专利名称：多原色驱动值计算单元和方法
技术领域：
本发明涉及一种计算单元，其设置为用于基于输入目标颜色来计算作为输出的数量多于3个的量化驱动值，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量的原色的电子多原色显示单元，从而基本上再现该目标颜色。
本发明还涉及一种包括这种计算单元的多原色显示设备。
本发明还涉及一种计算方法，该方法基于输入目标颜色来计算作为输出的数量多于3个的量化驱动值，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量的原色的电子多原色显示单元，从而基本上再现该目标颜色。
本发明还涉及实现该方法的软件。
背景技术：
自从50年代出现彩色电视以来，这种彩色电视就已经以三种再现(加色)原色(通常简称为原色)的方式来工作。电影也是一样的在手工多色着色和某两个原色电影的时期之后，目前的电影采用三原色。这种选择的基本原理在于一个标准的人类观察者在其视网膜中有三种类型的视锥。因此如果利用三原色(具有特殊光谱)的特殊混合来在视网膜上照射光点，那么就提供了观察者不能将其与众多其他照射光谱区分开的色感。这种原理称为条件配色(metamerism)。设计彩色显示器的目的是选择三种原色，从而能够利用条件配色来模仿自然存在的物体光谱(例如柠檬的光谱)。
可以思考三原色再现例如对于颜色异常的观看者来说精度是否令人满意。但是，根据实际的观点，目前的彩色电视被认为令人满意地再现了多种颜色。在任何情况下，实际感觉到的显示器上的物体颜色是大量因素的函数，所述因素例如环境光。
在生产制造方面，照相机和颜色处理在色度上也是不精确的，而实际上是经调和的，因此至少面色是可接受的。
但是最近这些年，在许多公司和研究所中出现了朝向所谓多原色彩显示器的推进力，本领域技术人员利用多原色彩色显示器的这一术语来描述具有多于3个原色的显示器，多于3个例如4、5、6或甚至32或更多。当设计目前的三原色显示器时，已经认识到应该选择红、绿和蓝原色(参见
图1的三角形)，从而能够尽可能地再现许多天然色(在技术术语中，在可再现的颜色的色空间中的总容量称为显示色域(gamut)，其不会与显示灰度或者色调再现曲线混淆)。根据如发光效率的这些因素来选择在CRT中使用的发光材料的实际颜色点。但是，能够在数学上证明利用加色(多原色)显示器，仅仅能够再现位于由连接原色的直线所界定的彩色平面(例如xy标准彩色平面)的凸区域中的那些颜色。例如对于标准的PAL CRT电视来说，仅仅能够再现图1的三角形r、g、b中的颜色。光谱颜色轨迹曲线102示出单色(单一波长)的彩色平面x、y中的轨迹，因此所有可能的天然色都属于该曲线102，但是许多颜色(例如青色c)位于PAL三角形r、g、b的外面，因此不能在PAL CRT电视上再现这些颜色。其他显示技术根据显示物理性质而具有其自己的三角形模型(version)，例如LCD通常具有非最佳的相当不饱和的蓝原色。实际上，能够很容易看到，由于光谱轨迹的形状，选择三原色不能够再现所有的天然色。即，尽管大三角形的三原色显示器能够显示大多数天然存在的颜色，例如在该三角形内部的所有浅色，但是三原色对于天然色的再现是不够的。
尽管在该三角形之外的大多数颜色，例如柠檬黄，仅仅显示为轻微地褪色，如果观看者已经注意到了，那么通常应该不是不适宜的，但是大的颜色色域仍然是优选的。例如观看者可能更喜欢能够由PALCRT电视再现的颜色中的不自然地高度饱和的颜色。
使多原色显示器的引入变得缓慢的一个因素是，获得用于该显示器的正确驱动值的数学计算(例如必须将电压施加于CRT的红色电子枪，以达到再现该颜色所需的红色的正确比例)。对于三原色显示器来说，很容易计算这些驱动值，因为它们是具有三个未知数(用于唯一地再现任何色感的三原色通道)的三个方程式(观看者的三个色感维度)的集合来获得的，如能够在下面的方程式1中看到的。
对于多原色显示器来说，不清楚应该怎样确定驱动值。在任何情况下，不仅驱动值的一个集合能够导致同一种色感，而且多个集合也能够导致同一种色感。因此不清楚应该选择驱动值的哪一个集合。应该做的选择是清楚的，即某一种附加约束/方程式是所希望的，但是存在选择这一约束的不同方法，例如当施加特殊驱动值时根据显示器的寿命(例如，如果从不使用一条通道，那么其将更慢地老化)来选择这一约束的方法。
在相当多的思考之后，形成许多一般的方法，这些方法都是相似的，并且典型地由WO 02/099557来举例说明，其思想在于基于从对该色域的边界上的作用来产生颜色，以确定驱动值的特定集合，其中自由度的数量很少。
但是，尽管该方法的输出是近似再现该目标颜色的驱动值的特殊集合，但是WO 02/099557的方法的缺点在于确保驱动值的特殊集合不一定是最佳的集合(根据特殊要求)，众多可能的集合中的另一个集合可能是更好的。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算单元，其能够确定对于目标颜色来说更适当的驱动值的集合，特别是导致高度精确的彩色再现的驱动值的集合。
这一目的在下面所述的计算单元中实现，该计算单元包括确定单元，其设置为根据该目标颜色而确定用于每个量化驱动值的量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])，并且该计算单元包括最佳化单元，其设置为根据该量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来生成量化驱动值的候选元组的集合(CS)；以及根据预定的误差准则从集合(CS)中选择作为候选的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)来驱动显示器，所述候选导致在该集合(CS)的所有候选中与目标颜色(T，TV)最接近的颜色的再现(RP)。
N.B.A元组是数的阵列，有点像向量。
希望提高精度的本领域技术人员可能想要通过利用另一个多原色的颜色到驱动值的策略来重新计算它们，以获得驱动值的更高精度的集合。但是进行(go through)所有可能的组合需要巨大量的计算，这对于实时的视频系统是不可实现的。
通过检查最佳化单元中的再现精度，不需要复杂的颜色到驱动值的数学计算，而是仅仅需要直接的正向的驱动值到颜色的模型。根据可用的计算量能够很容易地调谐根据本发明的计算单元。如果仅仅少数的计算是可能的，那么候选集合保持很少，但是不利在于精度可能不会提高很多。实验显示出利用合理的较少的候选集合已经能够达到良好的结果。可以设计不同的直观推断来确定用于从初始值开始快速达到驱动值的良好集合的良好的路径。
在计算单元的实施例中，其中该最佳化单元包括候选生成单元，其设置为根据各个初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来确定驱动值的候选元组的集合，作为对于相关联的尺寸d来说位于多原色驱动值空间的许多离散能级Nd中的那些驱动值的元组集。
将候选限制在初始值周围的固定(通常是少量的离散值)区域通常导致明显地提高精度并且通过经历所有偏移(即将其增加到初始值上)能够简单地生成候选。此外，按照这种方式保证了驱动值将不会受到强烈地波动。此外，偏离初始值的小偏移使该方法/单元能够稳固地抵偿(against)显示器的模型与实际灰度系数性能之差。
在计算单元的另一个实施例中，候选生成单元包括偏移存储器和候选生成器，该偏移存储器包含驱动值偏移元组，其根据如被增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])时具有生成更接近于目标候选的高可能性的实验来预先确定，候选生成器设置为将成分状态的偏移的元组增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])中。
为了进一步减少计算量，可以仅检查特殊偏移(例如可以对偏移超正方体作二次抽样)来代替经历所有偏移。可以预存储适合的候选，然后仅仅将这些(或其中的一些)发送给候选生成器，从而检查它们的再现精度。不同的理论可以产生子集。
在计算单元的又一个实施例中，候选生成单元包括偏移存储器(306)、偏移选择器和候选生成器，该偏移存储器包含驱动值偏移元组，该偏移选择器设置为根据预定的准则依靠误差(e)来选择特殊的偏移元组，所述误差(e)是预定误差准则的估计结果，候选生成器设置为将成分状态的特殊的偏移元组增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])中。
为了减少必须被检查的候选的数量，也可以动态地横穿偏移的超正方体，即下一个候选取决于当前的候选以及利用该候选获得的再现结果。
其优点在于通过进一步设置偏移选择器来进一步设置先前的计算单元实施例从而根据目标颜色来选择特殊的偏移元组。
例如在色域的边界附近，一些偏移可能比其他偏移更能获得希望的结果。
优点在于包括了具有最佳化单元的计算单元，该最佳化单元包括误差估计单元，其设置为评价具有亮度的结果误差(e)对色度误差的不同作用的预定误差准则。这能够考虑(特殊)色度对亮度误差的不同的心理视觉(psychovisual)的重要性。
当计算单元包括在多原色显示设备中时是有用的，该显示设备进一步包括与该计算单元相连的多原色显示单元以接收量化驱动值。
提供一种与该计算单元类似的计算方法，其基于输入目标颜色来计算作为输出的数量多于3个的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量的原色的电子多原色显示单元，从而基本上再现该目标颜色，该方法包括根据该目标颜色而确定用于每个驱动值的量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])；根据该量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来生成量化驱动值的候选元组的集合(CS)通过根据预定的误差准则从该集合中选择一个候选来确定量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述候选导致在该集合的所有候选中与目标颜色最接近的颜色的再现。该方法能够以不同的方式来实现，如软件，其使得例如从互联网接收视频的个人计算机能够驱动家庭影院多原色投影仪。
附图简述根据本发明的计算单元的这些和其他方面将从下文参考附图描述的仪器和实施例中显而易见，并且参考该仪器和实施例来解释说明，这些附图仅仅用作举例说明更一般的概念的非限制性的特定图解，其中虚线用于表示任选的部件。
图1示意性地示出3原色和多原色彩色显示器的色域；图2示意性地示出在多原色显示设备中的本发明的计算单元；
图3示意性地示出计算单元的最佳化单元的示范性实施例；图4示意性地示出用于全色盲观察者的多原色重建；以及图5示意性地示出用于误差空间的不同区域的最佳偏移。
具体实施例方式
图1示意性地示出在颜色(x，y)和亮度(Y)空间中的电子加色显示器的色域，即能够由彩色再现设备再现的所有颜色。用实线绘出的帐篷形状110是三原色显示器的色域，例如具有EBU(欧洲广播联盟)标准兼容发光材料的目前通用的CRT电视，其根据许多技术约束来选择，所述技术约束例如效率。图中还示出四原色设备120的色域(虚线)。该图能够数学地示出该显示器上的可再现颜色的色度(x，y)位于从原色色度(在该例子中是小的r，g，b和c)构造的凸多边形中，并且所有的三维可再现颜色(例如规定为元组(x，y，Y)或在线性加色(X，Y，Z)空间中)位于帐篷形的色域中。
该图还示出单色光谱的色度，即所谓的光谱轨迹102，在颜色领域一般称之为马蹄形。所有的物体光谱本质上都具有在该马蹄形轨迹中的颜色。能够看到三原色显示器不能再现所有的色度，例如不能再现色度c。事实上，该图能够精确地示出三原色显示器不能再现该马蹄形中的所有颜色。4原色(4P)色域120的容量也远大于3P色域的容量，不仅仅因为其具有在色度平面(x，y)中的较大的面积(support)，而且因为对于由3P显示器可再现的特殊颜色来说其能够达到更大的亮度。
这可能在一定程度上是由于四原色(例如在LED显示器中)刚好发出更多的光，因此4P显示器的白色W’(能够通过将最大驱动值发送到所有的三原色通道而获得的)具有比3P显示器的白色W更高的亮度。这对于例如LCD多原色显示器来说是不太明显的，因为其最大亮度由背面光来控制。
显示器色域的广度的合理测量(不管白色亮度的影响)通过将其与所谓的理想颜色的色域的比较来获得。能够精确地证明这些具有给定色度的最大亮度，并且通过利用滤光器过滤白光来形成，所述滤光器具有等于0或1的光谱振幅以及在0和1部分之间的1个或2个无限陡峭的交叉。
因此能够看到多原色的色域具有在白色周围的更宽的区域，即对于特殊色度来说它们能够再现更高的(标准化)亮度。在任何情况下，多原色显示器都能够再现更多的颜色。
从实际角度，目前的彩色电视(以及其他再现策略，例如影印)被在颜色再现方面被认为令人满意。大部分实际存在的颜色本质上属于其色度三角形(在图1中的r，g，b)，但是在边界上的颜色可能不会具有所需亮度的再现，这通常导致消波误差。
但是，最近十年，更多的注意力已经出现在使色域更宽(即多原色，其支持多于三个原色，例如4或6)的显示器中，因为不能忠实地再现例如许多青色颜料、着染料的品红织物以及黄色的物体颜色。这已经产生了基于不同彩色再现技术的许多多原色显示器。事实上，本发明的计算单元能够用于这种显示器，如具有多于三个滤色器(例如，在彩色转盘中)以及一个或多个光调制器的投影仪具有多于三个不同原色LED的LED显示器具有多个滤色器和/或多个背面光的LCD等。
但是沿该途径达到实际多原色显示器的主要困难不全是显示器硬件的结构，还有为了获得用于再现目标颜色所需的驱动值的软件/数学计算。
如目前的电视所采用的加色的三原色显示器的数学计算可简单地模拟为在方程式1中，将要再现的目标颜色T表示为其X，Y和Z值，并利用驱动加权LD的元组从原色M(其包含单一原色驱动的X，Y，ZXYZT=XrXgXbYrYgYbZrZgZbΓr(R')Γg(G')Γb(B')+B=MLD+B-----[Eq.1]]]>作用例如当给出[255，0，0]驱动元组时显示单一的红色)的矩阵的矩阵乘法来获得，其与经由显示器硬件的γ性能(例如用T r(R’)的函数来模拟)的实际驱动值R’，G’和B’有关。B是黑色泄漏颜色，为了提高精度而包括在方程式1中。
根据这一理论方程式，在提供目标颜色时，通过矩阵求逆可以很容易地获得所需的驱动值，因为存在三个未知数和三个方程式，因为彩色视觉是三维的(至少根据在彩色再现技术中所采用的简单但是令人满意的精确的模型)。
但是，对于多原色显示器，因为例如需要4个驱动值(R’，G’，B’，C’)，所以未知数多于方程式。因此数学计算不是简单可逆的，即存在无限多个解。
这对于全色盲观察者简化地示出，全色盲观察者即是仅仅看到图4中的灰度值L以及两个原色P1和P2的观察者。通过利用两个单位的P1的作用能够再现用交叉号表示的目标颜色415，但是所需的增加的4.5个单元的P2意味着导致再现点411的4个单元和导致点412的5个单元引起相当大的亮度L的误差。但是，具有元组[3，4]的再现413确实相当精确地再现了目标亮度L，全色盲观看者无论如何也感觉不出这些再现之间的颜色U的差异。
但是任意地选择解会导致各种类型的恼人效应，如误差，通道的不同程度的老化等。
存在相对较少的多原色的驱动计算策略，所有这些策略都基于同一个思想减少自由度的数量。
对于本发明来说，我们对于算法感兴趣，该算法产生相对平稳变化的驱动值，即，如果颜色T需要驱动值(A’，B’，C’，...)，那么邻近的颜色T+ε应该需要几乎没有差别的驱动值，例如(A’+α，B’+β，C’+γ，...)，其中α，β和γ的值显著小于驱动值的总范围，例如等于几个(例如0，1，2或3个)离散的驱动值，并且因此不等于(15*A’，0，22*C’，...)。
图1中示意性地示出了根据WO 02/099557(在本文中简单称为“热那亚方法”)的计算多原色驱动值的可能方法。
颜色m清楚地位于4P色域120中，必须将该颜色再现，并且能够利用r，g，b和c的不同作用来将其再现。计算位于该色域的边界上的色度相同但最大亮度不同的颜色M。由于该色域的边界具有较少的自由度(例如在线性色空间中通过将除了两个原色驱动值之外的其他原色驱动值设置为零来获得边界小平面)，因此存在对于产生颜色M的唯一的驱动值组合。这些值能够被预先计算好，并存储在用于所有色度的存储器中。由于加色再现的线性特性，色度相似但是亮度较低的颜色m简单地按照通过M与m的亮度比来缩放所存储的唯一驱动值。
尽管这为再现近似等于所需目标颜色的颜色提供了唯一的计算所需驱动值的方法，但是所得到的再现颜色决不是最佳的可能再现。换句话说，所得到的驱动值不是最佳驱动值。出现这一问题是因为将这些驱动值进行了量化。根据无限小的精确驱动值，所提出的方法将产生精确的彩色再现。但是由于量化，驱动值元组[2，17，8，21]可能导致例如略微偏红的颜色(或光)，而通过对[2，17，8，22]增大青色(抗红色)作用来反抗红色可以产生再一次略微偏青色的颜色。但是这两个元组精确地是热那亚方法得到的结果，并且不是其他的(这两个元组是沿着线130的真实颜色周围的最接近的离散值)。但是，或许元组[7，12，9，14]将提供精确得多的再现。这是本发明设法实现的精确结果得到更精确的再现，但是其具有合理数量的计算，即从良好的初始猜测开始，如从热那亚方法所获得的。
由于本发明的驱动值生成没有彻底地检验所有的颜色(这是不能实现的，特别是对于实时视频来说)，因此不能保证产生非常好的彩色再现。但是根据定义，这决不会比具有热那亚驱动值的初始再现差，通常将是更好的，并且不会远离最佳再现。
图2示意性地示出在多原色显示设备中的本发明的计算单元220。对于每个图像像素来说，输入标准的色别标志(colorspecification)，例如TV是标准的PAL YUV或MPEG YCRCB标志。在任何情况下，这唯一地指定了一种颜色，并且能够变换为用于再现该颜色的驱动值。该输入在连接260上提供，该连接260可以是任何可能的电视连接，例如电缆连接或者与盘读取设备的连接。计算单元220可以将这种输入彩色TV变换为目标颜色的另一种表现，例如T是X，Y，Z表现，这是因为其实际用于随后计算的线性度。因此，通常可以包括色空间转换单元222，其设置为将(3×3)的矩阵变换作用于输入颜色并将γ变换作用于所得到的彩色信号(通常将它们升高到2.2次幂)，然后进行第二次矩阵变换。
随后，确定单元224将目标X，Y，Z颜色(或类似的其他彩色表现)变换成量化初始值[R’]，[G’]，[B’]，[C’](“’”表示反转的γ空间中的值，即已经增大到例如1/(2.2)或0.45次幂的线性值，方括号表示量化，如本领域众所周知的)。这些初始值可以已经发送到电子多原色显示单元200中，但是彩色再现将是次最佳的。确定单元224设置为首先将多原色转换单元226中的目标颜色T转换为线性驱动值或加权R，G，B和C。可以应用任何平稳转换的算法，例如上面借助于图1描述的热那亚方法。随后，反转的γ单元228施加非线性函数以考虑通道的非线性特性。该反转的γ变换的目的在于当将反转的γ值发送到显示器时，例如电压或数字值，那么由于显示器的γ，将近似地显示原色通道的正确线性光作用。例如，已知由于电子枪物理性质和诸如在显示器正面所反射的环境光的其他因素，因此能够利用γ例如为2.8的幂函数来模拟例如红色通道的CRT颜色通道。考虑在暗淡环境中观看的精神物理学，反转的γ函数应当是幂(c，0.45)[即c0.45]，其中c是例如线性红色驱动加权R。另一方面，LCD设备具有S形函数。通常，对所需的性能进行测量，并且将所需的反转的γ函数存储在查找表中。最后，量化器230将这些值量化，例如量化为在0和255之间的单位，同时产生量化的初始值[R’]，[G’]，[B’]和[C’]。
本发明的核心在于最佳化单元2 32的增加，其设置为根据这些初始值确定在色度上更精确或 “最佳”的驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)。在下面借助于图3来描述其内部工作的例子。
图2进一步示出示范性的4P显示单元200，即基于DMD的背投影仪。灯204发出的光由色轮206中的四个滤色器之一(通常是基本上覆盖可见光谱范围的基本上分离的带通型滤光器)来过滤。该光随后通过半反射镜208引导到数字微反射镜设备(DMD)210，其起到光调制器的作用。当红色滤光器位于光路中时，需要大的红色作用的像素将光朝大量基本时间(elementary times)的输出引导。正确调制/着色的光经由投影透镜212投射在背投影显示器正面的显示屏214上。将最佳驱动值[R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o输入，从而在每个四分之一周期内正确地操纵DMD的微小反射镜。
图3示意性地示出计算单元220的最佳化单元232的示范性实施例。
候选生成单元302设置为根据各个初始值[R’]，[G’]，[B’]和[C’]来确定驱动值的候选元组的集合CS来作为对于相关联的尺寸d(即例如沿对于每个驱动值来说的正向或逆向的1，2或3个分立的阶段)来说位于多原色驱动值空间的许多离散能级Nd中的那些驱动值所组成的元组集。
因此例如如果[14，10，10，10]是初始元组，那么[14-1，10，10，10]，[14+1，10，10，10]，[14，10-1，10，10]等是用于检查其彩色再现的所关注的候选。这种方式的工作不能保证找到可获得的最佳彩色再现。另一方面，其确实显著节省了计算，因为例如对于6个原色来说，穷举搜索将意味着检查幂(256，6)驱动值元组的再现，这对于实时视频来说太漫长了。但是，利用目前的硬件和软件为每个像素检查少量可选择的候选元组是可行的。如图4示意性示出的，最佳候选接近初始值是不太可能的(特别是对于平稳的初始值生成方法)，并且在任何情况下，由于最佳化，再现不会比利用初始驱动值的再现差。但是，平均起来精度增大了许多位(等效的)，特别是在消色差轴附近，并且自然存在的大多数颜色无论如何不会非常饱和。
借助于偏移存储器306很容易实现候选生成单元302的功能，所述偏移存储器包括诸如[-1，0，0，0]，[+1，0，0，0]，
等的偏移元组。这种偏移由候选生成器304来简单地进行增加，该候选生成器设置为将成分状态的偏移元组增加到[R’]，[G’]，[B’]和[C’]中，即例如[R’]-1，[G’]+0...
可以设置偏移选择器308以便根据预定的准则来选择仅仅传送到候选生成器304的特殊元组，从而代替彻底地检查所有可能的邻近受约束的偏移元组。例如，实验已经示出如很可能导致再现得以改进的基于统计准则的先验选择的偏移子集能够令人满意地工作，这再一次降低了计算的工作量。
最佳化单元232可选择地设置为使得偏移选择器基于残留误差来确定偏移元组。例如，如果再现的颜色不是足够的红色，那么选择能够增大红色的偏移，而忽视减小红色的偏移。这在图5中示意性地示出。这里对于两种颜色驱动成分示出了(两成分)误差平面，其中误差的方向是明确的，沿着该方向保留或(vs.)丢弃误差集，这取决于误差所处的象限(例如正的e1和e2)。也考虑误差的量，因为如能够看到的，象限被分成四个。例如在误差平面区域502中，偏移元组01和02很可能是用于改进的再现精度的候选，而在象限503中，则是05和06，它们可以具有例如很小的成分偏移(＜2)，因为仅仅需要很少的彩色校正，因此不需要检查大的偏离。此外，其优点在于使偏移选择也取决于目标颜色在色域中的位置，例如接近于色域边界，具有(非常)高或低的亮度，特别是在色调部分等，这通过向偏移选择器308提供预定的直观推断来实现。
更先进的方法可以适当地更新所选择的元组集合，例如基于在连续的候选选择过程中的误差路径的(梯度)。将候选驱动值元组DC(即，初始值+特殊的当前选出并且将要被检查的偏移)发送到再现估计单元320，其包括向前的彩色映射单元322。该单元被逆向量化并且模拟显示单元200将要再现的再现颜色R，例如在具有与方程式1类似的方程式的X，Y，Z空间中，即其中现在也具有青色驱动成分，并且同样地在六原色显示器中，XYZR=XrXgXbXcYrYgYbYcZrZgZbZcΓr(R')Γg(G')Γb(B')Γc(C')+B-----[Eq.2]]]>例如附加的黄色YE和品红MG原色，等。
该方程式非常简单并且是从显示器的线性可加性得到的。其他颜色空间是可能的，例如CIE-实验室(Lab)空间，在这种情况下，向前的彩色映射单元322通常包括从X，Y，Z空间到实验室空间的额外转换。误差估计单元324根据在某一个色空间中的某一个距离公式来估计(检查)再现的精度，即再现颜色R到目标颜色T的距离。例如，可以采用感觉上普遍的DE实验室或其增加的精度改进。或者简单的误差公式例如是e＝|XR-XT|+|YR-YT|+|ZR-ZT|。
优点在于，如果误差公式包含用于亮度误差和色度误差(例如实验室中的a和b差)的不同的加权因数。对于如上所述的偏移选择器，在元组中发送不同的误差成分，并且在其他输出端将标量的误差输出到误差值分析器326。如果误差e小于目前的最小误差e0，那么将目前的驱动值存储在存储器330中。也可以设置停止条件检测器，例如如果第三个被检查的偏移已经产生了低于在统计学上被期待作为结束精度的精度，那么不需要检查其余的偏移。候选也可以保存在中间存储器310中，并且随意地取回。
目前的计算硬件可以与误差扩散或统计的噪声隐藏算法相结合。在这种实施例中，设置误差扩散块350，其计算当前像素允许的一部分误差(例如根据Floyd-Steinberg算法)并在邻近像素中考虑其余的误差。这影响了候选的生成。
当前的计算单元和方法对于各种类型的多原色显示器都是有用的，但是对于低位深度显示器是特别有用的。目前许多移动显示器具有低位深度，例如每通道5位。作为传统的高频振动的可选择方案，目前描述的多原色方法能够提高彩色精度，同时通常不会损失分辨率。
在本文中公开的算法组成在实践中可以作为硬件(例如应用程序的特定IC的部件)来(整体或部分地)实现，或者作为在专用数字信号处理器或普通的处理器等上运行的软件来实现。
计算机程序产品应该理解为命令集的任何物理实现，所述命令集使得在将命令提供到处理器中的一系列加载步骤(其可以包括中间转换步骤，如译成中间语言和最终的处理器语言)之后，处理器能够执行本发明的任何特性函数，所述处理器即一般用途或特殊用途的处理器。实际上，计算机程序产品可以作为诸如盘或磁带的载体上的数据、存储器中存在的数据、在有线或无线网络连接上传播的数据，或者纸上的程序代码来实现。除了程序代码之外，该程序所需的特性数据也可以具体化为计算机程序产品。
本方法的工作所需的一些步骤可以已经存在于处理器的功能中而不是记述在计算机程序产品中，如数据输入和输出步骤。
应该注意，上述实施例是说明而不是限制本发明。除了在权利要求中作为组合的本发明的元件的组合之外，元件的其他组合也是可能的。多个元件的任何组合可以在单一的专用元件中实现。
在权利要求中的括号之间的任何附图标记不用于限制该权利要求。词“包括”不排除还存在在权利要求中没有列出的元件或特征。在元件之前的词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。
权利要求
1.一种计算单元(220)，其设置为基于输入目标颜色(T，TV)来计算作为输出的数量(n)多于3个的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量(n)的原色的电子多原色显示单元(200)，从而基本上再现该目标颜色(T，TV)，在该计算单元中包括确定单元(224)，其设置为根据该目标颜色(T，TV)而确定用于每个量化驱动值的量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])，以及在该计算单元中包括最优化单元(232)，其设置为根据该量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来生成量化驱动值的候选元组的集合(CS)；以及根据预定的误差准则(E(R，T))从集合(CS)中选择作为候选的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述候选导致在该集合(CS)的所有候选中与目标颜色(T，TV)最接近的颜色的再现(RP)。
2.如权利要求1所述的计算单元(220)，其中该最佳化单元(232)包括候选生成单元(302)，其设置为根据各个初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])，来确定驱动值的候选元组的集合(CS)，作为对于相关联的尺寸d来说位于多原色驱动值空间的多个离散能级Nd中的那些驱动值的元组集。
3.如权利要求2所述的计算单元(220)，其中候选生成单元(302)包括偏移存储器(306)和候选生成器(304)，该偏移存储器(306)包含驱动值偏移元组，其根据如被增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])时具有生成更接近于目标候选的高可能性的实验来预先确定，候选生成器(304)设置为将偏移的元组成分状态地增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])中。
4.如权利要求2所述的计算单元(220)，其中候选生成单元(302)包括偏移存储器(306)、偏移选择器(308)和候选生成器(304)，该偏移存储器(306)包含驱动值偏移元组，该偏移选择器(308)设置为根据预定的准则(E(R，T))取决于误差(e)来选择特殊的偏移元组(O1，图5)，所述误差(e)是预定误差准则(E(R，T))的估计结果，候选生成器(304)设置为将特定的偏移元组(O1)成分状态地增加到初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])中。
5.如权利要求4所述的计算单元(220)，其中将偏移选择器(308)进一步设置为根据目标颜色(T)来选择特定的偏移元组(O1)。
6.如权利要求1所述的计算单元(220)，其中该最佳化单元(232)包括误差估计单元(324)，其设置为评价具有亮度的结果误差(e)对色度误差的不同作用的预定误差准则(E(R，T))。
7.一种多原色显示设备(250)，其包括如权利要求1中所述的计算单元(220)，以及与计算单元(220)相连，以接收量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)的多原色显示单元(200)。
8.一种计算方法，其基于输入目标颜色(T，TV)来计算作为输出的数量(n)多于3个的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量(n)的原色的电子多原色显示单元(200)，从而基本上再现该目标颜色(T，TV)，该方法包括根据该目标颜色(T，TV)而确定用于每个驱动值的量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])，根据该量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来生成量化驱动值的候选元组的集合(CS)，通过根据预定的误差准则(E(R，T))，从该集合(CS)中选择一个候选来确定量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述候选导致在该集合(CS)的所有候选中与目标颜色(T，TV)最接近的颜色的再现(RP)。
9.一种计算机程序产品，其包括用于使处理器能够执行根据权利要求8的方法的处理器可读装置，该处理器可读装置包括用于根据该目标颜色(T，TV)而确定量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])的装置；用于根据该量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])来生成量化驱动值的候选元组的集合(CS)的装置；以及用于通过根据预定的误差准则(E(R，T))从该集合(CS)中选择一个候选来确定量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)的装置，所述候选导致在该集合(CS)的所有候选中与目标颜色(T，TV)最接近的颜色的再现(RP)。
全文摘要
一种计算单元(220)，其设置为基于输入目标颜色(T，TV)来计算作为输出的数量(n)多于3个的量化驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)，所述量化驱动值可用于驱动具有相同数量(n)的原色的电子多原色显示单元(200)，从而基本上再现该目标颜色(T，TV)，其包括确定单元(224)和最优化单元(232)，确定单元(224)设置为根据该目标颜色(T，TV)而确定用于每个量化驱动值的量化初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])，最优化单元(232)设置为根据预定的误差准则(E(R，T))从基于初始值([R’]，[G’]，[B’]，[C’])确定的驱动值的候选元组的集合(CS)中选出的驱动值([R’]o，[G’]o，[B’]o，[C’]o)来作为候选，所述候选导致在该集合(CS)的所有候选中与目标颜色(T，TV)最接近的颜色的再现(RP)。利用该计算单元可以达到更精确的彩色再现。
文档编号G09G3/32GK101023465SQ200580031126
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月15日
发明者G·J·赫克斯特拉, B·H·奥克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司