RGBW滤光阵列常被用于提升探测器在低照度下的成像质量,但相应的彩色重构方法依然是结合拜尔阵列特点设计的,未充分利用亮度信息的优势,故重构结果较差。针对这一缺陷,首先,使用引导滤波挖掘亮度信息和彩色信息的关联性。然后,根据残差的平滑性,设计了适用于SONY-RGBW滤光阵列空域特点的采样率逐步提升的多步残差插值算法。接着,为改进算法边缘适应性,结合在正交方向上的插值结果,引入迭代过程并改进逐像素的评价因子。最后,利用亮度信息的高频成分增强彩色图像。在Kodak数据集和实际场景采集图像上的实验结果表明,所提方法能够降低颜色混叠,重构出清晰的图像细节,且有/无参考图像的客观评价指标优于现有RGBW滤光阵列彩色重构方法。

为提升RGBW液晶显示模组的显示质量, 通过对RGBW液晶显示模组进行数据测试和理论分析验证, 得到提升RGBW 液晶显示质量的方案。通过FPGA信号转换算法同时搭配RGBW玻璃, 产出透过率 增加50%的车载液晶显示模组。由于彩膜(CF)进行了重新设计修改, 模组发生交叉串扰、色偏以及横纹闪烁等不良, 通过测试不同极性反转驱动对应的波形, 以及CF排列组合, 得出产生问题的原因 。结果表明, RGBW液晶显示中的像素极性排列需要与CF匹配, 否则将发生交叉串扰、色偏以及横纹不良。液晶像素设计中同行同色像素的极性需要正负平衡, 否则将使模组显示质量下降。

在分析将rgb转换到RGBW的映射算法本质和已有几种算法的基础上, 阐述了先决定亮度因子n再最大化利用白色子像素的算法研究策略, 并据此提出了一种新算法, 未来还可通过主观实验适当调整新算法的权重因子以获得更好的显示效果。通过MATLAB仿真分析证明此算法在具有较优亮度的同时具有最好的白色子像素利用率, 大大降低了能耗, 延长了显示设备的使用寿命。通过本文算法的研究策略不仅有助于优秀新算法的提出, 而且可用于优化已有几种算法的白色子像素利用率, 进而推动RGBW显示技术的普及推广。

针对现有的以RGBW为主的多基色图像显示, 着重分析了RGBW子像素排列结构的工艺制造问题, 以及常见的RGBW排列结构显示成像时的诸多缺点, 并在此基础上提出一种新型的RGBWRGB子像素排列结构。在色域映射算法方面, 指出常见的RGB到RGBW的色域映射算法在面对复杂图像时的缺点, 并尝试在现有算法上进行改进以适配提出的新型子像素排列结构, 从而实现转换后图像色彩的还原和亮度的提升。

为了实现高透过率液晶显示拼接墙, 提高对外界光源的透过率, 同时减少拼接缝隙, 进行了透明液晶显示模组的设计和开发。为增加透过率, 首先, 在像素设计方面, 优化走线设计提高开口率; 其次, 在彩膜特性方面, 采用减薄色阻方法优化透过谱, 搭配高透率偏光片; 最后, 在像素排布方面, 选择了RGBW的像素设计, 其中W像素数量占总像素数量的50%, 实验得到透过率为19.4%, NTSC为30%的模组。为减少显示拼接墙的拼接缝隙, 单个显示模组的栅极电路驱动, 采用栅集成电路(GOA)设计, 实现了2.5 mm窄边框。由于透过率和窄边框的要求, 模组需要实现RGBW和GOA的显示驱动, 在FPGA上编写控制程序, 进行驱动时序控制和算法处理, 最终制作了16×2排布的高透过率液晶显示拼接墙。

根据RGBW四色混光原理，采用脉冲宽度调制(PWM)调光方式，建立目标色坐标与占空比的关系方程，采用遗传算法对混合光的光通量和一般显色指数进行多元约束下寻优，在3 571~11 082 K色温范围内选取13组目标色温，采用Matlab软件进行优化仿真，最后通过实验验证。结果表明：采用遗传算法对混合光进行光通量最大化寻优，能够使混合光的光通量最高可达166.062 lm；采用遗传算法对一般显色指数进行最大化寻优，能够使混合光的一般显色指数最高可达88.3。为了保证混合光光源同时兼具高光通量和高显色性能，采用遗传算法对光通量和一般显色指数同时寻优，并采用Matlab进行模拟实验，结果表明：通过同时优化光通量和一般显色指数，能够保证混合光的一般显色指数大于82时兼具适用于大多数照明场所的高光通量。

随着对高亮度、 低功耗绿色显示技术的不断追求, RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向, 已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。 由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色, 且需要兼容具有不同子像素布局方式的RGBW显示器, 因此, 信号映射算法成为RGBW显示的关键。 在介绍现有的五种信号映射算法的基础上, 分析了RGBW显示器中新增的白色子像素对显示颜色的作用方式以及现有四种RGBW子像素布局方式对映射算法显示效果的影响; 提出了优秀映射算法应满足的三点要求, 并据此推导出优秀映射算法的普适性等式及衡量映射算法亮度提升能力的亮度因子; 针对五种映射算法的模拟实验表明: 满足普适性等式的映射算法能更好地保留初始颜色的色调和饱和度, 亮度因子可有效表征算法对亮度的提升能力。 该模型不仅可用于评价现有映射算法, 而且可为新型映射算法的研究提供理论指导, 使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示器, 有助于RGBW显示技术的普及推广。

讨论了从RGB到RGBW的演算法、颜色转化、及驱动电路设计过程中遇到的障碍和最终解决方案。成功研制点亮了一款基于低温多晶硅(LTPS, Low Temperature Poly-silicon)TFT-LCD 技术的12.7cm RGBW显示屏。

介绍了两种RGBW排列结构的子像素着色算法，既保证了与传统RGB传统排列一样的分辨率，又提高了图像的亮度。图像处理过程包含两个算法：RGB到RGBW的转化算法和RGBW的子像素着色算法。RGB到RGBW的转化算法使图像获得新的RGBW数据，可在保证原RGB排列图像的色彩饱和度的同时提高图像的亮度，RGBW的子像素着色算法使图像更加逼真柔和，减少锯齿感。仿真结果表明，所提出的RGBW排列及着色算法可明显提高图像亮度。

针对RGB到RGBW显示系统的色域转换算法, 通过对当前显示领域已公开的两种色域转换方案进行研究、推导和Matlab实现, 分析了这两种方案的优缺点和适用范围, 并提出了一种色域转换算法的改进方案, 该方法能较好地改善由于加入了白色分量而导致色彩失真的问题。