[发明专利]用于产生彩色图像的方法和使用该方法的成像设备

说明书

技术领域

彩色图像在表面上、在电视上、在游戏显示器上、在计算机上或通过其它电子显示媒体的处理和投影或显示。

背景技术

彩色图像的投影和/或显示是商业研究和开发的活跃领域。在定期的基础上在市场上推出新的图像显示器、电视、游戏、计算机和投影产品以及观看体验。在市场的一个方面，利用彩色发光二极管(LED)作为用于成像的原色的源的数字影院或视频投影仪技术提供了极宽的色域以及非常长的使用期限、低的热照明的前景。然而，LED亮度目前是有限的，需要三个光学系统和三个图像调制器，即，对于最亮的图像，一个光学系统和一个图像调制器针对红、绿和蓝(RGB)颜色通道中的每个。目前的投影灯技术具有较高的亮度，并可利用使用复杂彩色滤光轮的单个光学系统和单个图像调制器来提供全色显示。在市场的第二方面，现在引入了电视、游戏显示器和计算机显示器例如液晶显示器(LCD)，其中LED作为从后面照亮的光源，以再次利用LED的极宽的色域、长的使用期限和低的热输出。在市场的第三方面，引入了具有多于典型的三种(RGB)颜色的投影仪、电视、游戏显示器和计算机显示器，以提高亮度并扩展色域。这样的产品提供如何最佳地使用宽色域的前景和技术挑战。

在彩色图像投影仪中，为了得到可用的宽色域、较长的使用期限和LED照明的低热量的优点，并为了使用单个光学系统和单个图像调制器实现最大亮度，可在图像帧期间的某个时间部分内合并多个RGB通道。在图像帧工作循环期间添加这些多个RGB通道将增加亮度，但也会由于降低纯RGB颜色的饱和度而减小色彩。

此外，在现有技术投影仪中，通过使用矩阵算子或使用一维颜色查找表独立地处理RGB通道中的每个来实现颜色再现。在一些投影仪中，可独立地控制RGB颜色以及两种或三种颜色的组合。然而，这样的控制不提供全三维颜色处理。使用这些有限的处理选项，不可能在人类视觉系统(HVS)感知期中最佳地显示图像。例如，不可能在不影响色调或色度或这两者的情况下再现视觉亮度对比度。实现提供最亮、色彩最繁多的图像的最佳视觉处理同时保持所感知的颜色准确度需要三维颜色处理。

在提供用于由观察人员观看的任何彩色图像时，不管它是印在基底、电子显示器、电视上的图像还是在观看表面上的投影，观察人员对颜色刺激的感知取决于很多因素。由国际照明委员会(CIE)在1987年出版的“International Lighting Vocabulary”中，如下指出：所感知的颜色取决于色刺激的光谱分布，取决于刺激区域的尺寸、形状、结构和环境，取决于观察者的视觉系统的适应状态、以及取决于观察者的当时和类似观察情况的经验。

而且，在关于大教堂的染色玻璃窗的论述——The Radiance of Chartres：Studies in the Early Stained Glass of the Cathedral，(Columbia University Studies in Art History and Archaeology，No.4)，Random House，1965年第一版——中，作者James Rosser Johnson写到：“...看到这些窗户的经历...是非常复杂的经历...其跨越感知的很多方面”。然而基本地，“...当观众从亮的太阳光进入大教堂时，...访问者必须小心地行走，直到他的眼睛产生部分黑适应...然后内部的细节将看起来更亮和更清楚，而同时，[染色]玻璃变得更华丽和更强烈”。

适应性在Johnson的叙述中描述的实例中起强大的作用。通过适应于大教堂内部的漆黑或较低的所感知的漫射白色，窗户的颜色看起来非常鲜艳，用Vincent Scully，Architecture，The Natural and Manmade，St.Martin′sPress，1991的话说，引起感知，“...超越建筑物质量的静力学，这个世界的现实...[创建]幻觉的世界，由巨大的染色玻璃窗成形且对于巨大的染色玻璃窗的神圣的光”。虽然这样的感知体验当然是复杂的且被人类视觉系统(HVS)的很多特征影响，但其丰富性在很大程度上且简单地通过HVS的广泛程度的灵敏度和其适应于其周围环境的固有能力而变得可能。