在标准电脑系统(10)(图1)中由处理器(11)所执行，校准一调色板所需的各步骤。方块(200)是有关选择一“标准”显示器的步骤，而步骤(210)则论及了有关此“标准”显示器的替代过程步骤，依其是否代表一单一显示器或是代表一组显示器而定。如果是单一显示器，则方块(220)是有关需要此显示器可以是一特定显示器，或是利用各工业标准所选出的显示器;而方块(230)是有关决定此标准显示器的XYZ到RGB矩阵M＊。可根据本文所述及本技术领域中众所周知的各项技术，而作此决定。方块(240)是有关决定将用于本系统的调色板的步骤而方块(250)是有关测量的步骤，计算此标准显示器上每一调色板项目的CIE XYZ＊三激励值。
此外，如果所选出的显示器是代表一组显示器，则方块(260)是有关决定该组的XYZ到RGB矩阵的步骤，且取一加权平均以展开此矩阵M＊。方块(270)是有关决定一调色板的步骤，该步骤与方块(240)所述的步骤相同。方块(280)是有关为整组显示器测量每一调色板项目的CIE XYZ＊三激励值步骤，然后取加权平均，而以类似于方块(250)所述的方法，展开每一调色板项目的三激励值。
在方块(260)与(280)中，最好在CIE L＊a＊b＊或CIE L＊u＊v＊等视觉均匀的空间执行此加权平均。我们可能希望加权这些平均数使其趋向最不饱和的磷光质，使得所有的监视器都能获得这些彩色。
经过上述两个互替代表过程后，方块(290)是有关将测出的各XYZ＊乘以此矩阵M＊，以便得到此标准显示器的RGB＊三激励值的步骤，而且随即标准化这些数值。方块(300)是关于在一调色板校准表记录每一项目的XYZ＊三激励值的步骤;而方块(310)是有关建立一与显示器无关的标准化调色板检索表，而此表包含了标准显示器的标准化RGB＊三激励值。
图5是在标准电脑系统(10)(图1)中，作为由处理器(110)所执行，而为准备一与显示器无关的图像所需的各步骤。方块(500)是有关得到一数字图像的步骤，而此图像是具有为此图像中每一像素所规定的CIE XYZ三激励值。方块(510)是有关自方块(500)中所涉及的图像，获取第一像素的步骤。方块(520)是有关将每一像素XYZ值乘以矩阵M＊，以便得到此像素的与显示器无关的RGB三激励值的步骤。方块(530)是有关为此像素辨识出最佳调色板项目的步骤，为达到此一步骤可利用标准的半色调技术、以及与显示器无关的标准化调色板检索素。方块(540)是论及将此调色板项目存储在与显示器无关的调色图像的对应像素位置的步骤。方块(550)是有关决定是否仍要检查此图像中更多像素的步骤，如要继续检查，则须重复顺序(510)到(540)，直到已无图像中的其他像素为止。
现有技术中所熟知的半色调技术的说明，可参阅题为“具有一限定彩色调色板的显示图像的半色调技术”的一文，由G.Goertzel与G.R.Thompson所著，发表于在加州Pasadena举行的1990年电子图像西部年会中。
图6是本发明由特定电脑系统(20)(图1)的处理器(21)所执行，而用于准备一特定显示器的调色板的各步骤。方块(320)是有关决定此特定显示器的XYZ到RGB变换矩阵M的步骤;此步骤与图3A中方块(101)所述步骤相同。方块(330)是有关测量此特定显示器三磷光质中每一个的三激励值Y(亮度)，而作为此显示器的数字驱动信号的函数，且随即将这些数值标准化的步骤。方块(340)是有关计算此特定显示器的标准化各亮度表的步骤。方块(350)是有关后续各过程步骤取得第一调色板项目的步骤;而方块(360)是有关将此调色板校准表的各XYZ＊值乘以矩阵M＊，以得到此特定显示器的RGB三激励值的步骤，该步骤类似于图3A中方块(104)所述的步骤。方块(370)是有关利用此标准化亮度表，变换算出的各RGB，以得到此特定显示器上最接近各XYZ＊的数字驱动信号的步骤。方块(380)是有关将方块(370)中的步骤所决定的各数字驱动信号数值，存储在一特定显示器的调色板的步骤。方块(390)是有关为此显示器所选出的所有调色板项目，决定整个过程是否已经完成的步骤。如果还要处理更多的调色板项目，则重复步骤(350)到(380)，直到已经处理了所有的调色板项目为止。
图7是由特定电脑系统(20)(图1)所执行，按照本发明而显示一图像所需的各步骤。首先，方块(400)将此特定显示器的调色板装入与此特定显示器相关的显示器适配器，因而此显示器现在已经备妥，而得以显示可忠实代表所需图像彩色的彩色图像。
本发明的各过程步骤将可配合任何类型的调色板，不论其有无正交的各调色板项目;本发明也可配合客户订制的调色板，此调色板是为一特定的图像而创造的。在本文所述的较佳实施例中，说明了测量每一种显示器或每一种调色板项目的方法。但是，熟悉本技术领域的人员应当懂得还有许多技术可用于以较少测量而获取信息。例如为了决定标准化亮度表，可能作出一模型以说明一显示器的作用，然后作几次测量以校准此模型，然后以内插法计算出这些数字驱动信号的各数值。在图4中，也可仅测量几个调色板项目的CIE XYZ＊，而利用R、G、B的线性组合以决定其他调色板项目的数值。也还有产生一标准化调色板检索表的其他技术。例如，若不测量这些调色板的CIE XYZ＊三激励值，并将其乘以矩阵M＊，也可测量每一磷光质的亮度(仅有Y值)，而作为各数字驱动信号的函数，且使用其变换此调色板的各数字驱动信号，以产生一标准化的RGB＊三激励值。
在某些例子中，若此标准显示器代表一组磷光质特性非常接近的显示器时，则不须修正色差及可得到本发明的许多好处。即在校准一显示器的各步骤中(图6的方块(360))，须使用标准矩阵M＊而不使用特定显示器的矩阵M，以便配合特定显示器的调色板而使用。
对于存储在光盘的图像并以此方法与人共用或转移者，上述的过程技术可说是非常有用的。例如，可按照标准调色板将图像以调色存储起来，但在光盘上附上每一调色板的调色板校准表。因而此光盘的生产者不必知道接受者显示器的颜色特性，但此图像的接受者即可以忠实的彩色显示此图像。本技术除了测量之外，也可将其扩充而配合各种校准技术。例如，还有许多用来决定标准化调色板检索表的技术，如可显示一系统特殊设计的图像，要求使用者选出最能显示出一图案的图像。也有用于执行彩色平衡且估计此矩阵的类似技术。
在不脱离本发明的精神与基本属性下，也可以其他各种特定的形式实施本发明，因此希望在各方面以例举性地而非以限制地看待本发明的实施例，并请参照最后的权利要求书，而不要参照上述说明，以便指出本发明的范围。
权利要求
1.一种在连接到一特定电脑系统的一特定电脑显示器上显示一忠实彩色图像的方法，此种方法特征在于下列各步骤自一标准电脑系统接收一调色板校准表；自一标准电脑系统接收一与显示器无关的图像；自该调色板校准表且自该特定电脑显示器有关之信息计算一特定显示器的调色板；自该特定显示器的调色板且自该与显示器无关的图像产生该忠实彩色图像；以及将该忠实彩色图像显示在该特定电脑显示器上。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于该计算步骤进而包含了下列各步骤决定该特定显示器的一XYZ-RGB变换矩阵M;自该XYZ-RGB变换矩阵M与该调色板校准表计算该特定显示器的RGB三激励值;以及利用一标准化的亮度表变换该RGB值，以得到该特定显示器的调色板。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于由该变换步骤所使用的该标准化的亮度表进而包含了下列各步骤测量该特定显示器的亮度三激励值Y;标准化该亮度三激励值Y;以及自该标准化步骤中所标准化的该亮度三激励值Y计算该标准化的亮度表。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于该产生步骤进而包含下列步骤将该特定显示器的调色板传送到该特定电脑系统中的一显示器适配器;将该与显示器无关的图像传送该显示器适配器;以及在该显示器适配器中，将该特定显示器的调色板以及该与显示器无关的图像合并。
5.一种设有一特定电脑显示器的一特定电脑系统，该特定电脑显示器能够显示一忠实彩色图像，其特征在于自一标准电脑系统接收一调色板校准表的装置;自一标准电脑系统接收一与显示器无关的图像的装置;自该调色板校准表且自该特定电脑显示器有关的信息计算一特定显示器的调色板的装置;自该特定显示器的调色板且自该与显示器无关的图像，产生该忠实彩色图像的装置;以及将该忠实彩色图像显示在该特定电脑显示器的装置。
全文摘要
用一种有效的方法产生忠实彩色图象，以便在一特定电脑显示器上显示。标准电脑系统产生调色板校准表，然后由校准表和原始图象产生与装置无关的图象。特定电脑根据调色板校准表及有关信息，计算出调色板，并将调色板以及与装置无关的图象传送至显示器适配器，产生忠实色彩的图象。
文档编号G06T11/00GK1086912SQ93118790
公开日1994年5月18日 申请日期1993年10月20日 优先权日1992年11月10日
发明者高尔顿·威斯利·布劳达卫, 海伦·罗克斯洛·戴尔普 申请人:国际商业机器公司