随着显示技术的发展及人们消费水平的提高，消费者在挑选显示器时已经不仅仅注重显示器的技术性能与价格，图像显示的视觉感受已经成为选择显示器的一个重要方面。而对于图像的显示效果来说，颜色和亮度又是最直观、最容易被人眼所感受的因素。目前所广泛使用的显示设备，特别是诸如手机、笔记本电脑等便携式设备，多存在亮度不足的缺陷，而要提高显示的亮度、扩大色域就要增加功耗，这对于便携式设备来说是致命的。然而通过改变现有的象素结构，即在每个象素现有的RGB(红绿蓝)子象素结构上再增加一个W(白)子象素，并对原RGB信号进行从RGB系统到RGBW系统的转换后形成RGBW信号，则能够在不增加功耗的前提下，提高显示图像的亮度。但是单纯提高亮度会引起视觉上色彩饱和度的降低，因此需要进行综合考虑。 目前，国内外的研究者们已经提出了不少从RGB系统到RGBW系统的信号转换算法。它们的主要差别在于从输入的RGB信号中提取W信号的数量及方法上的差异以及将提取出的W信号加入到输入信号中的方法上的差异。综合了多方面的因素，本论文研究了能保持输入信号色调和饱和度不变，且在进行信号转换时不需要进行色域映射的几种算法。通过软件模拟、视觉感知实验及统计学分析等方法，在不同目的、不同实验条件下，对这些算法在图像显示质量上的优劣进行了分析评估。通过实验结果的分析，针对这些算法的不足，论文中提出了相应的改进算法，以提高RGBW系统下的显示效果。 实验结果表明，观察者所喜好的算法与图像的内容及实验条件的设置有关。一般来说对于低饱和度的图像人们更偏好加入更多白光的算法，但对于高饱和度的图像，人们则偏好仅加入适量白光的算法。但总的来说，RGBW系统的图像显示效果要比RGB系统的图像显示效果好，而采用改进算法的RGBW系统的图像显示效果最佳。