專利名稱：具有提高的彩色精度的液晶投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高液晶投影儀的彩色精度。
彩色成像系統(tǒng)被廣泛地用于為觀眾提供信息。例如，彩色打印機(jī)和彩色復(fù)印機(jī)產(chǎn)生硬拷貝的彩色圖像，而電視機(jī)和計(jì)算機(jī)在顯示器上即通常在陰極射線管(CRT)上產(chǎn)生圖像。雖然許多年來CRT一直被成功地使用，但對(duì)于諸如用于便攜式計(jì)算機(jī)之類的低功耗和重量輕的顯示器和對(duì)于諸如用于大屏幕電視機(jī)之類的大面積顯示器的需求已經(jīng)推動(dòng)多種替換品的開發(fā)，所述替換品具體而言包括LCD投影儀。
精確且始終如一地產(chǎn)生高質(zhì)量彩色圖像的彩色成像系統(tǒng)是高度需要的。不幸的是，始終如一地產(chǎn)生精確的彩色圖像是困難的。限制彩色精度的某些問題包括只發(fā)射有限量光的光源、由光源產(chǎn)生的(有峰的或平滑的)彩色頻譜、諸如棱鏡、偏振器、濾光鏡和透鏡之類的光學(xué)元件使彩色圖像失真和衰減的特性、以及只具有有限能力來處理無限范圍的可能彩色的電子子系統(tǒng)。
彩色精度問題已經(jīng)以各種方式被解決。利用彩色打印機(jī)和彩色復(fù)印機(jī)來打印和掃描彩色補(bǔ)綴(color patch)，以及其掃描結(jié)果被用來產(chǎn)生用于補(bǔ)償彩色誤差的查找表。例如，在1997年7月15日授權(quán)給Balasubramanian的標(biāo)題為“Iterative Technique for Refining ColorCorrection Look-Up Tables(用于改進(jìn)彩色校正查找表的迭代技術(shù))”的美國(guó)專利5,649,072公開了把色度的RGB(紅色-綠色-藍(lán)色)數(shù)值轉(zhuǎn)換成器件的RGB數(shù)值的迭代技術(shù)。美國(guó)專利5,649,072教導(dǎo)通過使用查找表把輸入的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換成打印機(jī)CMYK(青色-品紅-黃色-黑色)值。查找表存儲(chǔ)通過把一組RGB數(shù)值(大約1000個(gè))輸入到打印機(jī)而確定的數(shù)值，然后它打印相應(yīng)的一組的彩色補(bǔ)綴。測(cè)量裝置然后測(cè)量每個(gè)彩色補(bǔ)綴的器件的RGB數(shù)值。為了產(chǎn)生查找表數(shù)值，變換處理器計(jì)算變換向量，該向量代表在輸入的一組RGB數(shù)值與器件的RGB數(shù)值之間的內(nèi)插的變換差值。變換向量用來產(chǎn)生第一組的查找表RGB數(shù)值。然后，為了驗(yàn)證該表的精確度，原先輸入組的RGB數(shù)值被應(yīng)用到該查找表，以及把相應(yīng)的表輸出與測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。然后，確定在查找表如何把原先的輸入組變換到測(cè)量的結(jié)果與該測(cè)量結(jié)果本身之間的剩余誤差，并且該剩余誤差被使用來“校正”查找表數(shù)值，這些數(shù)值再次通過使用原先的輸入組和測(cè)量結(jié)果而被測(cè)試。這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行，直到剩余誤差在可接受的極限范圍內(nèi)為止。
雖然在美國(guó)專利5,649,072中公開的彩色校正技術(shù)在彩色打印機(jī)和彩色復(fù)印機(jī)中是有益的，但該技術(shù)固有地依賴于輸出彩色恒定性。也就是，每次特定的色度RGB數(shù)值被應(yīng)用到彩色打印機(jī)時(shí)，該打印機(jī)將產(chǎn)生相同的彩色，完全與所有的在先的圖像無關(guān)。特別是，美國(guó)專利5,649,072具體地教導(dǎo)只使用一組測(cè)量值的過程。彩色校正的查找表數(shù)值被調(diào)節(jié)，直至原先的輸入RGB數(shù)值組在通過查找表變換后產(chǎn)生測(cè)量的彩色補(bǔ)綴為止。不幸的是，不是所有的彩色成像系統(tǒng)都呈現(xiàn)彩色恒定性。彩色成像系統(tǒng)不包括單板LCD和LCoS投影儀。
單板LCD或LCoS彩色投影儀通過在單個(gè)LCD板調(diào)制器上快速并順序滾動(dòng)不同顏色的光而運(yùn)行，所述不同顏色典型地是紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)。LCD板調(diào)制器按照通常由幀應(yīng)用的彩色視頻信息來調(diào)制不同顏色的光，每個(gè)幀由分量的彩色子幀組成，每個(gè)不同顏色的光有一個(gè)子幀，即紅色、綠色、和藍(lán)色子幀。因此，每個(gè)顏色的光在每個(gè)幀中被調(diào)制。不幸的是，在沒有校正機(jī)制的情況下，在一個(gè)子幀中產(chǎn)生的彩色取決于前一子幀的圖像。這被認(rèn)為是液晶材料響應(yīng)時(shí)間和由雜散電效應(yīng)造成的彩色間混合的結(jié)果。所以，不知道在前一子幀中所產(chǎn)生的內(nèi)容就不能精確地預(yù)測(cè)在子幀中產(chǎn)生的彩色。
一種用于為單板LCD彩色投影儀補(bǔ)償它們?nèi)狈Φ牟噬鹊默F(xiàn)有技術(shù)的彩色校正機(jī)制是在形成每個(gè)子幀之前預(yù)先寫入黑色。預(yù)先寫入黑色迫使LCD材料在每個(gè)子幀被產(chǎn)生之前處在預(yù)定的狀態(tài)。由于每個(gè)子幀從同一個(gè)初始狀態(tài)開始，所以在子幀中產(chǎn)生的彩色可被精確地預(yù)測(cè)。雖然預(yù)先寫入黑色成功地解決前一子幀的人工產(chǎn)物，但預(yù)先寫入黑色具有減小顯示亮度的非常嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
所以，一種用于實(shí)現(xiàn)LCD投影儀中彩色精度的新的校正技術(shù)將是有益的。一種用于實(shí)現(xiàn)LCD投影儀中彩色精度而不減小亮度的新的校正技術(shù)甚至是更有益的。特別是，使用查找表來實(shí)現(xiàn)彩色精度的技術(shù)是特別有用的。得到用于查找表的數(shù)值的方法也是有用的，其中得到的數(shù)值在LCD投影儀中用于彩色精度而不用在每個(gè)子幀中預(yù)先寫入黑色數(shù)據(jù)。使用查找表來實(shí)現(xiàn)彩色精度的技術(shù)也可以結(jié)合預(yù)先寫入黑色的方法被應(yīng)用來得到更高程度的彩色精度。
本發(fā)明的原理規(guī)定以不需要在每個(gè)子幀中預(yù)先寫入數(shù)據(jù)的方式來使用查找表以實(shí)現(xiàn)提高的彩色精度。而且，這些原理規(guī)定用來得到實(shí)現(xiàn)彩色精度的查找表數(shù)值的過程。本發(fā)明的原理還提供了在LCD投影儀中使用查找表實(shí)現(xiàn)提高的彩色精度而不減小亮度的彩色校正技術(shù)。這些原理還提供了實(shí)現(xiàn)提高的彩色精度而不用在每個(gè)子幀中預(yù)先寫入數(shù)據(jù)的單板LCD投影儀。
按照本發(fā)明的原理的單板LCD投影儀包括一個(gè)彩色校正網(wǎng)絡(luò)，該彩色校正網(wǎng)絡(luò)把從輸入信號(hào)(比如從計(jì)算機(jī))得到的輸入的三色(通常為RGB)數(shù)據(jù)變換成能補(bǔ)償LCD投影儀的傳輸特性的彩色校正的三色(RGB)數(shù)據(jù)。這樣的LCD投影儀還包括一個(gè)調(diào)制器，用來響應(yīng)于彩色校正的三色(RGB)數(shù)據(jù)而選擇地調(diào)制彩色光束，以便通過使用調(diào)制的輸入光束在屏幕上產(chǎn)生圖像。優(yōu)選地，為了避免亮度損失，單板LCD投影儀不在每個(gè)子幀上預(yù)先寫入數(shù)據(jù)。但彩色校正網(wǎng)絡(luò)的使用不排除使用在每個(gè)子幀上數(shù)據(jù)的預(yù)先寫入。
按照本發(fā)明的原理的彩色校正網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)查找表，該查找表協(xié)助把輸入的RGB數(shù)據(jù)變換為彩色校正的RGB數(shù)據(jù)。同樣有利地，彩色校正網(wǎng)絡(luò)實(shí)施插入技術(shù)來減小把輸入的RGB數(shù)據(jù)變換為彩色校正的RGB數(shù)據(jù)的硬件要求。
本發(fā)明的原理還規(guī)定用來得到在查找表中存儲(chǔ)的彩色校正的數(shù)值的過程。按照該過程，未校正的彩色數(shù)值用來產(chǎn)生其彩色特性要被測(cè)量的圖像，所述彩色特性特別地包括亮度。然后，計(jì)算校正的彩色數(shù)值，以使得校正的彩色數(shù)值的亮度基本上與由未校正的彩色數(shù)值產(chǎn)生的亮度相同，以及使得校正的彩色數(shù)值補(bǔ)償系統(tǒng)的特性。然后使用校正的彩色數(shù)值來產(chǎn)生其彩色特性要被測(cè)量的圖像。然后，確定關(guān)于校正的彩色數(shù)值是否產(chǎn)生具有可接受的亮度和彩色特性的圖像，其中可接受的亮度是基于通過使用未校正的彩色數(shù)值而得到的亮度特性。如果沒有產(chǎn)生上述圖像，則有利地通過使用以前確定的結(jié)果來產(chǎn)生一組新的校正的彩色數(shù)值。該過程重復(fù)進(jìn)行，直至實(shí)現(xiàn)可接受的彩色特性為止。用來產(chǎn)生具有可接受的亮度和彩色特性的圖像的校正的彩色數(shù)值被存儲(chǔ)在查找表中并在查找表中被使用。有利地，彩色校正的數(shù)據(jù)和未校正的數(shù)據(jù)具有RGB彩色格式。
應(yīng)當(dāng)看到，上述總的說明和以下的詳細(xì)說明僅僅是示例性和說明性的。其它實(shí)施例、實(shí)施例的變形和等同物以及本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的，并且可以從附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研究中得到，或可以通過實(shí)踐本發(fā)明而被得知。
在圖上

圖1是按照本發(fā)明的原理的單板LCD投影儀的示意圖；圖2是用來確定在圖1所示的單板LCD投影儀中使用的查找表數(shù)值的過程的流程圖；以及圖3是在圖1所示的單板LCD投影儀中實(shí)施的、用于從減小的寄存器空間查找表中得到校正的彩色數(shù)值的內(nèi)插過程的流程圖。
現(xiàn)在詳細(xì)地參考本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖上說明這些實(shí)施例的例子。
圖1示意地說明適合于實(shí)施本發(fā)明的原理的單板LCD投影儀8。應(yīng)當(dāng)看到，LCD投影儀8表示以示出圖像投影系統(tǒng)通常如何從本發(fā)明中獲益的方式說明的非特定的投影儀。
LCD投影儀8的用途是把調(diào)制的光束10投影在屏幕12上，以便創(chuàng)建按照諸如電視信號(hào)、計(jì)算機(jī)生成的信號(hào)或其它類型的數(shù)字或模擬信號(hào)那樣的輸入信號(hào)的圖像。如所示，輸入信號(hào)被輸入到輸入系統(tǒng)16的端口14。實(shí)際上，輸入信號(hào)以幀的形式被施加(見上面)。
LCD投影儀8還包括控制器18，該控制器18控制投影儀的總的操作。在初始化期間，控制器18從存儲(chǔ)器20檢索查找表數(shù)據(jù)?？刂破?8把查找表數(shù)據(jù)經(jīng)由具有使能線的數(shù)據(jù)總線28發(fā)送到具有查找表21的彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29。在控制器18的控制下，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29在彩色子幀期間把彩色校正的數(shù)據(jù)(紅、綠和藍(lán))選擇地輸出到伽瑪校正網(wǎng)絡(luò)40(見上面)。因此，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29有效地實(shí)施紅色輸出表22、綠色輸出表24和藍(lán)色輸出表26。由于查找表數(shù)值是重要的，所以確定這些數(shù)值的過程將在后面更詳細(xì)地進(jìn)行解釋。另外，為了減小查找表21的尺寸，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29實(shí)施內(nèi)插過程，這也在后面討論。
控制器18還控制輸入系統(tǒng)16、光源30、調(diào)制器41(典型地，LCD板)和伽瑪校正網(wǎng)絡(luò)40的總的操作。輸入系統(tǒng)16把在端口14上進(jìn)入的數(shù)據(jù)信號(hào)(比如電視信號(hào))變換成8比特彩色圖像信號(hào)RIN、GIN和BIN，這些圖像信號(hào)代表要在一個(gè)特定的幀中產(chǎn)生的彩色圖像。這些信號(hào)被輸入到彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29。根據(jù)來自存儲(chǔ)器20的查找表數(shù)據(jù)，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29把RIN變換成總線34上的校正的RED(紅色)數(shù)據(jù)，把GIN變換成總線36上的校正的GREEN(綠色)數(shù)據(jù)，以及把BIN變換成總線38上的校正的BLUE(藍(lán)色)數(shù)據(jù)。
因?yàn)橄旅嬗懻摱嘟M彩色數(shù)據(jù)，為了清晰起見，重要的是區(qū)分各種組。所以，被加到彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29的彩色數(shù)據(jù)組將被稱為RINGINBIN數(shù)據(jù)，而來自彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29的彩色數(shù)據(jù)組將被稱為R’G’B’數(shù)據(jù)。其它彩色數(shù)據(jù)組在以后引入。
仍舊參考圖1，R’G’B數(shù)據(jù)(在總線34、36和38上)被加到伽瑪校正網(wǎng)絡(luò)40。伽瑪校正網(wǎng)絡(luò)40包括查找表或?qū)’G’B數(shù)據(jù)進(jìn)行伽瑪校正以產(chǎn)生Rg’Gg’Bg’數(shù)據(jù)的表，其中g(shù)下標(biāo)表示伽瑪校正的信息。Rg’Gg’Bg’數(shù)據(jù)經(jīng)由總線49被加到調(diào)制器41。
控制器18控制光源30，這樣，紅色光R、綠色光G、藍(lán)色光B被順序地加到調(diào)制器41。在第一彩色子幀中，紅色光R被加到調(diào)制器41，該調(diào)制器按照Rg’數(shù)據(jù)調(diào)制紅色光R以產(chǎn)生調(diào)制的光束10。調(diào)制的光束10通過光學(xué)系統(tǒng)48，該光學(xué)系統(tǒng)在屏幕12上掃描調(diào)制的光束10。在下一個(gè)彩色子幀中，綠色光G被加到調(diào)制器41，該調(diào)制器按照Gg’數(shù)據(jù)調(diào)制綠色光G以產(chǎn)生調(diào)制的光束10。在下一個(gè)彩色子幀中，藍(lán)色光B被加到調(diào)制器41，該調(diào)制器按照Bg’數(shù)據(jù)調(diào)制藍(lán)色光B以產(chǎn)生調(diào)制的光束10。通過在紅色、綠色和藍(lán)色之間快速切換，觀察者在屏幕12上看到全色圖像。
如前所述，確定用以產(chǎn)生R’G’B’數(shù)據(jù)的查找表數(shù)值是重要的。每個(gè)LCD投影儀8具有相關(guān)的色域，即LCD投影儀可以通過在屏幕12上疊加調(diào)制的彩色光10而產(chǎn)生的彩色的范圍。彩色可通過使用三數(shù)值的組被定量地描述和測(cè)量，例如使用三色組(X，Y，Z){典型地RGB}或(L，u’，v’)組，其中L代彩色的亮度，以及u’和v’合在一起根據(jù)色飽和度與色調(diào)來反映彩色點(diǎn)。每個(gè)三基色組可以通過使用數(shù)學(xué)變換被變換成其它的組。為了方便起見，下面將利用(L，u’，v’)組，主要是因?yàn)?L，u’，v’)組中的色差接近相應(yīng)于所感覺的色差。在彩色精度方面，實(shí)現(xiàn)兩種彩色之間的緊密的一致等價(jià)于使得彩色(u’-v’)空間中的歐幾里得距離最小化。在數(shù)學(xué)上，實(shí)現(xiàn)兩種彩色之間的緊密的一致等價(jià)于使得色差測(cè)量值ΔC最小化ΔC＝sqrt{(u1-u2)2+(v1-v2)2}其中(u1，v1)和(u2，v2)是兩個(gè)一致的彩色的(u’，v’)分量。0.015或更小的ΔC通常被認(rèn)為是對(duì)于用戶應(yīng)用是足夠的。
來自輸入系統(tǒng)16的給定的彩色組RINGINBIN根據(jù)在查找表21中存儲(chǔ)的數(shù)值被變換到R’G’B’數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)(在伽瑪校正后)調(diào)制在屏幕21上成像的紅色、綠色和藍(lán)色光。屏幕圖像的特征在于特定的彩色數(shù)值三元組(L，u’，v’)。如果顯示器是理想顯示器，即如果不出現(xiàn)彩色間的混合效應(yīng)，則LCD投影儀8將產(chǎn)生(L，u’，v’)數(shù)值，該數(shù)值僅僅取決于三原色點(diǎn)的(L，u’，v’)數(shù)值和系統(tǒng)的某些傳輸特性。理論值將被表示為(Lt，ut’，vt’)，其中t下標(biāo)表示理論值。然而，如果RINGINBIN數(shù)據(jù)被直接應(yīng)用到伽瑪校正網(wǎng)絡(luò)40，則屏幕12將產(chǎn)生具有與理論不同的(L，u’，v’)組合的圖像。當(dāng)RINGINBIN數(shù)據(jù)被直接應(yīng)用時(shí)最終得到的(L，u’，v’)組合將被表示為測(cè)量的(Lm，um’，vm’)數(shù)值。
在LCD投影儀8中，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29把RINGINBIN變換為R’G’B’，這樣，在0.015的ΔC和0.02的ΔL/Lm(即不大于2％的亮度誤差)的公差內(nèi)有利地得到(L，u’，v’)組合，其中L＝Lm，u’＝ut’和v’＝vt’。因此，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29校正它的輸入數(shù)據(jù)，以使得當(dāng)與直接使用RINGINBIN進(jìn)行比較時(shí)，幾乎沒有亮度損失，同時(shí)還以實(shí)現(xiàn)彩色精度的方式產(chǎn)生高的彩色精度。
用來計(jì)算R’G’B數(shù)值的過程事實(shí)上是迭代的，以及借助于圖2進(jìn)行解釋。假設(shè)在進(jìn)行這個(gè)過程之前已經(jīng)確定了投影儀中的伽瑪校正表。伽瑪校正表確?；叶燃?jí)信息按照冪次律(power-law)函數(shù)(典型地，在2.2與2.5之間的冪次律/伽瑪)正確地再現(xiàn)。冪次律函數(shù)把輸入到投影儀的灰度級(jí)數(shù)據(jù)與由投影儀對(duì)于每個(gè)彩色通道輸出的光相關(guān)聯(lián)。該過程200在步驟202開始，以及在步驟204，用一組(未校正的)RINGINBIN輸入裝載查找表21。在步驟206，這些RINGINBIN輸入然后被用來產(chǎn)生彩色圖像(每個(gè)子幀一個(gè)圖像)，以及對(duì)最終得到的圖像進(jìn)行彩色測(cè)量，以得到測(cè)量的(Lm，um’，vm’)數(shù)值。然后，在步驟208，使用理論值(Lt，ut’，vt’)、測(cè)量值(Lm，um’，vm’)和LCD投影儀8的非線性轉(zhuǎn)移函數(shù)來產(chǎn)生被裝載到查找表21中的一組R”G”B”數(shù)值。雙撇的上標(biāo)用來表示彩色數(shù)值的中間的組。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于每個(gè)RINGINBIN輸入，目標(biāo)亮度Lm和理論彩色點(diǎn)(ut’，vt’)被用來確定R”G”B”組。也就是，亮度被固定。
然后，在步驟210，通過使用R”G”B”組，取新的彩色測(cè)量值來得到對(duì)于R”G”B”組的(L，u’，v’)數(shù)值。然后在步驟212，進(jìn)行計(jì)算以找到在(Lm，ut’，vt’)數(shù)值與(L，u’，v’)數(shù)值之間的差值，以確定(L，u’，v’)數(shù)值是否可接受(見下面)。如果是不可接受的，則該過程返回到步驟208，以便計(jì)算和裝載另一個(gè)R”G”B”組。然后在步驟210，R”G”B”組被用來得到新的(L，u’，v’)數(shù)值，以及在步驟212，在(Lm，ut’，vt’)數(shù)值與(L，u’，v’)數(shù)值之間的差值被用來確定(L，u’，v’)數(shù)值現(xiàn)在是否可接受。繼續(xù)進(jìn)行迭代，直至ΔC和ΔL/Lm分別低于0.015和0.02為止。有利地，在(Lm，ut’，vt’)數(shù)值與(L，u’，v’)數(shù)值之間的差值被用來定標(biāo)從一次迭代到下一次迭代的步長(zhǎng)。一旦達(dá)到可接受的數(shù)值，就在步驟214把R”G”B”組存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20(見圖1)以作為R’G’B’組供將來使用。然后在步驟216，停止該過程200。
重要的是，當(dāng)使用R’G’B’組時(shí)最終得到的亮度是Lm或非常接近Lm。而且，雖然在每次迭代時(shí)的亮度保持為原先得到的數(shù)值Lm或接近原先得到的數(shù)值Lm，但在迭代結(jié)束時(shí)，L、u’、v’的數(shù)值應(yīng)當(dāng)分別是滿足ΔC和ΔL準(zhǔn)則的Lm、ut’、vt’。
雖然以上方法是有利的，但實(shí)際上直接實(shí)施可能是高代價(jià)的。為了理解這一點(diǎn)，考慮使用8比特RIN、GIN和BIN數(shù)值。這將需要采用16777216個(gè)寄存器的具有24比特輸入地址的昂貴的一個(gè)(或多個(gè))查找表。所以，代替使用完整的24比特輸入地址查找表，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29使用稀疏填充的查找表21并實(shí)施以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合查找表數(shù)值的內(nèi)插過程。圖3說明合適的內(nèi)插過程300，用于在使用具有有限的寄存器空間的查找表21時(shí)確定適當(dāng)?shù)腞’G’B’輸出。
該過程300在步驟302開始，以及在步驟304，從輸入系統(tǒng)16得到RGB數(shù)值(見圖1)。然后在步驟306，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29確定所得到的RINGINBIN數(shù)值在查找表21中是否被直接變換。如果是的話，則彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29在步驟308輸出直接變換的R’G’B’數(shù)值，以及在步驟310，停止該過程300。
然而，如果得到的RINGINBIN數(shù)值在查找表21中沒有被直接變換，則彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29在步驟312找出(a)最接近所得到的RINGINBIN數(shù)值并在查找表21中被直接變換的RINGINBIN數(shù)值(這些RINGINBIN數(shù)值以后被稱為最接近的鄰近值)，以及(b)該最接近的鄰近值離得到的RINGINBIN數(shù)值的彩色空間歐幾里得距離。該歐幾里得距離在(L，u’，v’)空間中被測(cè)量，因?yàn)椴噬`差準(zhǔn)則是在該空間中規(guī)定的。在步驟314，彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)29然后使用這些最接近的鄰近值和距離來計(jì)算內(nèi)插的R’G’B’數(shù)值。所得到的RINGINBIN輸入與特定的鄰近值越接近，內(nèi)插的R’G’B’輸出與鄰近值的相關(guān)的R’G’B’數(shù)值越接近。在步驟316，一旦內(nèi)插的R’G’B’數(shù)值被計(jì)算，則該內(nèi)插的數(shù)值就在以后被使用。最后，在步驟310，停止該過程300。內(nèi)插過程300用比起16777216寄存器的查找表所需要的少得多的硬件來實(shí)施。內(nèi)插過程的變形包括使用兩個(gè)以上最接近的鄰近值和通過使用這些鄰近值的R’G’B’數(shù)值的非線性組合的內(nèi)插。
用于得到提高的彩色精度的過程也可以有利地用來修正顯示器的色域。如果對(duì)于每個(gè)RinGinBin數(shù)值，想要的(L，u’，v’)數(shù)值不是基于實(shí)際顯示器的基色，而是基于可被顯示器重現(xiàn)的某些其它基色(我們把它稱為目標(biāo)色域)，則通過先前概述的過程確定的查找表將提供色域從顯示器本身的色域到目標(biāo)色域的變換，而同時(shí)補(bǔ)償彩色間混合的人工產(chǎn)物。
這里闡述的實(shí)施例用來說明本發(fā)明及其實(shí)際的應(yīng)用，以便使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明。本發(fā)明的其它變形和修正對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。所以，本發(fā)明的范圍打算由所附權(quán)利要求書規(guī)定，從而給出對(duì)所有方面的等同物的全部認(rèn)識(shí)范圍。
權(quán)利要求
1.一種確定彩色校正數(shù)值的方法，包括(a)使用一組未校正的數(shù)值來在顯示器上產(chǎn)生圖像；(b)測(cè)量在步驟(a)中產(chǎn)生的圖像的彩色參數(shù)；(c)從在步驟(b)中測(cè)量的彩色參數(shù)得到圖像的亮度特性；(d)計(jì)算一組校正的數(shù)值，以使得該組校正的數(shù)值的亮度特性基本上等于在步驟(c)中得到的亮度特性；(e)使用在步驟(d)中計(jì)算的該組校正的數(shù)值來在顯示器上產(chǎn)生圖像；(f)測(cè)量在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像的彩色參數(shù)；(h)從步驟(f)的測(cè)量值確定在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像是否處在亮度和彩色特性的可接受的水平內(nèi)，其中亮度的可接受的水平是基于在步驟(c)中得到的亮度特性，以及其中可接受的彩色特性是基于理論的彩色數(shù)值組；以及(i)重復(fù)進(jìn)行步驟(d)到(h)，直至在步驟(d)中計(jì)算的該組校正數(shù)值產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性為止。
2.按照權(quán)利要求1的產(chǎn)生校正的彩色數(shù)值的方法，其中未校正的數(shù)值組和校正的數(shù)值組是RGB(紅色、綠色和藍(lán)色)數(shù)據(jù)。
3.按照權(quán)利要求1的產(chǎn)生校正的彩色數(shù)值的方法，其中步驟(d)包括使用在步驟(c)中得到的亮度特性與在步驟(f)中測(cè)量的彩色參數(shù)之間的誤差。
4.按照權(quán)利要求3的產(chǎn)生校正的彩色數(shù)值的方法，其中步驟(d)還包括使用在步驟(f)中測(cè)量的彩色參數(shù)與理論的彩色數(shù)值組上的彩色參數(shù)之間的誤差。
5.按照權(quán)利要求1的產(chǎn)生校正的彩色數(shù)值的方法，其中理論的彩色數(shù)值組是基于在未校正的數(shù)值與測(cè)量的彩色參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
6.一種實(shí)現(xiàn)LCD顯示器中彩色精度的方法，包括以下步驟(a)使用一組未校正的RGB數(shù)據(jù)(RinGinBin)在LCD顯示器上產(chǎn)生圖像；(b)測(cè)量在步驟(a)中產(chǎn)生的圖像的彩色特性；(c)從在步驟(b)中測(cè)量的彩色特性得到圖像的亮度特性；(d)計(jì)算一組校正的RGB數(shù)值，以使得該組校正的RGB數(shù)值的亮度特性基本上等于在步驟(c)中得到的亮度特性；(e)使用在步驟(d)中計(jì)算的該組校正的RGB數(shù)值在顯示器上產(chǎn)生圖像；(f)測(cè)量在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像的彩色參數(shù)；(g)從步驟(f)的測(cè)量值確定在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像是否處在亮度和彩色特性的可接受的水平內(nèi)，其中亮度的可接受的水平是基于在步驟(c)中得到的亮度特性，以及其中可接受的彩色特性是基于理論的彩色數(shù)值組；(h)重復(fù)進(jìn)行步驟(d)到(g)，直至校正的RGB數(shù)值產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性為止；以及(i)存儲(chǔ)產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性的校正的RGB數(shù)值組以供將來使用。
7.權(quán)利要求6的方法，其中步驟(d)包括使用在步驟(f)中測(cè)量的彩色參數(shù)與理論的彩色數(shù)值組之間的誤差。
8.一種單板LCD投影儀，包括用于把輸入的RGB數(shù)據(jù)變換為彩色校正的RGB數(shù)據(jù)的彩色校正網(wǎng)絡(luò)；用于響應(yīng)于彩色校正的RGB數(shù)據(jù)選擇地調(diào)制輸入的光的調(diào)制器；用于把紅色、綠色和藍(lán)色光選擇地輸入到調(diào)制器的光源；用于把輸入的RGB數(shù)據(jù)施加到彩色校正網(wǎng)絡(luò)的輸入系統(tǒng)；以及用于使用調(diào)制的光束在屏幕上產(chǎn)生圖像的成像系統(tǒng)；其中彩色校正網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生彩色校正的RGB數(shù)據(jù)，該彩色校正的RGB數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像以使得圖像基本上具有與直接使用輸入RGB數(shù)據(jù)時(shí)相同的亮度，以及使得彩色校正的RGB數(shù)據(jù)補(bǔ)償單板LCD投影儀的非線性彩色轉(zhuǎn)移函數(shù)。
9.按照權(quán)利要求8的單板LCD投影儀，其中輸入系統(tǒng)從進(jìn)入的數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生未校正的RGB數(shù)據(jù)。
10.按照權(quán)利要求8的單板LCD投影儀，其中彩色補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括查找表。
11.按照權(quán)利要求10的單板LCD投影儀，其中查找表保持通過以下步驟來得到的彩色校正的RGB數(shù)據(jù)(a)使用一組未校正的RGB數(shù)據(jù)(RinGinBin)在屏幕上產(chǎn)生圖像；(b)測(cè)量在步驟(a)中產(chǎn)生的圖像的彩色特性；(c)從在步驟(b)中測(cè)量的彩色特性得到圖像的亮度；(d)計(jì)算一組校正的RGB數(shù)值，以使得該組校正的RGB數(shù)值的亮度基本上等于在步驟(c)中得到的亮度；(e)使用在步驟(d)中計(jì)算的該組校正的RGB數(shù)值在屏幕上產(chǎn)生圖像；(f)測(cè)量在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像的彩色參數(shù)；(g)從步驟(f)的測(cè)量值確定在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像是否具有可接受的亮度和彩色特性，其中可接受的亮度是基于在步驟(c)中得到的亮度，以及其中可接受的彩色特性是基于理論的彩色數(shù)值組；(h)重復(fù)進(jìn)行步驟(d)到(g)，直至找到產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性的一組校正的RGB數(shù)值為止；以及(i)把產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性的這組校正的RGB數(shù)值存儲(chǔ)在查找表。
12.權(quán)利要求11的單板LCD投影儀，其中步驟(d)使用在步驟(f)中測(cè)量的彩色參數(shù)與理論的彩色數(shù)值組上的彩色參數(shù)之間的誤差。
13.按照權(quán)利要求10的單板LCD投影儀，其中彩色校正網(wǎng)絡(luò)實(shí)施尋找校正的RGB數(shù)值的內(nèi)插過程。
14.按照權(quán)利要求13的單板LCD投影儀，其中內(nèi)插處理器通過以下步驟運(yùn)行(a)得到未校正的RGB數(shù)據(jù)；(b)確定未校正的RGB數(shù)據(jù)是否通過查找表被直接變換成校正的RGB數(shù)值；(c)如果未校正的RGB數(shù)據(jù)被直接變換，則輸出直接變換的RGB數(shù)值；(d)如果未校正的RGB數(shù)據(jù)沒有通過查找表被直接變換成校正的RGB數(shù)值，則確定未校正的RGB數(shù)據(jù)的最接近的鄰近值；(e)使用與該最接近的鄰近值有關(guān)的校正的RGB數(shù)值來內(nèi)插校正的RGB數(shù)值；以及(f)如果未校正的RGB數(shù)據(jù)沒有被直接變換，則輸出內(nèi)插的校正的RGB數(shù)值。
15.按照權(quán)利要求14的單板LCD投影儀，其中內(nèi)插處理器根據(jù)在每個(gè)最接近的鄰近值與未校正的RGB數(shù)據(jù)之間的距離來內(nèi)插校正的RGB數(shù)值。
16.按照權(quán)利要求14的單板LCD投影儀，其中查找表保持通過以下步驟得到的彩色校正的RGB數(shù)據(jù)(a)使用一組未校正的RGB數(shù)據(jù)(RinGinBin)在屏幕上產(chǎn)生圖像；(b)測(cè)量在步驟(a)中產(chǎn)生的圖像的彩色特性；(c)從在步驟(b)中測(cè)量的彩色特性得到圖像的亮度；(d)計(jì)算一組校正的RGB數(shù)值，以使得該組校正的RGB數(shù)值的亮度基本上等于在步驟(c)中得到的亮度；(e)使用在步驟(d)中計(jì)算的一組校正的RGB數(shù)值在屏幕上產(chǎn)生圖像；(f)測(cè)量在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像的彩色參數(shù)；(g)從步驟(f)的測(cè)量值確定在步驟(e)中產(chǎn)生的圖像是否具有可接受的亮度和彩色特性，其中可接受的亮度是基于在步驟(c)中得到的亮度，以及其中可接受的彩色特性是基于理論的彩色數(shù)值組；(h)重復(fù)進(jìn)行步驟(d)到(g)，直至找到產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性的一組校正的RGB數(shù)值為止；以及(i)把產(chǎn)生可接受的亮度水平和可接受的彩色特性的這組校正的RGB數(shù)值存儲(chǔ)在查找表。
17.按照權(quán)利要求8的單板LCD投影儀，還包括控制彩色校正網(wǎng)絡(luò)、調(diào)制器、光源、和輸入系統(tǒng)的控制器。
18.按照權(quán)利要求8的單板LCD投影儀，其中輸入RGB數(shù)據(jù)通過幀被應(yīng)用。
19.按照權(quán)利要求19的單板LCD投影儀，其中調(diào)制器包括LCD板。
全文摘要
提供一種對(duì)顯示器進(jìn)行彩色校正的方法。一開始，使用未校正的彩色數(shù)值來產(chǎn)生要測(cè)量其彩色特性(其中特別地包括亮度)的圖像。然后，計(jì)算校正的彩色數(shù)值，以使得校正的彩色數(shù)值的亮度與通過未校正的彩色數(shù)值產(chǎn)生的亮度相同。然后使用校正的彩色數(shù)值來產(chǎn)生要測(cè)量其彩色特性的圖像。確定關(guān)于校正的彩色數(shù)值是否產(chǎn)生具有可接受的亮度和彩色特性的圖像，其中可接受的亮度是基于通過使用未校正的彩色數(shù)值得到的亮度。如果不是的話，則要產(chǎn)生一組新的校正的彩色數(shù)值。重復(fù)進(jìn)行該過程，直至達(dá)到可接受/想要的彩色特性為止。本方法對(duì)于得到查找表數(shù)值和對(duì)于使用查找表的單板LCD是有用的。還提供了一種用于稀疏填充的查找表的內(nèi)插技術(shù)。
文檔編號(hào)H04N9/73GK1781318SQ200480011330
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者S·M·達(dá)拉爾, K·B·羅多珀 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司