2024年6月12日发(作者：于萍韵)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.1

(22)申请日 2007.10.05

(71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司

地址 荷兰艾恩德霍芬

(72)发明人 E·H·A·兰根迪克

(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司

代理人 刘鹏

(51)

G09G5/06

H04N9/67

(10)申请公布号 CN 101523480 A

(43)申请公布日 2009.09.02

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

颜色映射的方法

(57)摘要

一种颜色映射方法将输入图像信号

(IS)映射到用于显示器(DD)的输出图像信

号(OS)，所述显示器(DD)包括具有子像素

(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)，所述

子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示

器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、

YW)。查找表(1)包括被存储的在显示器色

域(WG)内的不同色度(λ0)处的反射光谱

(RS)的亮度(LU)。所述反射光谱(RS)为在

相应色度(λ0)处具有基本上最大反射率的反

射物体(RO的)光谱。所述颜色映射方法包

括色域映射(2)、取回(3)查找亮度(Y1)、因

数确定(4)和调整映射亮度(Ym；Y)。色域

映射(2)将具有由输入亮度(Y)和输入色度

(x、y)定义的输入像素颜色的输入图像信

号(IS)映射到具有由映射亮度(Ym；Y)和映

射色度(xm，ym)定义的相应映射像素颜色

的映射图像信号(MS)。所述输入像素颜色

位于不同于所述显示器色域(WG)的输入色

域内。查找亮度(Y1)通过在查找表(1)中查

找所存储的在映射色度(xm，ym)处的亮度

(LU)被取回。因数(F)通过查找亮度(Y1)与

映射亮度(Ym；Y)之间的差别来确定。映

射亮度(Ym；Y)通过使用因数(F；G)来调

整，以获得比映射亮度(Ym)更接近查找亮

度(Y1)的输出亮度(Ys)。图像输出信号(OS)

则由映射色度(xm，ym)和输出亮度(Ys)定

义。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

2021-04-30

专利权的转移

法律状态

专利权的转移

2013-06-12

2012-09-26

2009-12-16

2009-09-02

授权

专利申请权的转移

实质审查的生效

公开

授权

专利申请权的转移

实质审查的生效

公开

权 利 要 求 说 明 书

1.一种颜色映射方法，该方法将输入图像信号(IS)映射到用于显示器(DD)的输出图

像信号(OS)，所述显示器(DD)包括具有三个或三个以上子像素(RP、GP、BP、YP)

的显示像素(Pi)，所述三个或三个以上子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示器

色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)，该方法包括：

使用具有不同颜色的现实世界物体的反射光谱(RS)的期望亮度(LU，Y1)，所述不

同颜色相应于所述显示器色域(WG)内的不同色度(x0，y0)，其中，所述反射光谱

(RS)是由现实世界物体中相应物体所反射的光的光谱，并且其中，期望亮度(LU，

Y1)是由相应的一个现实世界物体反射的光的总量，

对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素颜色的输入图像信号

(IS)进行色域映射(2)，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色度(xm，ym)定义的

相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入像素颜色位于不同于所述显示

器色域(WG)的输入色域内；以及

通过使用取决于所述期望亮度(LU，Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之间的差别的因

数(F1；G)来调整(5)所述映射亮度(Ym；Y)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所

述期望亮度(Y1)的输出亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度

(xm，ym)和所述输出亮度(Ys)定义。

2.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述期望亮度(LU，Y1)的使用包括

从查找表(1)中检索所述期望亮度(LU，Y1)。

3.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述期望亮度(LU，Y’)的使用包括

应用数学模型，所述数学模型被设计成用于生成这样的期望亮度(LU)。

4.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，通过测量由预定光源照明的现实世

界物体来获得由所述现实世界物体反射的光的光谱。

5.根据权利要求4所述的颜色映射方法，其中，所述预定光源是宽光谱光源，比如

等能量光谱或日光光谱。

6.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，每个期望亮度(LU，Y1)基本上是被

反射的光的最大总量，优选地，该期望亮度(LU，Y1)可以通过将选定的光源与用

于每个色度的理论光谱相乘来确定，该理论光谱比如是对于每个波长具有100％或

0％透射的光谱。

7.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述映射亮度(Ym)的调整包括将所

述映射亮度(Ym)限制到基本上为所述存储亮度(LU)。

8.根据权利要求2所述的颜色映射方法，还包括通过在所述查找表(1)中查找在所述

输入信号(IS)的输入色度(x，y)处的存储亮度(LU)来检索(6)另外的查找亮度(Y2)，

并且其中，所述映射亮度(Y)的调整(5)包括通过与在所述映射色度(xm，ym)处的查

找亮度(Y1)与在所述输入色度(x，y)处的查找亮度(Y2)之间的比值基本上相等的所

述因数(G)来对所述映射亮度(Y)进行缩放。

9.根据权利要求1或8所述的颜色映射方法，其中，所述色域映射(2)仅将色域映射

应用于所述输入色度(x，y)，并且其中，所述映射亮度(Ym；Y)为所述输入亮度(Y)。

10.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述色域映射(2)提供色彩增强。

11.根据权利要求10所述的颜色映射方法，其中，所述色彩增强是饱和度加强。

12.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述显示器(DD)是具有大于三个

的原色(RW、GW、BW、YW)数量的多原色显示器。

13.一种颜色映射电路，用于将输入图像信号映射到用于显示器(DD)的输出图像信

号，所述显示器(DD)包括具有子像素(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)，所述子

像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)，

该颜色映射电路包括：

期望亮度单元，用于生成具有不同颜色的现实世界物体的反射光谱(RS)的期望亮度

(LU，Y1)，所述不同颜色相应于所述显示器色域(WG)内的不同色度(x0，y0)，其

中，每个所述反射光谱(RS)是由现实世界物体反射的光的光谱，并且其中，每个所

述期望亮度(LU，Y1)是由相应的现实世界物体反射的光的总量，

色域映射器(2)，用于对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素

颜色的输入图像信号(IS)进行色域映射，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色

度(xm，ym)定义的相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入像素颜色位

于不同于所述显示器色域(WG)的输入色域内；以及

调整电路(5)，用于使用取决于所述期望亮度(LU，Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之

间的差别的因数(F1)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所述查找亮度(Y1)的输出

亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度(xm，ym)和所述输出亮度

定义(Ys)。

14.一种显示器(DD)，包括具有子像素(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)以及根据

权利要求13所述的颜色映射电路，所述子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义了显

示器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)。

15.根据权利要求14所述的显示器(DD)，包括：

LCD显示板，该LCD显示板具有包括至少四个子像素(RP、GP、BP、YP)的像素

(Pi)，所述至少四个子像素(RP、GP、BP、YP)具有相关的用于生成所述至少四种

原色(RW、GW、BW、YW)的滤色器(RF、GF、BF、YF)，

驱动电路(PDR)，用于接收所述图像输出信号(OS)，以将驱动电压提供给所述至少

四个子像素(RP、GP、BP、YP)，以及

背光单元(LR、LG、LB、LY)，用于照明所述显示面板。

16.根据权利要求14所述的显示器(DD)，该显示器(DD)是用于显示所述图像输出信

号(OS)的色序型显示器。

17.根据权利要求13所述的显示器，其中，该显示器通过以下方法设计：

确定或使用(S1)在所述显示器色域(WG)内不同色度(λ0)处的反射光谱(RS)的亮度

(LU)，其中，所述反射光谱(RS)是在所述不同色度(λ0)处分别具有基本上最大反射

率的反射物体(RO)的光谱，以及

选择(S2)所述至少四种原色(RW、GW、BW、YW)，以便在所述显示器色域(WG)

内获得选定的一组像素颜色的亮度(BR)，该亮度(BR)基本上与在所述色度(λ0)处的

反射光谱(RS)的亮度(LU)相匹配，所述色度(λ0)相应于所述选定组的像素颜色。

18.一种计算机程序产品，包括使处理器能够执行根据权利要求1所述方法步骤的

代码，所述步骤是：

对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素颜色的输入图像信号

(IS)进行色域映射(2)，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色度(xm，ym)定义的

相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入图像颜色位于不同于所述显示

器色域(WG)的输入色域内，

通过使用与所述期望亮度(LU、Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之间的差别有关的因

数(F1；G)来调整所述映射亮度(Ym；Y)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所述

查找亮度(Y1)的输出亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度(xm，

ym)和所述输出亮度(Ys)定义。

说 明 书

技术领域

本发明涉及设计显示器的方法、制造显示器的方法、显示器以及计算机程序产品。

背景技术

为了显示彩色图像，常规的显示器具有三原色：红、绿和蓝。在欧洲，这些三原色

的色度坐标由用于标准清晰度内容的EBU标准和用于高清晰度内容的Rec709标准

定义。色度坐标亦被称为颜色点或颜色。在其他国家，不同的标准可能定义所述三

原色的颜色。在EBU标准中，红原色在CIE1931xy颜色空间里的色度坐标为：x

＝0.64和y＝0.33，绿原色为：x＝0.29和y＝0.60，蓝原色为：x＝0.15和y＝0.06。

在EBU标准中还定义了显示器的白点，该白点接近于色度坐标为x＝0.3127和y＝

0.3290的D65(6500K)。实际上，显示器制造商可能选用不同于D65的白点。许多

显示装置具有更为偏蓝一点的白点，例如8600K或甚至10000K。该组原色和白点

的颜色确定了显示器的色彩表现。当使用EBU原色时，通过红、绿和蓝原色的亮

度比22:71:7来获得白色D65。

这种具有上述三种EBU原色的常规显示器无法再现所有可见的颜色。只有位于以

所述原色为顶点的颜色三角形之内的颜色才能被显示出来，或者更准确地说，只有

位于三维显示域内的颜色才能被显示出来。或者换言之，EBU显示器的色域被定

义为色度空间中在所述包括其边界在内的三角形内的区域。因此，尤其非常饱和的

颜色，例如单色，是无法再现出来的。单色(monochromatic color)是指在可见光谱

中在特定波长上具有单峰的颜色。

近来，所谓的宽色域显示器正受到越来越多的关注。这些显示器具有被选择以获得

比EBU标准的原色的色域更大的色域的原色。因此，宽色域显示器能够产生比

EBU显示器更饱和的颜色。在宽色域LCD显示器中，用于宽色域的三原色可以通

过调节背光的光谱和/或改变滤色器的传输频带获得。可替代地，或附加地，可以

在所述三角形之内或之外，但优选地，在颜色的可见范围之内添加另一原色。具有

三种原色的宽色域显示有时被称为增强色域显示，而具有多于三种原色的宽色域显

示则被称为多原色显示。

大多数内容在由EBU原色定义的色域内被编码(即，电视摄像机根据此色域记录场

景，并且大多数自然颜色并不是非常饱和的)。对宽色域显示器来说，显示器色域

可能与输入色域相差很大。如果通常为RGB信号的输入图像信号被直接用于驱动

宽色域显示器，那么色彩再现就会失真，并且对大多数图像来说，不希望该色彩再

现高于一般EBU色域的色彩再现。如果在驱动宽色域原色之前，将颜色映射应用

于输入图像信号从而把EBU色域扩展到宽色域，则可以实现更好的色彩再现。然

而，已知的通常使用饱和增长的颜色映射在宽色域显示器上实现的是非最佳的色彩

再现。

类似地，如果EBU内容必须在具有提供小于EBU色域的色域的原色的显示器上显

示，或者如果宽色域内容必须在具有EBU色域的显示器上显示，那么颜色映射必

须将输入色域缩小到更小的显示器色域，并再次使色彩再现受到损害。

发明内容

本发明的目的在于改善显示器的色彩再现，所述显示器的原色覆盖的色域不同于输

入信号的色域。

本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所述的颜色映射方法。本发明的第二方

面提供了一种如权利要求13所述的颜色映射电路。本发明的第三方面提供了一种

如权利要求14所述的显示器。本发明的第四方面提供了一种如权利要求18所述的

计算机程序产品。在从属权利要求中则定义了有利的实施方式。

根据本发明的第一方面的颜色映射方法将输入图像信号映射到用于显示器的输出图

像信号中，所述显示器包括具有子像素的显示像素，所述子像素具有定义了显示器

色域的原色，所述显示器色域则覆盖了所有可由该显示器显示的颜色。假设对子像

素的数量并从而对原色的数量和原色的颜色进行选择，以获得大于输入信号的输入

色域的显示器色域。在这种宽色域显示器上的一种典型的伪象为：一些饱和的颜色

看上去似乎是荧光的。或换言之，一些饱和的颜色看上去比观察者基于图像内容所

预料的要更亮。对于显示器色域小于输入色域的显示器来说，典型的伪象在于，一

些饱和的颜色具有太低的亮度而看上去显得暗，即亮度再次不受控制地出错。可替

代地，可以不同地选择三原色的颜色。

在现实世界中，人们能见到物体，这是因为物体将光线从光源反射到人眼视网膜上

的红、绿和蓝锥体。CIE 1931 xy色度坐标可以通过使用颜色匹配功能计算出以匹

配反射光的光谱的颜色。这些xy色度坐标给出了(标准)观察者将会看到的颜色的

表示。如果在场景中的物体100％反射入射光，并且光源具有平坦的(或相对平坦

的)光谱，则见到白色的物体。此物体在所有被此光源照明的反射物体中具有最高

的亮度。另一个反射例如在630nm处的很窄谱带的物体就会具有非常饱和的红色，

并因此吸收所有在位于630nm左右的窄带之外的光。因此，当被相同的宽谱光源

照明时，此红色物体的亮度一定远低于该白色物体的亮度。

为了估计具有不同颜色的物体的反射光谱的最大(例如，自然发生的典型的最高的，

或数学上可能的最高的)亮度，在显示器色域内的不同色度处确定(现实世界)物体的

反射光谱的亮度，其中，所述物体具有与特定色度相应的颜色(比如可口可乐那样

的红色，因为其可以通过理论或实际的滤色器，诸如涂料，来生成)。反射光谱是

在不同色度处具有基本上最大反射率的反射物体的光谱。更确切地说，这样的现实

世界物体的反射光谱是由该现实世界物体所反射的光的光谱。此光谱的亮度是显示

器在与现实世界物体的颜色相应的色度处生成的亮度的目标亮度。例如，一大组光

谱带通滤波器的反射光谱的最大亮度可以以不同的宽度和中心频率来使用。针对每

个滤色器，为例如具有平坦光谱的光源或日光光谱计算出xy色度坐标和相对亮度。

因此，换言之，可以为每种颜色或位于显示器色域内的色度坐标确定该种颜色相对

于白色亮度的相对亮度。不要求为每种颜色存储相对亮度。而可以为一组颜色存储

相对亮度，并且实际颜色的亮度可以从所储存的组中内插得到(当使用特征自然颜

色时，例如使用最亮的叶绿色时，是令人感兴趣的)。必须注意的是，此类在不同

色度处的反射光谱的亮度确定已公知于出版物

“Maximum Visual Efficiency of ColoredMaterials”，by David m，in J.O.S.A，

volume25，1935年，第361至367页。

为了避免出现非真实的荧光或暗淡伪象，与根据过去原理的显示器相比，所述显示

器必须被更精确地校正。

所述颜色映射方法使用了前文讨论的在显示器色域内不同色度处的反射光谱的亮度。

这些期望的亮度例如被存储在查找表中，或用函数，例如逼近最大反射/发光颜色

的壳体(hull)(颜色山(color mountain))的二维多项式被建模。所述的二维多项式可以

是抛物面。可替代地，可以使用二维高斯函数。必须注意的是，可以使用理论确定

的期望亮度，比如Shrodinger曲线来代替测定的期望亮度。甚至还可使用测定的和

理论的期望亮度的组合(例如平均值)。

所述颜色映射方法包括色域映射，该色域映射将具有由输入亮度和输入色度定义的

输入像素颜色的输入图像信号映射到具有由映射亮度和映射色度定义的相应映射像

素颜色的映射图像信号。所述输入像素颜色位于与显示器色域不同的输入色域内。

期望的亮度可以通过在查找表中查找在映射色度处的期望亮度值，或通过计算相对

于白色亮度的相对值或亮度下降等方式得到。在颜色变得恼人地亮之前，可以有一

定的容许偏差，特别是指向黑色的方向上，甚至可能有更大的偏差。

根据期望亮度与映射亮度之间的差别来确定一个因数。通过使用该因数调整所述映

射亮度(所述映射亮度例如从基本色度变换或现有技术中的色域映射获得)以获得比

映射亮度更接近期望亮度的输出亮度。图像的输出信号由映射色度和输出亮度定义。

当然，技术人员知道，以上概念上描述的两步过程在实践中可以由单个的映射变换

实现。

必须注意的是，本发明不对显示器进行仿真，而是使用由一组现实世界物体反射的

光的期望亮度，其中，所述物体的每个都有对应于显示器色域中特定色度的颜色。

如果需要，在映射后所获得的亮度被校正到接近于期望亮度。因此，所生成的显示

图像看上去会比较自然，这是因为每种颜色是以相应于具有相应颜色的现实世界物

体的亮度的亮度而显示的。

在一个实施例中，期望亮度被存储在查找表中，而在另一实施例中，使用数学模型

来生成期望亮度。这些生成的期望亮度可以被存储起来以供将来使用。

在一个实施例中，通过用预定的光源，例如至少涵盖可见光范围的宽谱光源来照明

现实世界物体以获得由该现实世界物体反射的光的光谱。

在一个实施例中，映射亮度被限制(clip)到基本上为存储的亮度。因此，通过改变

用于显示器原色的驱动信号使得亮度基本上与具有相同颜色的现实反射物体的亮度

相匹配来防止出现过亮的颜色。

在更复杂的实施例中可以应用进一步的校正，例如通过查找为当前(例如相邻颜色

的)色度而存储的其他亮度或因数，或观察实际获得的在图像中相邻颜色的亮度，

从而保留/强调局部图像结构(通过应用较小的进一步的亮度下降)，但这已超出了本

发明的核心原理。

在一个实施例中，所述颜色映射方法通过在查找表中查找存储的在输入信号的输入

色度处的亮度来获得另外的查找亮度。映射亮度通过因数被缩放，该因数基本上与

在映射色度处的查找亮度与在输入色度处的查找亮度的比值相等。该缩放的优点是，

防止了因裁剪而引起的伪象。

在一个实施例中，所述色域映射仅将色域映射应用到输入色度。因此，映射亮度就

是输入亮度。这种色域映射仅将来自输入色域的色度变换到不同的显示器色域中去，

而并不影响亮度。

在一个实施例中，所述色域映射提供了色彩增强，该色彩增强，例如，是在具有多

于三种原色的宽色域显示器中的一种饱和度的加强。

在一个实施例中，对应用了所述颜色映射方法的显示器进行了优化以改善色彩再现。

本发明的颜色映射可以在显示器之内并定义显示器的色彩表现，或应用在单独的装

置中，而显示器仅获得经校正的输入信号。所述颜色映射方法可以与这样的显示器

相结合，以进一步降低显示颜色的亮度与具有相同颜色的现实世界反射物体的亮度

之间的任何失配。这样优化的显示器可以根据以下设计方法设计。所述显示器所具

有的像素的像素颜色是通过混合至少四种原色获得的。这些原色定义了该显示器的

显示器色域。因此，该显示器色域覆盖了所有可由该显示器显示的颜色。然而，这

些原色必须满足特定的条件来避免在色彩再现中出现荧光或暗淡伪象。

为了避免出现荧光伪象或暗淡伪象，可以对所述至少四种颜色进行选择，以使所生

成的像素颜色的亮度已经更接近自然/最大颜色(在应用进一步的算法校正之前)。

通过参考以下描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并将得到阐明。

附图说明

在图中：

图1示出了在xy色度平面的“马蹄形”可见颜色空间中的反射光谱的等亮度轨迹示

意图，

图2示出了照明物体的光源，

图3示出了颜色映射电路的一个实施例的框图，

图4示出了颜色映射电路的另一实施例的框图，

图5示出了颜色映射电路的又一实施例的框图，

图6示出了具有LCD和背光的显示装置的示意图，

图7示出了具有DMD和色轮的显示装置的示意图，

图8示出了显示器设计方法的高层流程图，该显示器具有针对色彩再现而优化选择

的原色，

图9示出了显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图10示出了显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图11示出了根据显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图12示出了显示器设计方法的另一流程图，以及

图13示出了具有基本上匹配的亮度的色域的例子。

应当注意的是，在不同附图中具有相同附图标记的项目具有相同的结构特征和相同

的功能，或者是相同的信号。当已对这样的项目的功能和/或结构做出了解释，则

不必在详细描述中再对其做重复解释。

具体实施方式

图1示出了在xy-色度平面的“马蹄形”可见颜色空间中的反射光谱的等亮度轨迹的

示意图。横轴表示CIE 1931的x色度坐标，竖轴表示CIE 1931的y色度坐标。“马

蹄形”轨迹VA表示可见颜色的边界。在轨迹VA上具有xy色度坐标的颜色是100％

饱和的颜色，其亦被称为单色，因为这些颜色的光谱仅包括单个波长。沿着轨迹

VA的数字表示以nm为单位的波长。采用EBU的原色：红RE、绿GE和蓝BE，

所有在以原色RE、GE、BE为顶点的三角形EG之内具有xy色度坐标的颜色都可

以被显示。白色的xy色度坐标位于曲线WH上。例如，在该曲线上表示出了白色

D65。

如根据使用EBU原色RE、GE、BE的显示器而公知的，如果输入信号的分量Ri、

Gi和Bi(见图6)全部具有其最大值，则需要这些原色之间的特定比值，以获得应当

显示的期望白点。通常，这些输入信号的分量Ri、Gi、Bi的最大值是相等的，并

且当用于模拟信号时为电平，例如0.7V，而当用于数字信号时则为数字，例如用

于8位数字信号的255。以下，各个信号具有在起始于0并终止于1的范围内的归

一化值。因此，如果输入信号的分量Ri、Gi和Bi都是l，则原色RE、GE、BE之

间应有一个比值使得期望的白点能被显示出来(并且根据传统原理对显示器进行校

正，以显示期望的白点和偏色，但这也修正了其他颜色的表现)。例如，假设期望

的白点是D65(x＝0.3127，y＝0.3290)，且原色的色度坐标为：红RE：x＝0.64，y

＝0.33，绿GE：x＝0.29，y＝0.60，蓝BE：x＝0.15，y＝0.06。现在，可以计算出

显示器的红色、绿色和蓝色的亮度之间应具有的比值22:71:7。然而，在许多显示

器中使用了更为偏蓝一些的白点，例如红、绿、蓝之间的亮度比为20:70:10。

图1还示出了由原色RW、GW、BW定义的宽色域显示器的例子。通过以原色

RW、GW、BW为顶点的三角形WG定义了可由此宽色域显示器显示的颜色。

以下参照图2对如何可在xy色度空间中定义反射光谱的等亮度轨迹的例子进行说

明。在理想的设置中，大量物体RO被提供宽光谱LI2的光源L2照明。在本例中，

所述光谱为标准光源D65的光谱(具有6500K的相应色温的日光光谱)。在一个示

例性的最佳颜色自然亮度的实现中，不同的物体RO对若干波长具有基本上100％

的反射率，或对其他波长的反射率为0。因此，对(接近的)单色来说，相应的物体

RO在特定波长处具有基本上100％(或较高)的反射率，而在其他波长处的反射率

基本上为0(或较低)。在刻度的另一端，最亮的白色物体在波长的全部可见范围内

具有基本上100％的反射率。对于中间色，物体可能在相对较小的波长区域内具有

高反射率。可以例如通过中心在特定波长上的带通反射滤波器，或分别通过两个或

两个以上中心在两个或两个以上不同中心频率上的带通反射滤波器，来表示这样的

间接色。必须注意的是，物体可以具有不同的光谱，但具有相同的色度xy。那些

物体中的一些会比其他一些反射更多的光，因而会具有更高的亮度。图1示出了具

有特定色度xy的反射物体可能拥有的最大亮度。以上最大反射率的例子仅是获得

最大反射的物体光谱的实践中的简单方法，还可例如基于来自自然的现实光谱得到

这样的光谱(例如寻找最亮的红色物体、最亮的通常是叶子的典型绿色等)。有了这

些数据之后，就可以为所有色度得到一组最大亮度，该组最大亮度可以存储在存储

器(查找表)中或可以进一步被数学建模(例如可以用多项式或指数等逼近这个外壳

(hull)等)。

为每个物体RO测量反射光的亮度LU。从这些测量中，可以构造图1所示的等亮

度轨迹。由示出相对亮度的数字来表示这些等亮度轨迹。在所示的例子中，反射所

有光的白色物体的亮度被设置为用100表示的100％。用90表示的轨迹示出了所

有其反射光谱的亮度为白色物体亮度的90％的有色物体。这种在不同色度处的反

射光谱的亮度确定已公知于出版物“Maximum Visual Efficiency of Colored Material”，

by David m，in J.O.S.A，volume 25，1935，第361页至367页。必须注

意的是，如果用另一光谱LI2选择另一种白色，那么用于相同反射物体的最大亮度

可以不同，因而图1所示的等亮度轨迹可能不同。

现在回到图1，这些等亮度轨迹被用于将在显示器上显示的颜色的相对亮度BR与

具有相同颜色的物体RO的反射光谱的亮度LU进行比较。从图1可以清楚的是，

分别具有与原色RE、GE、BE相同颜色的反射物体RO的亮度分别为22、77和8。

必须注意的是，对生成白色D65的EBU原色RE、GE、BE来说，他们之间的亮度

比定义为红:绿:蓝＝22:71:7。因此，如果将白色D65的总亮度归一化为100，那么

红色、绿色和蓝色分量的归一化最大亮度分别为22、71和7。以下，所述归一化

最大亮度亦被称为最大亮度、亮度因数，或如果从上下文中可确知所指的是归一化

最大亮度，则甚至可仅将其称为亮度。在文献资料中，所述亮度因数亦被称为明度

(lightness)。

这就意味着当输入信号的Ri分量为1时，红原色的亮度为22。与红原色RE具有

相同颜色的物体RO的亮度也是22。当输入信号的Gi分量为1时，绿原色的亮度

为71。另一方面，与绿原色具有相同颜色的物体RO的亮度为77。当输入信号的

Bi分量为1时，蓝原色的亮度为7。另一方面，与蓝原色具有相同颜色的物体的亮

度LU为8。因此，对所述原色的选择来说，原色的亮度基本上与相应的亮度LU

相匹配。为了得到显示器色域与反射颜色色域之间较好的匹配，必须检查显示亮度

在其他颜色处也与相应的亮度LU相匹配。例如，输入信号Ri和Gi都为1时产生

的黄色的亮度为93＝22+71，而在该颜色处的反射亮度为97。

以相同的方式可以证明，具有三原色RW、GW、BW的宽色域显示器具有不匹配

的亮度，特别是对于绿色和红色来说。针对白色D65，红原色、绿原色和蓝原色的

亮度比为26:68:7。分别具有与原色RW、GW、BW相同颜色的反射物体RO的亮

度分别为12、31、7。因此，如果仅有红原色RW产生光，则对于红色来说，原色

RW和GW的亮度与相应有色物体RO的亮度LU之间存在约两倍的失配，而如果

仅有绿原色GW产生光，则对于绿色来说，也存在约两倍的失配。相比于具有相

同饱和度的反射颜色的亮度，红原色和绿原色的亮度太高。这导致了对这些颜色会

产生不期望的印象，即当使用与用于具有三原色的普通色域显示器的驱动信号相同

的驱动信号时，被显示的物体是荧光的。

已经实现的是，可以通过增加至少另一原色来降低一个或多个原色的影响。这将通

过两个例子加以说明。第一个例子示出了如果添加白原色W的效果，而第二个例

子示出了添加黄原色YW的效果。可替代地，可以仅选择三种原色，所选择的颜

色使得与图1所示的选用宽色域原色RW、GW、BW相比仅会发生较小的失配情

况。

在使用EBU原色R、G、B作为RGB(红、绿和蓝)和白色D65作为白原色的

RGBW显示器中，白色D65是通过红原色、绿原色、蓝原色和白原色之间联合亮

度比分别为11、35、4、50获得的。这些亮度值11、35、4应分别与具有与EBU

原色R、G、B相同颜色的物体RO的亮度22、77、8进行比较。可见，当如此选

择用于RGB的原色时，在原色R、G、B的亮度值和相应物体RO的反射光谱的亮

度LU之间产生了高的失配。在此实施例中，亮度太低，从而导致太暗并因此对饱

和色产生暗淡的印象。

在使用EBU原色RW、GW、BW作为RGB(红、绿和蓝)和白色D65作为添加的白

原色W的RGBW显示器中，白色D65是通过红原色、绿原色、蓝原色和白原色

之间联合亮度比分别为11、35、4、50获得的。这些亮度值11、35、4应分别与具

有与EBU原色RW、GW、BW相同颜色的物体RO的亮度12、31、7进行比较。

可见，当如此选择用于RGB的原色时，在原色RW、GW、BW的亮度值和相应物

体RO的反射光谱的亮度LU之间提供了极大改善的匹配效果。然而，对于原色

RW和GW对其有效的合成色黄色来说，其亮度为11+35＝46，而在图1中可找到，

具有相同黄色的反射物体RO的亮度LU为大约91。对于合成色品红色来说，亮度

因数为11+4＝15且亮度为19。对于合成色青色来说，亮度因数为35+4＝39且亮

度为50。因此，对于黄色来说，仍存在较大的失配。

必须注意的是，合成色是两种原色之间的颜色，因此它们通过仅使用两种原色实现。

现在说明另一个例子，其中，提供了使用EBU原色R、G、B作为RGB和添加了

黄原色YW的RGBY显示器。用于获得白色D65的原色R、G、B、YW的比值现

在为11:35:7:47。这些亮度值11、35、7应分别与具有与原色R、G、B相同颜色

的物体RO的亮度22、7、8进行比较。可见，当如此选择用于RGB的原色时，在

原色R和G的亮度值和相应物体RO的反射光谱的亮度LU之间产生了较高的失配。

同样在此实施例中，亮度太低，并导致对饱和色太暗的印象。

如果所述RGBY显示器是基于宽原色RW、GW、BW的并增加了黄原色，则情况

就得到了极大的改善。为了在原色处得到显示器色域与反射颜色色域之间较好的匹

配效果，红原色、绿原色、蓝原色和黄原色的亮度比分别为13、34、7、47。这些

亮度值13、34、7应分别与具有与原色RW、GW、BW相同颜色的物体RO的亮

度12、31、7进行比较。可见，当如此选择用于RGB的原色时，在原色RW、GW、

BW的亮度值与相应物体RO的反射光谱的亮度LU之间产生了基本上匹配的效果。

同样，对于原色RW、GW、YW对其都有效的合成色黄色来说，其亮度为

13+34+47＝94，而在图1中可发现，具有相同黄色的反射物体RO的亮度LU为约

91。因此，现在，在黄色的亮度与黄色反射物体的相应亮度之间获得了基本上匹配

的效果。对合成色品红色来说，其亮度值为13+7＝20且其亮度因数为19。对于合

成色青色来说，其亮度值为34+7＝41且其亮度因数为50。因此，存在对于所有原

色和合成色的基本匹配。因而，对宽色域内的所有颜色来说，都获得了基本匹配。

从以上例子中可见，根据原色的选择，可能发生较大的失配。该失配可以通过对显

示器原色的驱动进行调光的方式予以降低。即使发现了提供基本上匹配的原色，可

能仍存在较小的偏差。通过把驱动的调光与这些较好地匹配的原色相结合，可以进

一步改善显示器的色彩再现。对显示器原色的驱动进行调光的实施例将参照图3至

图5予以阐明。

图2示出了对物体进行照明的光源。宽光谱光源L2产生具有宽光谱的光LI2以照

明反射物体RO。对于特定的波长或一组波长，物体RO具有高的反射率。反射光

具有光谱RS，该光谱RS相应于色度λ0和亮度LU。此光谱亦被称为反射光谱。

由于在对图1的描述中已对图2做了说明，此处不再赘述。

图3示出了颜色映射电路的一个实施例的框图。输入图像信号IS定义了输入图像，

所述输入图像由具有输入像素颜色的输入像素组成。尽管此处将关于在CIE 1931 x，

y颜色空间中定义的输入图像信号对本发明进行说明，但是本发明不应仅限于该x，

y颜色空间，而是还可应用于其他在其中定义了或可确定亮度和色度的颜色空间。

这样的空间的例子有CIE 1976 u’v’颜色空间和视频颜色空间YCrCb。甚至还可将

本发明应用到RGB颜色空间中，但这将会复杂一些，因为色度和亮度必须根据

RGB分量来计算。如果输入图像信号是在RGB颜色空间中被编码的，并且不希望

还有用于确定色度和亮度的额外计算，则输入图像信号必须从伽马(gamma)RGB域

转换到线性光域，比如xyY空间。

输入像素颜色由输入亮度Y和输入色度x，y定义。输入像素颜色限定在输入色域

范围内。色域映射器2将映射或转换应用到输入图像信号IS使得映射图像信号MS

具有不同于输入色域的映射色域。映射图像信号MS具有色度xm和ym。如果输

入色域被扩展，则映射色域和输入色域之间的差别可能导致太高的原色亮度，或者

如果映射色域小于输入色域，则它们之间的差别可能导致太低的原色亮度。

通常，色域映射器2处理输入图像信号IS以获得相对于输入图像信号IS来说增强

了的映射图像信号MS。例如，色域映射器2可以是任何能对亮度Y和色度x，y

有影响的颜色变换(例如，三维矩阵运算)，或者可以是仅在色度坐标x，y上操作

的颜色变换(例如，亮度保持饱和度延伸色域映射

(luminance retraining saturation stretching gamutmapping))。在上一种所提到的情况中，

映射亮度Ym与输入亮度Y相等。或换言之，输入亮度Y未被色域映射器2处理。

本发明可用于任何类型的具有不同于输入色域的显示器色域的显示器中。例如，对

于EBU编码信号，该显示器可以是宽色域(大于EBU色域)LCD。可替代地，该显

示器可以具有比EBU色域更小的色域，例如移动装置上的LCD，或者未来当在宽

原色上编码的输入信号必须在具有由EBU原色定义的较小色域的显示装置上显示

的时候。全色显示可能要有三种或更多的原色。

查找电路3接收映射色度xm，ym并在查找表(此外亦被称为LUT)1中查找相应的

亮度LU。相应于映射色度xm，ym的查找亮度被称为Y1。此亮度Y1为具有相应

于映射色度xm，ym的颜色的反射物体RO的最大亮度LU。

因数确定电路4接收映射亮度Ym和查找亮度Y1以确定表示映射亮度Ym与查找

亮度Y1之间差别的因数F1。亮度调节电路5接收映射亮度Ym和因数F1以提供

输出亮度Ys。亮度调节电路5通过使用因数F调节映射亮度Ym以获得比映射亮

度Ym更接近于查找亮度Y1的输出亮度Ys。例如，亮度调节电路5是将映射亮度

Ym与因数F1相乘的增益乘法器或缩放器。可以选择因数F1使得输出亮度Ys限

制到查找亮度Y1。可替代地，因数F1可以是映射亮度Ym与查找亮度Y1比值的

一部分所占的比值。如果对映射色度xm、ym来说亮度Ys基本上没有偏离亮度

Y1，则在输出图像信号OS中的色彩再现是最优的。因此，色域映射器2能够增强

输入图像信号IS，例如通过应用颜色拉伸(color stretching)，而不会导致在输出图

像信号OS中的一些颜色变得太亮或太暗。必须注意的是，如果映射器2不作用于

输入亮度Y或不改变输入亮度Y，则映射亮度Ym可以是输入亮度Y。以上的硬

件或软件块描述仅描述了一个简单的实现，技术人员将理解亮度调节电路如何能合

并其用于计算数学模型的估算单元以获得用于输入映射色度的期望亮度。

图4示出了颜色映射电路的另一实施例的框图。该颜色映射电路基于图3所示的电

路，仅有的不同之处在于色域映射器2不影响输入亮度Y，因此映射亮度Ym与输

入亮度Y相同。只有色度x，y被映射。对该电路的操作与参照图3所描述的电路

相同。

图5示出了颜色映射电路的又一个实施例的框图。此颜色映射电路基于图4所示的

电路。不同之处在于，增加了查找电路6，因数确定电路4现在确定比值，且亮度

调节电路5是增益乘法器。查找电路6接收输入色度x，y并在LUT1中查找相应

的亮度LU。相应于输入色度x，y的查找亮度被称为Y2。此亮度Y2是具有与输

入色度x，y相应的颜色的反射物体RO的最大亮度LU。因数确定电路4确定输入

色度x，y和相应的映射色度xm，ym的亮度Y2和Y1的比值，以获得因数G＝

Y2/Y1。增益乘法器将输入亮度Y与因数G相乘，以获得输出亮度Ys。

颜色映射可能与针对自然色彩再现而优化的显示器相结合。这样的显示器将参照图

8至11予以描述。颜色映射可以用于参照图6所说明的LCD(液晶显示器)装置中，

或用于参照图7所描述的DMD(数字镜像显示器)装置中。

图6示出了液晶显示装置。在所示的实施例中，像素Pi包括四个液晶子像素RP、

GP、BP、YP。滤色器RF、GF、BF、YF与子像素RP、GP、BP、YP相关联。滤

色器RF、GF、BF、YF可以存在于子像素RP、GP、BP、YP的另一侧，因此位于

光源LR、LG、LB、LY和子像素RP、GP、BP、YP之间。不是所有的子像素RP、

GP、BP、YP都必须具有滤色器。在所示的实施例中，存在四个由驱动器LDR驱

动的光源LR、LG、LB、LY，所述四个光源与滤色器RF、GF、BF、YF一起限定

了显示装置DD的原色RW、GW、BW、YW。在图7中，由光源LR、LG、LB、

LY生成的光的颜色与相关联的滤波器RF、GF、BF、YF匹配，且这些颜色的比值

没有被滤波器RF、GF、BF、YF改变。或换言之，所述滤色器仅需要阻挡不相关

联的光源的光。现在，离开光源LR、LG、LB、LY的光就是显示器DD的原色。

可以仅存在三个光源，以替代四个不同的光源LR、LG、LB、LY。现在，滤色器

RF、GF、BF、YF中的一个被选择以便让光源LR、LG、LB、LY中的至少两个生

成的光的至少一部分通过。可替代地，可以使用一组全部发射基本上相同光谱的光

源中的单个光源。在本实施例中，原色由光源的光的光谱分布和滤色器的光谱滤波

定义。

像素驱动器PDR分别将驱动信号r、g、b、y提供给子像素RP、GP、BP、YP以

控制子像素RP、GP、BP、YP的传输。

必须注意的是，如果需要多于四种原色，则每个像素需要多于四个子像素。根据原

色是如何获得的，会需要更多不同色的光源和/或滤色器。尽管R、G、B、Y是指

红、绿、蓝和黄，但实际上其他颜色也可以被使用。

图7示出了具有DMD和色轮的显示装置。宽光谱光源L1生成落到旋转色轮CW

上的光束LI1。色轮CW具有滤色器段FG、FR、FB、FY。离开色轮CW的光束

LC1按时间顺序落到DMD显示器的像素Pi的子像素M1、M2、M3、M4上。所

有子像素M1至M4可以是相同的微镜，并根据待显示的图像调节所述微镜的角度。

图8示出了进一步设计显示器的方法的高层流程图。在步骤S1，确定物体RO的

亮度LU。通常，这些用于不同色的物体RO的亮度LU被确定一次，然后被存储

在表中。可替代地，这些亮度LU可以在文献资料中找到并能立即在步骤S2使用。

在步骤S2，选择原色RW、GW、BW、YW使得利用由原色RW、GW、BW、

YW定义的色域可再现的不同颜色的最大亮度BR基本上与由具有相应颜色的物体

RO所反射的光谱的亮度LU相匹配。如果对于显示器的设计来说优选采用最大亮

度的不同白点，那么必须使用光源LI2的不同光谱。例如，对于D65白点，将相

应的日光光谱D65用作LI2。对于8600K的白点，则使用具有温度为8600K的相

应黑体辐射光谱。

如果亮度LU必须被确定，则在步骤S10，反射物体RO由宽带光源L2生成的光

LI2照明。在步骤S11，测量由在不同波长处具有基本上100％反射率的反射物体

RO所反射的反射光谱的亮度LU，并计算相应的色度λ0和亮度LU。在步骤S12，

已确定的亮度LU被存储以供使用。可替代地，如果已经知道，则亮度LU可以被

直接存储且不再需要步骤S10和S11。

图9示出了设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在本实施例中，步骤S2操

作如下。首先，在步骤S20选择一组原色RW、GW、BW、YW以及期望的白点。

所选定的原色RW、GW、BW、YW和选定的白点亦被总称为PR。在步骤S21，

计算选定原色RW、GW、BW、YW的比值以获得期望的白点。接着，同样在步

骤S21，为所有原色RW、GW、BW、YW和所有合成色计算最大亮度BR。所述

合成色是指通过混合具有最大亮度BR的原色RW、GW、BW、YW所得到的颜色。

确定或从存储介质中检索与原色RW、GW、BW、YW和合成色相应的反射物体

的亮度LU。

在步骤S22，将计算出的亮度值BR与相应的亮度LU比较。最后，在步骤S23，

根据匹配标准MC，判断亮度值BR是否基本上与亮度LU匹配。如果一组选定的

原色RW、GW、BW、YW不满足匹配标准MC，则该算法进至步骤S20并选择另

一组原色RW、GW、BW、YW。如果一组选定的原色RW、GW、BW、YW满足

匹配标准MC，则该组原色成为待实施到显示器中的候选者，并在步骤S24被存储。

一旦找到了一组匹配的原色RW、GW、BW、YW，则所述算法就可以停止。可替

代地，该算法可以寻找多于一组或甚至所有组匹配的原色RW、GW、BW、YW。

如果更多组匹配的原色RW、GW、BW、YW可用，则可以选择在显示器中的实

施方面具有最好前景的那组原色。例如，要重点考虑的是为获得匹配原色RW、

GW、BW、YW所需要的硬件的效率。可替代地，最佳组可以是具有最大色域的

那组。

必须注意的是，替代原色和合成色或除了原色和合成色之外，可以选择其他颜色，

并为它们将相关的亮度值BR与亮度LU进行比较。选定的颜色应当可用选定的原

色RW、GW、BW、YW来实现。尽管提到了四种原色RW、GW、BW、YW，但

相同的算法也可以应用于少于或多于四种原色RW、GW、BW、YW的情况。此

外，尽管四种原色使用了字母R(红)、G(绿)、B(蓝)和Y(黄)，但其他颜色也可被选

为原色。

匹配标准的例子可以是：像素颜色的亮度位于具有相同颜色的物体RO的亮度LU

的80％～120％的范围内。对不同的颜色来说，该范围可以不同。可替代地，如参

照图11所作的说明，可以使用经验方法。典型地，误差必须在±10％内。

图10示出了设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在本实施例中，步骤S2操

作如下。

首先，在步骤S25，选择一组原色RW、GW、BW、YW。选定的原色RW、GW、

BW、YW亦可总称为PR。在步骤S26，定义一组检查点CP。这些检查点CP为显

示器色域内的颜色，在这些颜色处，必须检查匹配情况。例如，这些检查点CP是

红原色、绿原色和蓝原色(RW、GW、BW)、黄合成色、品红合成色和青合成色(分

别为RW+GW，RW+BW，GW+BW)的色度，以及优选的白点的色度(例如D65)。

在步骤S27，确定或从存储介质检索检查点CP的相应亮度BR。在步骤S28，确定

或从存储介质检索与检查点CP相应的反射物体RO的亮度LU。在步骤S29，计算

显示器原色RW、GW、BW、YW的亮度之间的比值。

在步骤S30，根据匹配标准MC，判断亮度值BR是否基本上与亮度LU匹配。如

果一组选定的原色RW、GW、BW、YW不满足匹配标准MC，则算法进至步骤

S25并选择另一组原色RW、GW、BW、YW。如果一组选定的原色RW、GW、

BW、YW满足了匹配标准MC，则该组原色成为要在显示器中实施的候选者，并

在步骤S31被存储。可以为每个原色RW、GW、BW、YW定义一个范围，并在

所述范围内选择原色。

一旦找到了一组匹配的原色RW、GW、BW、YW，则所述算法就可以停止。可替

代地，该算法可以寻找多于一组或甚至所有组匹配的原色RW、GW、BW、YW。

如果更多组匹配的原色RW、GW、BW、YW可用，则可以选择其在显示器中的

实施具有最好前景的那组原色。例如，要重点考虑的是为获得匹配原色RW、GW、

BW、YW所需要的硬件的效率。或者根据色域的大小得到最佳的原色组，色域越

大越好。在一个实施例中，在检查点色度处，显示亮度BR与反射颜色亮度LU的

误差被最小化。该误差最小化可以通过在允许的范围内选择原色RW、GW、BW、

YW的最佳色度，和/或通过改变它们的亮度来实现。原色的亮度可以通过改变背

光的光谱，或通过改变滤色器的传输光谱来改变。误差可例如被定义为亮度差的均

方根误差，其中，在计算亮度差之前，对每个亮度做log10处理。通常，对良好的

显示器设计来说，误差应小于±10％。

必须注意的是，替代原色和合成色或除了原色和合成色之外，可以选择其他颜色，

并为它们将相关的亮度值BR与亮度LU比较。选定的颜色应当可用选定的原色

RW、GW、BW、YW来实现。尽管只提到四种原色RW、GW、BW、YW，但相

同的算法也可以应用于少于或多于四种原色RW、GW、BW、YW的情况。此外，

尽管四种原色使用了字母R(红)、G(绿)、B(蓝)和Y(黄)，但其他颜色也可被选为原

色。

匹配标准的其他例子可以是：像素颜色的亮度位于具有相同颜色的物体RO的亮度

LU的80％～120％的范围内。对于不同的颜色，该范围可以是不同的。可替代地，

如参照图11所作的说明，可以使用经验方法。通常误差在±10％内。

图11示出了根据设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在步骤S25，例如由

操作人员选择原色RW、GW、BW、YW。白点可以被预置，或者也可以由操作人

员选择。在步骤S26，使用在步骤S25选定的原色RW、GW、BW、YW和白点来

显示测试图像IM。在步骤S27，一组观察者观看显示的图像，并且如果该组中至

少90％的观察者未在图像中观察到恼人的、或显著的或可辨认的亮度伪象，则像

素颜色的亮度BR被认为基本上与亮度LU匹配。实际上，测试图像可以是同样出

现在观察者处的现实世界情景的表现，并且如果该组中至少90％的观察者未在颜

色的亮度和相应的亮度之间观察到恼人的、或明显的或可辨认的区别，则像素颜色

的亮度BR被认为基本上与亮度LU匹配。

图12示出了设计显示器的方法的另一流程图。所述至少四种原色RW、GW、BW、

YW通过改变原色RW、GW、BW、YW中至少之一的色度，或通过增加额外的原

色而被选定。

在步骤S30，色域映射被应用到具有预定的一组不同颜色的输入测试图像信号IS

中。在步骤S31，检查响应于输入测试图像IS所显示的不同颜色的亮度BR。在步

骤S32，改变原色RW、GW、BW、YW中至少之一的色度以获得基本上与相应的

反射光谱RS的亮度LU相匹配的亮度BR。可替代地，或附加地，另一种原色被

加入到已经存在的原色中以获得亮度BR，该亮度BR基本上与导致同匹配亮度LU

之间产生较大偏差的原色之一的相应反射频谱RS的亮度LU相匹配。例如，如果

针对特定颜色的亮度LU检测到一个过高的亮度BR，则把这个颜色或与这个颜色

相近的颜色定为新原色。

图13示出了具有基本匹配亮度的色域的例子。

第一色域GA1由四种原色R、YG、GC、B定义，它们的x，y，Y坐标分别为：

R1： 0.6717，0.3181，19.6

YG1： 0.3564，0.6319，68.1

GC1： 0.0959，0.6958，33.1

B1： 0.1429，0.0458，7.1

第二色域GA2由五种原色R、G、B、C、Y定义，它们的x，y，Y坐标分别为：

R2： 0.6776，0.3153，17.1

G2： 0.2115，0.7569，34.4

B2： 0.1449，0.0486，7.1

C2： 0.0215，0.6069，10.5

Y2： 0.3681，0.6208，70.5

第三色域GA3由六种原色R、G、B、C、M、Y，它们的x，y，Y坐标分别为：

R3： 0.6658，0.3264，20.0

G3： 0.2781，0.6653，66.9

B3： 0.1468，0.0514，6.6

C3： 0.0567，0.3292，9.9

M3： 0.3407，0.0986，10.3

Y3： 0.4308，0.5597，84.8

应当注意的是，上述实施例用以说明而非限制本发明，并且在不偏离所附权利要求

的范围的情况下，本领域的技术人员能够设计出许多可替代的实施例。

例如，如果不需要精确的亮度补偿，查找表1可以不必包括反射物体的精确亮度。

仅存储反射物体的近似亮度就已足够。例如，±10％的精度可能足够了。

只要显示器色域与输入信号色域不同，本颜色映射可以有利地得以实施，而不依赖

于在显示器中所使用的原色数量。

应当理解的是，上述映射技术可以在不同的装置或软件中实现，例如，该映射技术

可以构成相片处理软件的一部分，该软件能够将以与装置有关的格式存储的数据在

其后提供给特定的显示器。该校正也可以被专业服务使用，例如通过在因特网上的

专用信道提供改善的信号，或作为存储器上的改善的信号(例如在记忆棒上的可从

商店买到的)。还可以下载校正简档(例如LUT)以在家用计算机上应用，或者接收

插件等。

在权利要求书中，任何置于括号内的参考标记都不应解释为用于限定权利要求。动

词“包括”及其连词的使用并未排除那些除在权利要求中被说明的元件或步骤以外的

元件或步骤的存在。未作数目限定的元件包括一个或多个这样的元件。本发明可以

通过包括多个分立元件的硬件以及通过经适当编程的计算机来实施。在列举多个装

置的装置权利要求中，这些装置中的多个可以包含在同一个硬件项中。在相互不同

的从属权利中陈述一定措施不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

2024年6月12日发(作者：于萍韵)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.1

(22)申请日 2007.10.05

(71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司

地址 荷兰艾恩德霍芬

(72)发明人 E·H·A·兰根迪克

(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公司

代理人 刘鹏

(51)

G09G5/06

H04N9/67

(10)申请公布号 CN 101523480 A

(43)申请公布日 2009.09.02

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

颜色映射的方法

(57)摘要

一种颜色映射方法将输入图像信号

(IS)映射到用于显示器(DD)的输出图像信

号(OS)，所述显示器(DD)包括具有子像素

(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)，所述

子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示

器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、

YW)。查找表(1)包括被存储的在显示器色

域(WG)内的不同色度(λ0)处的反射光谱

(RS)的亮度(LU)。所述反射光谱(RS)为在

相应色度(λ0)处具有基本上最大反射率的反

射物体(RO的)光谱。所述颜色映射方法包

括色域映射(2)、取回(3)查找亮度(Y1)、因

数确定(4)和调整映射亮度(Ym；Y)。色域

映射(2)将具有由输入亮度(Y)和输入色度

(x、y)定义的输入像素颜色的输入图像信

号(IS)映射到具有由映射亮度(Ym；Y)和映

射色度(xm，ym)定义的相应映射像素颜色

的映射图像信号(MS)。所述输入像素颜色

位于不同于所述显示器色域(WG)的输入色

域内。查找亮度(Y1)通过在查找表(1)中查

找所存储的在映射色度(xm，ym)处的亮度

(LU)被取回。因数(F)通过查找亮度(Y1)与

映射亮度(Ym；Y)之间的差别来确定。映

射亮度(Ym；Y)通过使用因数(F；G)来调

整，以获得比映射亮度(Ym)更接近查找亮

度(Y1)的输出亮度(Ys)。图像输出信号(OS)

则由映射色度(xm，ym)和输出亮度(Ys)定

义。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

2021-04-30

专利权的转移

法律状态

专利权的转移

2013-06-12

2012-09-26

2009-12-16

2009-09-02

授权

专利申请权的转移

实质审查的生效

公开

授权

专利申请权的转移

实质审查的生效

公开

权 利 要 求 说 明 书

1.一种颜色映射方法，该方法将输入图像信号(IS)映射到用于显示器(DD)的输出图

像信号(OS)，所述显示器(DD)包括具有三个或三个以上子像素(RP、GP、BP、YP)

的显示像素(Pi)，所述三个或三个以上子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示器

色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)，该方法包括：

使用具有不同颜色的现实世界物体的反射光谱(RS)的期望亮度(LU，Y1)，所述不

同颜色相应于所述显示器色域(WG)内的不同色度(x0，y0)，其中，所述反射光谱

(RS)是由现实世界物体中相应物体所反射的光的光谱，并且其中，期望亮度(LU，

Y1)是由相应的一个现实世界物体反射的光的总量，

对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素颜色的输入图像信号

(IS)进行色域映射(2)，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色度(xm，ym)定义的

相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入像素颜色位于不同于所述显示

器色域(WG)的输入色域内；以及

通过使用取决于所述期望亮度(LU，Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之间的差别的因

数(F1；G)来调整(5)所述映射亮度(Ym；Y)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所

述期望亮度(Y1)的输出亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度

(xm，ym)和所述输出亮度(Ys)定义。

2.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述期望亮度(LU，Y1)的使用包括

从查找表(1)中检索所述期望亮度(LU，Y1)。

3.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述期望亮度(LU，Y’)的使用包括

应用数学模型，所述数学模型被设计成用于生成这样的期望亮度(LU)。

4.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，通过测量由预定光源照明的现实世

界物体来获得由所述现实世界物体反射的光的光谱。

5.根据权利要求4所述的颜色映射方法，其中，所述预定光源是宽光谱光源，比如

等能量光谱或日光光谱。

6.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，每个期望亮度(LU，Y1)基本上是被

反射的光的最大总量，优选地，该期望亮度(LU，Y1)可以通过将选定的光源与用

于每个色度的理论光谱相乘来确定，该理论光谱比如是对于每个波长具有100％或

0％透射的光谱。

7.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述映射亮度(Ym)的调整包括将所

述映射亮度(Ym)限制到基本上为所述存储亮度(LU)。

8.根据权利要求2所述的颜色映射方法，还包括通过在所述查找表(1)中查找在所述

输入信号(IS)的输入色度(x，y)处的存储亮度(LU)来检索(6)另外的查找亮度(Y2)，

并且其中，所述映射亮度(Y)的调整(5)包括通过与在所述映射色度(xm，ym)处的查

找亮度(Y1)与在所述输入色度(x，y)处的查找亮度(Y2)之间的比值基本上相等的所

述因数(G)来对所述映射亮度(Y)进行缩放。

9.根据权利要求1或8所述的颜色映射方法，其中，所述色域映射(2)仅将色域映射

应用于所述输入色度(x，y)，并且其中，所述映射亮度(Ym；Y)为所述输入亮度(Y)。

10.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述色域映射(2)提供色彩增强。

11.根据权利要求10所述的颜色映射方法，其中，所述色彩增强是饱和度加强。

12.根据权利要求1所述的颜色映射方法，其中，所述显示器(DD)是具有大于三个

的原色(RW、GW、BW、YW)数量的多原色显示器。

13.一种颜色映射电路，用于将输入图像信号映射到用于显示器(DD)的输出图像信

号，所述显示器(DD)包括具有子像素(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)，所述子

像素(RP、GP、BP、YP)具有定义显示器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)，

该颜色映射电路包括：

期望亮度单元，用于生成具有不同颜色的现实世界物体的反射光谱(RS)的期望亮度

(LU，Y1)，所述不同颜色相应于所述显示器色域(WG)内的不同色度(x0，y0)，其

中，每个所述反射光谱(RS)是由现实世界物体反射的光的光谱，并且其中，每个所

述期望亮度(LU，Y1)是由相应的现实世界物体反射的光的总量，

色域映射器(2)，用于对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素

颜色的输入图像信号(IS)进行色域映射，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色

度(xm，ym)定义的相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入像素颜色位

于不同于所述显示器色域(WG)的输入色域内；以及

调整电路(5)，用于使用取决于所述期望亮度(LU，Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之

间的差别的因数(F1)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所述查找亮度(Y1)的输出

亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度(xm，ym)和所述输出亮度

定义(Ys)。

14.一种显示器(DD)，包括具有子像素(RP、GP、BP、YP)的显示像素(Pi)以及根据

权利要求13所述的颜色映射电路，所述子像素(RP、GP、BP、YP)具有定义了显

示器色域(WG)的原色(RW、GW、BW、YW)。

15.根据权利要求14所述的显示器(DD)，包括：

LCD显示板，该LCD显示板具有包括至少四个子像素(RP、GP、BP、YP)的像素

(Pi)，所述至少四个子像素(RP、GP、BP、YP)具有相关的用于生成所述至少四种

原色(RW、GW、BW、YW)的滤色器(RF、GF、BF、YF)，

驱动电路(PDR)，用于接收所述图像输出信号(OS)，以将驱动电压提供给所述至少

四个子像素(RP、GP、BP、YP)，以及

背光单元(LR、LG、LB、LY)，用于照明所述显示面板。

16.根据权利要求14所述的显示器(DD)，该显示器(DD)是用于显示所述图像输出信

号(OS)的色序型显示器。

17.根据权利要求13所述的显示器，其中，该显示器通过以下方法设计：

确定或使用(S1)在所述显示器色域(WG)内不同色度(λ0)处的反射光谱(RS)的亮度

(LU)，其中，所述反射光谱(RS)是在所述不同色度(λ0)处分别具有基本上最大反射

率的反射物体(RO)的光谱，以及

选择(S2)所述至少四种原色(RW、GW、BW、YW)，以便在所述显示器色域(WG)

内获得选定的一组像素颜色的亮度(BR)，该亮度(BR)基本上与在所述色度(λ0)处的

反射光谱(RS)的亮度(LU)相匹配，所述色度(λ0)相应于所述选定组的像素颜色。

18.一种计算机程序产品，包括使处理器能够执行根据权利要求1所述方法步骤的

代码，所述步骤是：

对所述具有由输入亮度(Y)和输入色度(x，y)定义的输入像素颜色的输入图像信号

(IS)进行色域映射(2)，以获得具有由映射亮度(Ym；Y)和映射色度(xm，ym)定义的

相应映射像素颜色的映射图像信号(MS)，所述输入图像颜色位于不同于所述显示

器色域(WG)的输入色域内，

通过使用与所述期望亮度(LU、Y1)和所述映射亮度(Ym；Y)之间的差别有关的因

数(F1；G)来调整所述映射亮度(Ym；Y)，以获得比所述映射亮度(Ym)更接近所述

查找亮度(Y1)的输出亮度(Ys)，其中，所述图像输出信号(OS)由所述映射色度(xm，

ym)和所述输出亮度(Ys)定义。

说 明 书

技术领域

本发明涉及设计显示器的方法、制造显示器的方法、显示器以及计算机程序产品。

背景技术

为了显示彩色图像，常规的显示器具有三原色：红、绿和蓝。在欧洲，这些三原色

的色度坐标由用于标准清晰度内容的EBU标准和用于高清晰度内容的Rec709标准

定义。色度坐标亦被称为颜色点或颜色。在其他国家，不同的标准可能定义所述三

原色的颜色。在EBU标准中，红原色在CIE1931xy颜色空间里的色度坐标为：x

＝0.64和y＝0.33，绿原色为：x＝0.29和y＝0.60，蓝原色为：x＝0.15和y＝0.06。

在EBU标准中还定义了显示器的白点，该白点接近于色度坐标为x＝0.3127和y＝

0.3290的D65(6500K)。实际上，显示器制造商可能选用不同于D65的白点。许多

显示装置具有更为偏蓝一点的白点，例如8600K或甚至10000K。该组原色和白点

的颜色确定了显示器的色彩表现。当使用EBU原色时，通过红、绿和蓝原色的亮

度比22:71:7来获得白色D65。

这种具有上述三种EBU原色的常规显示器无法再现所有可见的颜色。只有位于以

所述原色为顶点的颜色三角形之内的颜色才能被显示出来，或者更准确地说，只有

位于三维显示域内的颜色才能被显示出来。或者换言之，EBU显示器的色域被定

义为色度空间中在所述包括其边界在内的三角形内的区域。因此，尤其非常饱和的

颜色，例如单色，是无法再现出来的。单色(monochromatic color)是指在可见光谱

中在特定波长上具有单峰的颜色。

近来，所谓的宽色域显示器正受到越来越多的关注。这些显示器具有被选择以获得

比EBU标准的原色的色域更大的色域的原色。因此，宽色域显示器能够产生比

EBU显示器更饱和的颜色。在宽色域LCD显示器中，用于宽色域的三原色可以通

过调节背光的光谱和/或改变滤色器的传输频带获得。可替代地，或附加地，可以

在所述三角形之内或之外，但优选地，在颜色的可见范围之内添加另一原色。具有

三种原色的宽色域显示有时被称为增强色域显示，而具有多于三种原色的宽色域显

示则被称为多原色显示。

大多数内容在由EBU原色定义的色域内被编码(即，电视摄像机根据此色域记录场

景，并且大多数自然颜色并不是非常饱和的)。对宽色域显示器来说，显示器色域

可能与输入色域相差很大。如果通常为RGB信号的输入图像信号被直接用于驱动

宽色域显示器，那么色彩再现就会失真，并且对大多数图像来说，不希望该色彩再

现高于一般EBU色域的色彩再现。如果在驱动宽色域原色之前，将颜色映射应用

于输入图像信号从而把EBU色域扩展到宽色域，则可以实现更好的色彩再现。然

而，已知的通常使用饱和增长的颜色映射在宽色域显示器上实现的是非最佳的色彩

再现。

类似地，如果EBU内容必须在具有提供小于EBU色域的色域的原色的显示器上显

示，或者如果宽色域内容必须在具有EBU色域的显示器上显示，那么颜色映射必

须将输入色域缩小到更小的显示器色域，并再次使色彩再现受到损害。

发明内容

本发明的目的在于改善显示器的色彩再现，所述显示器的原色覆盖的色域不同于输

入信号的色域。

本发明的第一方面提供了一种如权利要求1所述的颜色映射方法。本发明的第二方

面提供了一种如权利要求13所述的颜色映射电路。本发明的第三方面提供了一种

如权利要求14所述的显示器。本发明的第四方面提供了一种如权利要求18所述的

计算机程序产品。在从属权利要求中则定义了有利的实施方式。

根据本发明的第一方面的颜色映射方法将输入图像信号映射到用于显示器的输出图

像信号中，所述显示器包括具有子像素的显示像素，所述子像素具有定义了显示器

色域的原色，所述显示器色域则覆盖了所有可由该显示器显示的颜色。假设对子像

素的数量并从而对原色的数量和原色的颜色进行选择，以获得大于输入信号的输入

色域的显示器色域。在这种宽色域显示器上的一种典型的伪象为：一些饱和的颜色

看上去似乎是荧光的。或换言之，一些饱和的颜色看上去比观察者基于图像内容所

预料的要更亮。对于显示器色域小于输入色域的显示器来说，典型的伪象在于，一

些饱和的颜色具有太低的亮度而看上去显得暗，即亮度再次不受控制地出错。可替

代地，可以不同地选择三原色的颜色。

在现实世界中，人们能见到物体，这是因为物体将光线从光源反射到人眼视网膜上

的红、绿和蓝锥体。CIE 1931 xy色度坐标可以通过使用颜色匹配功能计算出以匹

配反射光的光谱的颜色。这些xy色度坐标给出了(标准)观察者将会看到的颜色的

表示。如果在场景中的物体100％反射入射光，并且光源具有平坦的(或相对平坦

的)光谱，则见到白色的物体。此物体在所有被此光源照明的反射物体中具有最高

的亮度。另一个反射例如在630nm处的很窄谱带的物体就会具有非常饱和的红色，

并因此吸收所有在位于630nm左右的窄带之外的光。因此，当被相同的宽谱光源

照明时，此红色物体的亮度一定远低于该白色物体的亮度。

为了估计具有不同颜色的物体的反射光谱的最大(例如，自然发生的典型的最高的，

或数学上可能的最高的)亮度，在显示器色域内的不同色度处确定(现实世界)物体的

反射光谱的亮度，其中，所述物体具有与特定色度相应的颜色(比如可口可乐那样

的红色，因为其可以通过理论或实际的滤色器，诸如涂料，来生成)。反射光谱是

在不同色度处具有基本上最大反射率的反射物体的光谱。更确切地说，这样的现实

世界物体的反射光谱是由该现实世界物体所反射的光的光谱。此光谱的亮度是显示

器在与现实世界物体的颜色相应的色度处生成的亮度的目标亮度。例如，一大组光

谱带通滤波器的反射光谱的最大亮度可以以不同的宽度和中心频率来使用。针对每

个滤色器，为例如具有平坦光谱的光源或日光光谱计算出xy色度坐标和相对亮度。

因此，换言之，可以为每种颜色或位于显示器色域内的色度坐标确定该种颜色相对

于白色亮度的相对亮度。不要求为每种颜色存储相对亮度。而可以为一组颜色存储

相对亮度，并且实际颜色的亮度可以从所储存的组中内插得到(当使用特征自然颜

色时，例如使用最亮的叶绿色时，是令人感兴趣的)。必须注意的是，此类在不同

色度处的反射光谱的亮度确定已公知于出版物

“Maximum Visual Efficiency of ColoredMaterials”，by David m，in J.O.S.A，

volume25，1935年，第361至367页。

为了避免出现非真实的荧光或暗淡伪象，与根据过去原理的显示器相比，所述显示

器必须被更精确地校正。

所述颜色映射方法使用了前文讨论的在显示器色域内不同色度处的反射光谱的亮度。

这些期望的亮度例如被存储在查找表中，或用函数，例如逼近最大反射/发光颜色

的壳体(hull)(颜色山(color mountain))的二维多项式被建模。所述的二维多项式可以

是抛物面。可替代地，可以使用二维高斯函数。必须注意的是，可以使用理论确定

的期望亮度，比如Shrodinger曲线来代替测定的期望亮度。甚至还可使用测定的和

理论的期望亮度的组合(例如平均值)。

所述颜色映射方法包括色域映射，该色域映射将具有由输入亮度和输入色度定义的

输入像素颜色的输入图像信号映射到具有由映射亮度和映射色度定义的相应映射像

素颜色的映射图像信号。所述输入像素颜色位于与显示器色域不同的输入色域内。

期望的亮度可以通过在查找表中查找在映射色度处的期望亮度值，或通过计算相对

于白色亮度的相对值或亮度下降等方式得到。在颜色变得恼人地亮之前，可以有一

定的容许偏差，特别是指向黑色的方向上，甚至可能有更大的偏差。

根据期望亮度与映射亮度之间的差别来确定一个因数。通过使用该因数调整所述映

射亮度(所述映射亮度例如从基本色度变换或现有技术中的色域映射获得)以获得比

映射亮度更接近期望亮度的输出亮度。图像的输出信号由映射色度和输出亮度定义。

当然，技术人员知道，以上概念上描述的两步过程在实践中可以由单个的映射变换

实现。

必须注意的是，本发明不对显示器进行仿真，而是使用由一组现实世界物体反射的

光的期望亮度，其中，所述物体的每个都有对应于显示器色域中特定色度的颜色。

如果需要，在映射后所获得的亮度被校正到接近于期望亮度。因此，所生成的显示

图像看上去会比较自然，这是因为每种颜色是以相应于具有相应颜色的现实世界物

体的亮度的亮度而显示的。

在一个实施例中，期望亮度被存储在查找表中，而在另一实施例中，使用数学模型

来生成期望亮度。这些生成的期望亮度可以被存储起来以供将来使用。

在一个实施例中，通过用预定的光源，例如至少涵盖可见光范围的宽谱光源来照明

现实世界物体以获得由该现实世界物体反射的光的光谱。

在一个实施例中，映射亮度被限制(clip)到基本上为存储的亮度。因此，通过改变

用于显示器原色的驱动信号使得亮度基本上与具有相同颜色的现实反射物体的亮度

相匹配来防止出现过亮的颜色。

在更复杂的实施例中可以应用进一步的校正，例如通过查找为当前(例如相邻颜色

的)色度而存储的其他亮度或因数，或观察实际获得的在图像中相邻颜色的亮度，

从而保留/强调局部图像结构(通过应用较小的进一步的亮度下降)，但这已超出了本

发明的核心原理。

在一个实施例中，所述颜色映射方法通过在查找表中查找存储的在输入信号的输入

色度处的亮度来获得另外的查找亮度。映射亮度通过因数被缩放，该因数基本上与

在映射色度处的查找亮度与在输入色度处的查找亮度的比值相等。该缩放的优点是，

防止了因裁剪而引起的伪象。

在一个实施例中，所述色域映射仅将色域映射应用到输入色度。因此，映射亮度就

是输入亮度。这种色域映射仅将来自输入色域的色度变换到不同的显示器色域中去，

而并不影响亮度。

在一个实施例中，所述色域映射提供了色彩增强，该色彩增强，例如，是在具有多

于三种原色的宽色域显示器中的一种饱和度的加强。

在一个实施例中，对应用了所述颜色映射方法的显示器进行了优化以改善色彩再现。

本发明的颜色映射可以在显示器之内并定义显示器的色彩表现，或应用在单独的装

置中，而显示器仅获得经校正的输入信号。所述颜色映射方法可以与这样的显示器

相结合，以进一步降低显示颜色的亮度与具有相同颜色的现实世界反射物体的亮度

之间的任何失配。这样优化的显示器可以根据以下设计方法设计。所述显示器所具

有的像素的像素颜色是通过混合至少四种原色获得的。这些原色定义了该显示器的

显示器色域。因此，该显示器色域覆盖了所有可由该显示器显示的颜色。然而，这

些原色必须满足特定的条件来避免在色彩再现中出现荧光或暗淡伪象。

为了避免出现荧光伪象或暗淡伪象，可以对所述至少四种颜色进行选择，以使所生

成的像素颜色的亮度已经更接近自然/最大颜色(在应用进一步的算法校正之前)。

通过参考以下描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并将得到阐明。

附图说明

在图中：

图1示出了在xy色度平面的“马蹄形”可见颜色空间中的反射光谱的等亮度轨迹示

意图，

图2示出了照明物体的光源，

图3示出了颜色映射电路的一个实施例的框图，

图4示出了颜色映射电路的另一实施例的框图，

图5示出了颜色映射电路的又一实施例的框图，

图6示出了具有LCD和背光的显示装置的示意图，

图7示出了具有DMD和色轮的显示装置的示意图，

图8示出了显示器设计方法的高层流程图，该显示器具有针对色彩再现而优化选择

的原色，

图9示出了显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图10示出了显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图11示出了根据显示器设计方法的一个实施例的流程图，

图12示出了显示器设计方法的另一流程图，以及

图13示出了具有基本上匹配的亮度的色域的例子。

应当注意的是，在不同附图中具有相同附图标记的项目具有相同的结构特征和相同

的功能，或者是相同的信号。当已对这样的项目的功能和/或结构做出了解释，则

不必在详细描述中再对其做重复解释。

具体实施方式

图1示出了在xy-色度平面的“马蹄形”可见颜色空间中的反射光谱的等亮度轨迹的

示意图。横轴表示CIE 1931的x色度坐标，竖轴表示CIE 1931的y色度坐标。“马

蹄形”轨迹VA表示可见颜色的边界。在轨迹VA上具有xy色度坐标的颜色是100％

饱和的颜色，其亦被称为单色，因为这些颜色的光谱仅包括单个波长。沿着轨迹

VA的数字表示以nm为单位的波长。采用EBU的原色：红RE、绿GE和蓝BE，

所有在以原色RE、GE、BE为顶点的三角形EG之内具有xy色度坐标的颜色都可

以被显示。白色的xy色度坐标位于曲线WH上。例如，在该曲线上表示出了白色

D65。

如根据使用EBU原色RE、GE、BE的显示器而公知的，如果输入信号的分量Ri、

Gi和Bi(见图6)全部具有其最大值，则需要这些原色之间的特定比值，以获得应当

显示的期望白点。通常，这些输入信号的分量Ri、Gi、Bi的最大值是相等的，并

且当用于模拟信号时为电平，例如0.7V，而当用于数字信号时则为数字，例如用

于8位数字信号的255。以下，各个信号具有在起始于0并终止于1的范围内的归

一化值。因此，如果输入信号的分量Ri、Gi和Bi都是l，则原色RE、GE、BE之

间应有一个比值使得期望的白点能被显示出来(并且根据传统原理对显示器进行校

正，以显示期望的白点和偏色，但这也修正了其他颜色的表现)。例如，假设期望

的白点是D65(x＝0.3127，y＝0.3290)，且原色的色度坐标为：红RE：x＝0.64，y

＝0.33，绿GE：x＝0.29，y＝0.60，蓝BE：x＝0.15，y＝0.06。现在，可以计算出

显示器的红色、绿色和蓝色的亮度之间应具有的比值22:71:7。然而，在许多显示

器中使用了更为偏蓝一些的白点，例如红、绿、蓝之间的亮度比为20:70:10。

图1还示出了由原色RW、GW、BW定义的宽色域显示器的例子。通过以原色

RW、GW、BW为顶点的三角形WG定义了可由此宽色域显示器显示的颜色。

以下参照图2对如何可在xy色度空间中定义反射光谱的等亮度轨迹的例子进行说

明。在理想的设置中，大量物体RO被提供宽光谱LI2的光源L2照明。在本例中，

所述光谱为标准光源D65的光谱(具有6500K的相应色温的日光光谱)。在一个示

例性的最佳颜色自然亮度的实现中，不同的物体RO对若干波长具有基本上100％

的反射率，或对其他波长的反射率为0。因此，对(接近的)单色来说，相应的物体

RO在特定波长处具有基本上100％(或较高)的反射率，而在其他波长处的反射率

基本上为0(或较低)。在刻度的另一端，最亮的白色物体在波长的全部可见范围内

具有基本上100％的反射率。对于中间色，物体可能在相对较小的波长区域内具有

高反射率。可以例如通过中心在特定波长上的带通反射滤波器，或分别通过两个或

两个以上中心在两个或两个以上不同中心频率上的带通反射滤波器，来表示这样的

间接色。必须注意的是，物体可以具有不同的光谱，但具有相同的色度xy。那些

物体中的一些会比其他一些反射更多的光，因而会具有更高的亮度。图1示出了具

有特定色度xy的反射物体可能拥有的最大亮度。以上最大反射率的例子仅是获得

最大反射的物体光谱的实践中的简单方法，还可例如基于来自自然的现实光谱得到

这样的光谱(例如寻找最亮的红色物体、最亮的通常是叶子的典型绿色等)。有了这

些数据之后，就可以为所有色度得到一组最大亮度，该组最大亮度可以存储在存储

器(查找表)中或可以进一步被数学建模(例如可以用多项式或指数等逼近这个外壳

(hull)等)。

为每个物体RO测量反射光的亮度LU。从这些测量中，可以构造图1所示的等亮

度轨迹。由示出相对亮度的数字来表示这些等亮度轨迹。在所示的例子中，反射所

有光的白色物体的亮度被设置为用100表示的100％。用90表示的轨迹示出了所

有其反射光谱的亮度为白色物体亮度的90％的有色物体。这种在不同色度处的反

射光谱的亮度确定已公知于出版物“Maximum Visual Efficiency of Colored Material”，

by David m，in J.O.S.A，volume 25，1935，第361页至367页。必须注

意的是，如果用另一光谱LI2选择另一种白色，那么用于相同反射物体的最大亮度

可以不同，因而图1所示的等亮度轨迹可能不同。

现在回到图1，这些等亮度轨迹被用于将在显示器上显示的颜色的相对亮度BR与

具有相同颜色的物体RO的反射光谱的亮度LU进行比较。从图1可以清楚的是，

分别具有与原色RE、GE、BE相同颜色的反射物体RO的亮度分别为22、77和8。

必须注意的是，对生成白色D65的EBU原色RE、GE、BE来说，他们之间的亮度

比定义为红:绿:蓝＝22:71:7。因此，如果将白色D65的总亮度归一化为100，那么

红色、绿色和蓝色分量的归一化最大亮度分别为22、71和7。以下，所述归一化

最大亮度亦被称为最大亮度、亮度因数，或如果从上下文中可确知所指的是归一化

最大亮度，则甚至可仅将其称为亮度。在文献资料中，所述亮度因数亦被称为明度

(lightness)。

这就意味着当输入信号的Ri分量为1时，红原色的亮度为22。与红原色RE具有

相同颜色的物体RO的亮度也是22。当输入信号的Gi分量为1时，绿原色的亮度

为71。另一方面，与绿原色具有相同颜色的物体RO的亮度为77。当输入信号的

Bi分量为1时，蓝原色的亮度为7。另一方面，与蓝原色具有相同颜色的物体的亮

度LU为8。因此，对所述原色的选择来说，原色的亮度基本上与相应的亮度LU

相匹配。为了得到显示器色域与反射颜色色域之间较好的匹配，必须检查显示亮度

在其他颜色处也与相应的亮度LU相匹配。例如，输入信号Ri和Gi都为1时产生

的黄色的亮度为93＝22+71，而在该颜色处的反射亮度为97。

以相同的方式可以证明，具有三原色RW、GW、BW的宽色域显示器具有不匹配

的亮度，特别是对于绿色和红色来说。针对白色D65，红原色、绿原色和蓝原色的

亮度比为26:68:7。分别具有与原色RW、GW、BW相同颜色的反射物体RO的亮

度分别为12、31、7。因此，如果仅有红原色RW产生光，则对于红色来说，原色

RW和GW的亮度与相应有色物体RO的亮度LU之间存在约两倍的失配，而如果

仅有绿原色GW产生光，则对于绿色来说，也存在约两倍的失配。相比于具有相

同饱和度的反射颜色的亮度，红原色和绿原色的亮度太高。这导致了对这些颜色会

产生不期望的印象，即当使用与用于具有三原色的普通色域显示器的驱动信号相同

的驱动信号时，被显示的物体是荧光的。

已经实现的是，可以通过增加至少另一原色来降低一个或多个原色的影响。这将通

过两个例子加以说明。第一个例子示出了如果添加白原色W的效果，而第二个例

子示出了添加黄原色YW的效果。可替代地，可以仅选择三种原色，所选择的颜

色使得与图1所示的选用宽色域原色RW、GW、BW相比仅会发生较小的失配情

况。

在使用EBU原色R、G、B作为RGB(红、绿和蓝)和白色D65作为白原色的

RGBW显示器中，白色D65是通过红原色、绿原色、蓝原色和白原色之间联合亮

度比分别为11、35、4、50获得的。这些亮度值11、35、4应分别与具有与EBU

原色R、G、B相同颜色的物体RO的亮度22、77、8进行比较。可见，当如此选

择用于RGB的原色时，在原色R、G、B的亮度值和相应物体RO的反射光谱的亮

度LU之间产生了高的失配。在此实施例中，亮度太低，从而导致太暗并因此对饱

和色产生暗淡的印象。

在使用EBU原色RW、GW、BW作为RGB(红、绿和蓝)和白色D65作为添加的白

原色W的RGBW显示器中，白色D65是通过红原色、绿原色、蓝原色和白原色

之间联合亮度比分别为11、35、4、50获得的。这些亮度值11、35、4应分别与具

有与EBU原色RW、GW、BW相同颜色的物体RO的亮度12、31、7进行比较。

可见，当如此选择用于RGB的原色时，在原色RW、GW、BW的亮度值和相应物

体RO的反射光谱的亮度LU之间提供了极大改善的匹配效果。然而，对于原色

RW和GW对其有效的合成色黄色来说，其亮度为11+35＝46，而在图1中可找到，

具有相同黄色的反射物体RO的亮度LU为大约91。对于合成色品红色来说，亮度

因数为11+4＝15且亮度为19。对于合成色青色来说，亮度因数为35+4＝39且亮

度为50。因此，对于黄色来说，仍存在较大的失配。

必须注意的是，合成色是两种原色之间的颜色，因此它们通过仅使用两种原色实现。

现在说明另一个例子，其中，提供了使用EBU原色R、G、B作为RGB和添加了

黄原色YW的RGBY显示器。用于获得白色D65的原色R、G、B、YW的比值现

在为11:35:7:47。这些亮度值11、35、7应分别与具有与原色R、G、B相同颜色

的物体RO的亮度22、7、8进行比较。可见，当如此选择用于RGB的原色时，在

原色R和G的亮度值和相应物体RO的反射光谱的亮度LU之间产生了较高的失配。

同样在此实施例中，亮度太低，并导致对饱和色太暗的印象。

如果所述RGBY显示器是基于宽原色RW、GW、BW的并增加了黄原色，则情况

就得到了极大的改善。为了在原色处得到显示器色域与反射颜色色域之间较好的匹

配效果，红原色、绿原色、蓝原色和黄原色的亮度比分别为13、34、7、47。这些

亮度值13、34、7应分别与具有与原色RW、GW、BW相同颜色的物体RO的亮

度12、31、7进行比较。可见，当如此选择用于RGB的原色时，在原色RW、GW、

BW的亮度值与相应物体RO的反射光谱的亮度LU之间产生了基本上匹配的效果。

同样，对于原色RW、GW、YW对其都有效的合成色黄色来说，其亮度为

13+34+47＝94，而在图1中可发现，具有相同黄色的反射物体RO的亮度LU为约

91。因此，现在，在黄色的亮度与黄色反射物体的相应亮度之间获得了基本上匹配

的效果。对合成色品红色来说，其亮度值为13+7＝20且其亮度因数为19。对于合

成色青色来说，其亮度值为34+7＝41且其亮度因数为50。因此，存在对于所有原

色和合成色的基本匹配。因而，对宽色域内的所有颜色来说，都获得了基本匹配。

从以上例子中可见，根据原色的选择，可能发生较大的失配。该失配可以通过对显

示器原色的驱动进行调光的方式予以降低。即使发现了提供基本上匹配的原色，可

能仍存在较小的偏差。通过把驱动的调光与这些较好地匹配的原色相结合，可以进

一步改善显示器的色彩再现。对显示器原色的驱动进行调光的实施例将参照图3至

图5予以阐明。

图2示出了对物体进行照明的光源。宽光谱光源L2产生具有宽光谱的光LI2以照

明反射物体RO。对于特定的波长或一组波长，物体RO具有高的反射率。反射光

具有光谱RS，该光谱RS相应于色度λ0和亮度LU。此光谱亦被称为反射光谱。

由于在对图1的描述中已对图2做了说明，此处不再赘述。

图3示出了颜色映射电路的一个实施例的框图。输入图像信号IS定义了输入图像，

所述输入图像由具有输入像素颜色的输入像素组成。尽管此处将关于在CIE 1931 x，

y颜色空间中定义的输入图像信号对本发明进行说明，但是本发明不应仅限于该x，

y颜色空间，而是还可应用于其他在其中定义了或可确定亮度和色度的颜色空间。

这样的空间的例子有CIE 1976 u’v’颜色空间和视频颜色空间YCrCb。甚至还可将

本发明应用到RGB颜色空间中，但这将会复杂一些，因为色度和亮度必须根据

RGB分量来计算。如果输入图像信号是在RGB颜色空间中被编码的，并且不希望

还有用于确定色度和亮度的额外计算，则输入图像信号必须从伽马(gamma)RGB域

转换到线性光域，比如xyY空间。

输入像素颜色由输入亮度Y和输入色度x，y定义。输入像素颜色限定在输入色域

范围内。色域映射器2将映射或转换应用到输入图像信号IS使得映射图像信号MS

具有不同于输入色域的映射色域。映射图像信号MS具有色度xm和ym。如果输

入色域被扩展，则映射色域和输入色域之间的差别可能导致太高的原色亮度，或者

如果映射色域小于输入色域，则它们之间的差别可能导致太低的原色亮度。

通常，色域映射器2处理输入图像信号IS以获得相对于输入图像信号IS来说增强

了的映射图像信号MS。例如，色域映射器2可以是任何能对亮度Y和色度x，y

有影响的颜色变换(例如，三维矩阵运算)，或者可以是仅在色度坐标x，y上操作

的颜色变换(例如，亮度保持饱和度延伸色域映射

(luminance retraining saturation stretching gamutmapping))。在上一种所提到的情况中，

映射亮度Ym与输入亮度Y相等。或换言之，输入亮度Y未被色域映射器2处理。

本发明可用于任何类型的具有不同于输入色域的显示器色域的显示器中。例如，对

于EBU编码信号，该显示器可以是宽色域(大于EBU色域)LCD。可替代地，该显

示器可以具有比EBU色域更小的色域，例如移动装置上的LCD，或者未来当在宽

原色上编码的输入信号必须在具有由EBU原色定义的较小色域的显示装置上显示

的时候。全色显示可能要有三种或更多的原色。

查找电路3接收映射色度xm，ym并在查找表(此外亦被称为LUT)1中查找相应的

亮度LU。相应于映射色度xm，ym的查找亮度被称为Y1。此亮度Y1为具有相应

于映射色度xm，ym的颜色的反射物体RO的最大亮度LU。

因数确定电路4接收映射亮度Ym和查找亮度Y1以确定表示映射亮度Ym与查找

亮度Y1之间差别的因数F1。亮度调节电路5接收映射亮度Ym和因数F1以提供

输出亮度Ys。亮度调节电路5通过使用因数F调节映射亮度Ym以获得比映射亮

度Ym更接近于查找亮度Y1的输出亮度Ys。例如，亮度调节电路5是将映射亮度

Ym与因数F1相乘的增益乘法器或缩放器。可以选择因数F1使得输出亮度Ys限

制到查找亮度Y1。可替代地，因数F1可以是映射亮度Ym与查找亮度Y1比值的

一部分所占的比值。如果对映射色度xm、ym来说亮度Ys基本上没有偏离亮度

Y1，则在输出图像信号OS中的色彩再现是最优的。因此，色域映射器2能够增强

输入图像信号IS，例如通过应用颜色拉伸(color stretching)，而不会导致在输出图

像信号OS中的一些颜色变得太亮或太暗。必须注意的是，如果映射器2不作用于

输入亮度Y或不改变输入亮度Y，则映射亮度Ym可以是输入亮度Y。以上的硬

件或软件块描述仅描述了一个简单的实现，技术人员将理解亮度调节电路如何能合

并其用于计算数学模型的估算单元以获得用于输入映射色度的期望亮度。

图4示出了颜色映射电路的另一实施例的框图。该颜色映射电路基于图3所示的电

路，仅有的不同之处在于色域映射器2不影响输入亮度Y，因此映射亮度Ym与输

入亮度Y相同。只有色度x，y被映射。对该电路的操作与参照图3所描述的电路

相同。

图5示出了颜色映射电路的又一个实施例的框图。此颜色映射电路基于图4所示的

电路。不同之处在于，增加了查找电路6，因数确定电路4现在确定比值，且亮度

调节电路5是增益乘法器。查找电路6接收输入色度x，y并在LUT1中查找相应

的亮度LU。相应于输入色度x，y的查找亮度被称为Y2。此亮度Y2是具有与输

入色度x，y相应的颜色的反射物体RO的最大亮度LU。因数确定电路4确定输入

色度x，y和相应的映射色度xm，ym的亮度Y2和Y1的比值，以获得因数G＝

Y2/Y1。增益乘法器将输入亮度Y与因数G相乘，以获得输出亮度Ys。

颜色映射可能与针对自然色彩再现而优化的显示器相结合。这样的显示器将参照图

8至11予以描述。颜色映射可以用于参照图6所说明的LCD(液晶显示器)装置中，

或用于参照图7所描述的DMD(数字镜像显示器)装置中。

图6示出了液晶显示装置。在所示的实施例中，像素Pi包括四个液晶子像素RP、

GP、BP、YP。滤色器RF、GF、BF、YF与子像素RP、GP、BP、YP相关联。滤

色器RF、GF、BF、YF可以存在于子像素RP、GP、BP、YP的另一侧，因此位于

光源LR、LG、LB、LY和子像素RP、GP、BP、YP之间。不是所有的子像素RP、

GP、BP、YP都必须具有滤色器。在所示的实施例中，存在四个由驱动器LDR驱

动的光源LR、LG、LB、LY，所述四个光源与滤色器RF、GF、BF、YF一起限定

了显示装置DD的原色RW、GW、BW、YW。在图7中，由光源LR、LG、LB、

LY生成的光的颜色与相关联的滤波器RF、GF、BF、YF匹配，且这些颜色的比值

没有被滤波器RF、GF、BF、YF改变。或换言之，所述滤色器仅需要阻挡不相关

联的光源的光。现在，离开光源LR、LG、LB、LY的光就是显示器DD的原色。

可以仅存在三个光源，以替代四个不同的光源LR、LG、LB、LY。现在，滤色器

RF、GF、BF、YF中的一个被选择以便让光源LR、LG、LB、LY中的至少两个生

成的光的至少一部分通过。可替代地，可以使用一组全部发射基本上相同光谱的光

源中的单个光源。在本实施例中，原色由光源的光的光谱分布和滤色器的光谱滤波

定义。

像素驱动器PDR分别将驱动信号r、g、b、y提供给子像素RP、GP、BP、YP以

控制子像素RP、GP、BP、YP的传输。

必须注意的是，如果需要多于四种原色，则每个像素需要多于四个子像素。根据原

色是如何获得的，会需要更多不同色的光源和/或滤色器。尽管R、G、B、Y是指

红、绿、蓝和黄，但实际上其他颜色也可以被使用。

图7示出了具有DMD和色轮的显示装置。宽光谱光源L1生成落到旋转色轮CW

上的光束LI1。色轮CW具有滤色器段FG、FR、FB、FY。离开色轮CW的光束

LC1按时间顺序落到DMD显示器的像素Pi的子像素M1、M2、M3、M4上。所

有子像素M1至M4可以是相同的微镜，并根据待显示的图像调节所述微镜的角度。

图8示出了进一步设计显示器的方法的高层流程图。在步骤S1，确定物体RO的

亮度LU。通常，这些用于不同色的物体RO的亮度LU被确定一次，然后被存储

在表中。可替代地，这些亮度LU可以在文献资料中找到并能立即在步骤S2使用。

在步骤S2，选择原色RW、GW、BW、YW使得利用由原色RW、GW、BW、

YW定义的色域可再现的不同颜色的最大亮度BR基本上与由具有相应颜色的物体

RO所反射的光谱的亮度LU相匹配。如果对于显示器的设计来说优选采用最大亮

度的不同白点，那么必须使用光源LI2的不同光谱。例如，对于D65白点，将相

应的日光光谱D65用作LI2。对于8600K的白点，则使用具有温度为8600K的相

应黑体辐射光谱。

如果亮度LU必须被确定，则在步骤S10，反射物体RO由宽带光源L2生成的光

LI2照明。在步骤S11，测量由在不同波长处具有基本上100％反射率的反射物体

RO所反射的反射光谱的亮度LU，并计算相应的色度λ0和亮度LU。在步骤S12，

已确定的亮度LU被存储以供使用。可替代地，如果已经知道，则亮度LU可以被

直接存储且不再需要步骤S10和S11。

图9示出了设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在本实施例中，步骤S2操

作如下。首先，在步骤S20选择一组原色RW、GW、BW、YW以及期望的白点。

所选定的原色RW、GW、BW、YW和选定的白点亦被总称为PR。在步骤S21，

计算选定原色RW、GW、BW、YW的比值以获得期望的白点。接着，同样在步

骤S21，为所有原色RW、GW、BW、YW和所有合成色计算最大亮度BR。所述

合成色是指通过混合具有最大亮度BR的原色RW、GW、BW、YW所得到的颜色。

确定或从存储介质中检索与原色RW、GW、BW、YW和合成色相应的反射物体

的亮度LU。

在步骤S22，将计算出的亮度值BR与相应的亮度LU比较。最后，在步骤S23，

根据匹配标准MC，判断亮度值BR是否基本上与亮度LU匹配。如果一组选定的

原色RW、GW、BW、YW不满足匹配标准MC，则该算法进至步骤S20并选择另

一组原色RW、GW、BW、YW。如果一组选定的原色RW、GW、BW、YW满足

匹配标准MC，则该组原色成为待实施到显示器中的候选者，并在步骤S24被存储。

一旦找到了一组匹配的原色RW、GW、BW、YW，则所述算法就可以停止。可替

代地，该算法可以寻找多于一组或甚至所有组匹配的原色RW、GW、BW、YW。

如果更多组匹配的原色RW、GW、BW、YW可用，则可以选择在显示器中的实

施方面具有最好前景的那组原色。例如，要重点考虑的是为获得匹配原色RW、

GW、BW、YW所需要的硬件的效率。可替代地，最佳组可以是具有最大色域的

那组。

必须注意的是，替代原色和合成色或除了原色和合成色之外，可以选择其他颜色，

并为它们将相关的亮度值BR与亮度LU进行比较。选定的颜色应当可用选定的原

色RW、GW、BW、YW来实现。尽管提到了四种原色RW、GW、BW、YW，但

相同的算法也可以应用于少于或多于四种原色RW、GW、BW、YW的情况。此

外，尽管四种原色使用了字母R(红)、G(绿)、B(蓝)和Y(黄)，但其他颜色也可被选

为原色。

匹配标准的例子可以是：像素颜色的亮度位于具有相同颜色的物体RO的亮度LU

的80％～120％的范围内。对不同的颜色来说，该范围可以不同。可替代地，如参

照图11所作的说明，可以使用经验方法。典型地，误差必须在±10％内。

图10示出了设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在本实施例中，步骤S2操

作如下。

首先，在步骤S25，选择一组原色RW、GW、BW、YW。选定的原色RW、GW、

BW、YW亦可总称为PR。在步骤S26，定义一组检查点CP。这些检查点CP为显

示器色域内的颜色，在这些颜色处，必须检查匹配情况。例如，这些检查点CP是

红原色、绿原色和蓝原色(RW、GW、BW)、黄合成色、品红合成色和青合成色(分

别为RW+GW，RW+BW，GW+BW)的色度，以及优选的白点的色度(例如D65)。

在步骤S27，确定或从存储介质检索检查点CP的相应亮度BR。在步骤S28，确定

或从存储介质检索与检查点CP相应的反射物体RO的亮度LU。在步骤S29，计算

显示器原色RW、GW、BW、YW的亮度之间的比值。

在步骤S30，根据匹配标准MC，判断亮度值BR是否基本上与亮度LU匹配。如

果一组选定的原色RW、GW、BW、YW不满足匹配标准MC，则算法进至步骤

S25并选择另一组原色RW、GW、BW、YW。如果一组选定的原色RW、GW、

BW、YW满足了匹配标准MC，则该组原色成为要在显示器中实施的候选者，并

在步骤S31被存储。可以为每个原色RW、GW、BW、YW定义一个范围，并在

所述范围内选择原色。

一旦找到了一组匹配的原色RW、GW、BW、YW，则所述算法就可以停止。可替

代地，该算法可以寻找多于一组或甚至所有组匹配的原色RW、GW、BW、YW。

如果更多组匹配的原色RW、GW、BW、YW可用，则可以选择其在显示器中的

实施具有最好前景的那组原色。例如，要重点考虑的是为获得匹配原色RW、GW、

BW、YW所需要的硬件的效率。或者根据色域的大小得到最佳的原色组，色域越

大越好。在一个实施例中，在检查点色度处，显示亮度BR与反射颜色亮度LU的

误差被最小化。该误差最小化可以通过在允许的范围内选择原色RW、GW、BW、

YW的最佳色度，和/或通过改变它们的亮度来实现。原色的亮度可以通过改变背

光的光谱，或通过改变滤色器的传输光谱来改变。误差可例如被定义为亮度差的均

方根误差，其中，在计算亮度差之前，对每个亮度做log10处理。通常，对良好的

显示器设计来说，误差应小于±10％。

必须注意的是，替代原色和合成色或除了原色和合成色之外，可以选择其他颜色，

并为它们将相关的亮度值BR与亮度LU比较。选定的颜色应当可用选定的原色

RW、GW、BW、YW来实现。尽管只提到四种原色RW、GW、BW、YW，但相

同的算法也可以应用于少于或多于四种原色RW、GW、BW、YW的情况。此外，

尽管四种原色使用了字母R(红)、G(绿)、B(蓝)和Y(黄)，但其他颜色也可被选为原

色。

匹配标准的其他例子可以是：像素颜色的亮度位于具有相同颜色的物体RO的亮度

LU的80％～120％的范围内。对于不同的颜色，该范围可以是不同的。可替代地，

如参照图11所作的说明，可以使用经验方法。通常误差在±10％内。

图11示出了根据设计显示器的方法的一个实施例的流程图。在步骤S25，例如由

操作人员选择原色RW、GW、BW、YW。白点可以被预置，或者也可以由操作人

员选择。在步骤S26，使用在步骤S25选定的原色RW、GW、BW、YW和白点来

显示测试图像IM。在步骤S27，一组观察者观看显示的图像，并且如果该组中至

少90％的观察者未在图像中观察到恼人的、或显著的或可辨认的亮度伪象，则像

素颜色的亮度BR被认为基本上与亮度LU匹配。实际上，测试图像可以是同样出

现在观察者处的现实世界情景的表现，并且如果该组中至少90％的观察者未在颜

色的亮度和相应的亮度之间观察到恼人的、或明显的或可辨认的区别，则像素颜色

的亮度BR被认为基本上与亮度LU匹配。

图12示出了设计显示器的方法的另一流程图。所述至少四种原色RW、GW、BW、

YW通过改变原色RW、GW、BW、YW中至少之一的色度，或通过增加额外的原

色而被选定。

在步骤S30，色域映射被应用到具有预定的一组不同颜色的输入测试图像信号IS

中。在步骤S31，检查响应于输入测试图像IS所显示的不同颜色的亮度BR。在步

骤S32，改变原色RW、GW、BW、YW中至少之一的色度以获得基本上与相应的

反射光谱RS的亮度LU相匹配的亮度BR。可替代地，或附加地，另一种原色被

加入到已经存在的原色中以获得亮度BR，该亮度BR基本上与导致同匹配亮度LU

之间产生较大偏差的原色之一的相应反射频谱RS的亮度LU相匹配。例如，如果

针对特定颜色的亮度LU检测到一个过高的亮度BR，则把这个颜色或与这个颜色

相近的颜色定为新原色。

图13示出了具有基本匹配亮度的色域的例子。

第一色域GA1由四种原色R、YG、GC、B定义，它们的x，y，Y坐标分别为：

R1： 0.6717，0.3181，19.6

YG1： 0.3564，0.6319，68.1

GC1： 0.0959，0.6958，33.1

B1： 0.1429，0.0458，7.1

第二色域GA2由五种原色R、G、B、C、Y定义，它们的x，y，Y坐标分别为：

R2： 0.6776，0.3153，17.1

G2： 0.2115，0.7569，34.4

B2： 0.1449，0.0486，7.1

C2： 0.0215，0.6069，10.5

Y2： 0.3681，0.6208，70.5

第三色域GA3由六种原色R、G、B、C、M、Y，它们的x，y，Y坐标分别为：

R3： 0.6658，0.3264，20.0

G3： 0.2781，0.6653，66.9

B3： 0.1468，0.0514，6.6

C3： 0.0567，0.3292，9.9

M3： 0.3407，0.0986，10.3

Y3： 0.4308，0.5597，84.8

应当注意的是，上述实施例用以说明而非限制本发明，并且在不偏离所附权利要求

的范围的情况下，本领域的技术人员能够设计出许多可替代的实施例。

例如，如果不需要精确的亮度补偿，查找表1可以不必包括反射物体的精确亮度。

仅存储反射物体的近似亮度就已足够。例如，±10％的精度可能足够了。

只要显示器色域与输入信号色域不同，本颜色映射可以有利地得以实施，而不依赖

于在显示器中所使用的原色数量。

应当理解的是，上述映射技术可以在不同的装置或软件中实现，例如，该映射技术

可以构成相片处理软件的一部分，该软件能够将以与装置有关的格式存储的数据在

其后提供给特定的显示器。该校正也可以被专业服务使用，例如通过在因特网上的

专用信道提供改善的信号，或作为存储器上的改善的信号(例如在记忆棒上的可从

商店买到的)。还可以下载校正简档(例如LUT)以在家用计算机上应用，或者接收

插件等。

在权利要求书中，任何置于括号内的参考标记都不应解释为用于限定权利要求。动

词“包括”及其连词的使用并未排除那些除在权利要求中被说明的元件或步骤以外的

元件或步骤的存在。未作数目限定的元件包括一个或多个这样的元件。本发明可以

通过包括多个分立元件的硬件以及通过经适当编程的计算机来实施。在列举多个装

置的装置权利要求中，这些装置中的多个可以包含在同一个硬件项中。在相互不同

的从属权利中陈述一定措施不表示这些措施的组合不能被有利地使用。