为了探究多基色激光显示系统的彩色散斑特性，采用蒙特卡洛的统计方法模拟了彩色散斑的空间分布。在CIE-u′v′色品图中，定义了彩色散斑椭圆的简化模型，描述了显示系统的彩色散斑空间分布，分析了不同基色数目和波长组合对彩色散斑的影响。结果表明，该椭圆随着基色数目的增加而缩小，彩色散斑严重程度下降; 三基色系统的椭圆面积为16.0×10-4，而六基色系统的椭圆面积为6.81×10-4,其中绿基色对彩色散斑的影响最大; 在多基色显示系统中，对于给定白平衡点的各基色亮度配比不唯一，因此在颜色表现和散斑现象之间存在权衡，当减小散斑对比度值较大的基色亮度的权重时，将减弱彩色散斑现象。该研究为多基色激光显示系统的彩色散斑评估提供了理论指导。

针对多基色显示系统的颜色转换问题,提出一种基于亮度因数分级BP神经网络的色度转换方法,并建立CIE标准(X,Y,Z)空间到多基色(K1,K2,…,Kn)空间的转换模型; 将整个(X,Y,Z)颜色空间按训练样本的亮度因数Y分解成多个二维子空间,并形成亮度因数分级子空间BP网序列,从而减少了从低维度空间向高维度空间进行颜色转换时出现的同色异谱问题。以五基色LED显示系统为例,对亮度因数分级BP网的有效性开展验证实验。首先根据五基色LED显示系统的实际色度参数,建立了五基色显示系统(K1,K2,K3,K4,K5)空间到CIE标准(X,Y,Z)空间的线性转换模型; 在此基础上采用最小色差匹配法,生成了典型亮度因数分级训练样本集和测试样本集,并完成了BP神经网络的训练和测试。结果表明,训练样本集的CIE1976L*a*b*平均色差达到6.37以下,并且还有进一步的改进空间,为多基色显示系统的颜色转换工作提供了一种有效的技术途径。

多基色显示是广色域显示技术的重要发展方向，但多基色显示系统目前面临着高分辨率、高帧率多基色驱动图像的获取问题。提出一种基于广色域RGB相机的多基色驱动图像生成方法。以实际多基色LED点阵显示系统为例，首先建立了显示系统的n基色空间与标准CIE XYZ空间的转换模型，即正向转换模型；在正向模型的基础上，建立了由3基色空间到多基色空间的逆向转换模型，从而将RGB相机摄取的高分辨率彩色图像转换为n基色显示系统的驱动图像。实验中，根据典型5基色LED点阵显示器的色度参数分别建立了正向和逆向转换模型，并将ColorChecker SG色卡的广色域图像作为目标图像，完成了基色转换和色差分析。

为实现多基色显示设备多通道亮度均衡程度最优的颜色转换, 提出了一种基于凸包算法的多基色显示设备色域的界定方法, 并提出了一种通过对亮度均衡程度评价函数进行非线性优化以求解出最优亮度均衡驱动值的颜色转换算法。在XYZ颜色空间均匀取样颜色坐标, 通过凸包算法判断得到位于设备色域内的颜色坐标;计算出设备色域内颜色坐标对应的亮度均衡程度最优的多基色驱动值, 从而建立XYZ颜色空间到多基色设备颜色空间的映射关系;以小间距点阵LED六基色显示器为实验平台, 结合该显示器子像素的发光参数, 实现了色域界定与亮度均衡颜色转换。结果表明提出的方法可实现平均亮度离散系数为0.1685的颜色转换。

可见光发光二极管(LED)范围内，因“黄光鸿沟”这一世界难题的存在，照明用白光LED主要通过蓝光LED芯片激发黄色荧光粉来实现。然而，由于荧光粉的光光转换效率在自身发热所产生的高温环境中易出现衰退的现象，导致荧光型白光LED在使用过程中容易出现光衰、色温飘移等问题。本团队在高光效InGaN黄光LED取得突破的基础上，利用高光效的红、黄光LED合成了一种新型的低色温LED光源器件，其具有无荧光粉、无蓝光的技术特点，本文称之为“硅基金黄光LED”。当LED芯片工作电流密度为20 A/cm2时，硅基金黄光LED器件的色温为2 170 K，光效为156 lm/W，显色指数Ra为77，当LED芯片工作电流密度为1 A/cm2时，光效可达217 lm/W。本文报道了这一新型LED器件的光效和色温随电流和环境温度的变化趋势，同时对该器件的空间光谱分布进行了优化研究。此外，开展了该器件的高温、高温高湿、冷热冲击等可靠性型式试验，验证了硅基金黄光LED器件具有高可靠性的特点。最后，本文介绍了硅基金黄光LED器件在道路照明、隧道照明等领域的示范应用，以及在母婴灯等家居照明领域的推广应用。

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。

介绍了两种多基色的子像素着色算法, 两种算法分别加入了白色子像素和黄色子像素, 将原图像的RGB数据转换得到新的RGBW数据和RGBYW数据, 然后对转换得到的RGBW和RGBYW子像素数据进行着色。该着色算法既保证了图像与传统RGB传统排列图像有一样的分辨率, 又显著提高了图像的亮度。仿真结果表明, 提出的多基色子像素着色算法既可以保持原图像的清晰度和饱和度, 又能显著提高图像亮度。

介绍了一种提高平板显示器亮度的子像素结构及其映射优化算法,该算法通过将传统RGB条形像素排列、三角形(Delta)像素排列和Pentile像素排列中的蓝色子像素大小减少为原来的一半,并增加白色子像素的方法对子像素结构进行了优化,并改进了RGB转换到RGBW的映射算法,在图像的分辨率不降低的条件下,提高了图像的亮度和质量。在Matlab工具上的仿真结果证明该优化的像素结构和映射算法是有效的。

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。

为了提高可见光通信(VLC)的频谱利用率，提出一种多维编码方法，从编码原理和性能上进行了理论分析，在此基础上构建了基于RGB发光二极管(LED)的可见光视音频传输系统，并对该编码方法进行了实验验证。实验对多基色LED采用16脉冲位置调制(16-PPM)作为基调制的多维编码方法，在3 m距离上实现了1.5 Mbit/s的视音频数据流传输。结果表明，多维编码方法可以有效利用可见光的宽频谱，提高信道容量，为进一步实现高速通信系统提供了可能。