[发明专利]在电脑显示器上产生并显示真实彩色图像的方法及装置

说明书

本发明涉及在一电脑驱动显示器上产生并显示真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(Commission International Dl′Eclairage，或International Commission on Illumination；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真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三色激励值-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，且可更忠实地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。这意昧着：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。这意味着若要得到真实的彩色时，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。