使用經(jīng)基于光譜的色度校準(zhǔn)的彩色相機(jī)的顯示器的快速校準(zhǔn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于使用經(jīng)基于光譜的色度校準(zhǔn)的彩色相機(jī)來校準(zhǔn)顯示器的系統(tǒng)和方法。確切地說，所討論的為系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上；利用具有多個(gè)圖像傳感器的彩色相機(jī)捕獲所述彩色校準(zhǔn)圖案圖像，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定光的顏色；將來自所述彩色校準(zhǔn)圖案的一組顏色的一組參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用所述經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)所捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較；以及基于所述參考坐標(biāo)與所述經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的比較校準(zhǔn)所述顯示單元。
【專利說明】使用經(jīng)基于光譜的色度校準(zhǔn)的彩色相機(jī)的顯示器的快速校準(zhǔn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的一方面涉及電子顯示器的校準(zhǔn)，并且確切地說，涉及利用彩色相機(jī)進(jìn)行電子顯示器的校準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)，以及平板電腦等的電子顯示器可以在色調(diào)響應(yīng)、彩色響應(yīng)以及背光調(diào)制響應(yīng)中顯示出大量的可變性。這主要是由于用于顯示器的制造的各種光學(xué)組件的特征的可變性導(dǎo)致的，包含LED背光的光譜能量分布(sro)的可變性。
[0003]因此，通常校準(zhǔn)生產(chǎn)線上制造的每一個(gè)電子顯示器，從而每一個(gè)顯示器在使用期間提供準(zhǔn)確的色調(diào)響應(yīng)、彩色響應(yīng)以及背光調(diào)制響應(yīng)。然而，使用光譜儀或色差計(jì)的顯示器特征化以及校準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)基本缺陷。第一，這些色差計(jì)僅可以基于顯示器上的單個(gè)點(diǎn)(通常在面板中心)產(chǎn)生校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。第二，因?yàn)轱@示屏可能需要分別校準(zhǔn)以具有針對(duì)多種不同顏色的準(zhǔn)確響應(yīng)，其中一次僅對(duì)于一種顏色進(jìn)行校準(zhǔn)，所以進(jìn)行所需的測(cè)量通常花費(fèi)大量的時(shí)間。例如，使用光學(xué)研究PR-655光譜儀，針對(duì)液晶顯示器(LCD)的紅/綠/藍(lán)色調(diào)響應(yīng)每數(shù)字輸入電平可能占用15秒，所述光譜儀一次僅測(cè)量一個(gè)光波長(zhǎng)。對(duì)于每通道6位IXD顯示器，單個(gè)顯示器的整個(gè)校準(zhǔn)過程可能占用總計(jì)約48分鐘，所述顯示器需要基于不同形狀和顏色的192個(gè)測(cè)試圖案進(jìn)行評(píng)估以及校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一些實(shí)施例可以包括用于校準(zhǔn)顯示單元的方法。所述方法可以包括將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上。所述方法可以進(jìn)一步包括利用具有多個(gè)圖像傳感器的彩色經(jīng)色度校準(zhǔn)相機(jī)來捕獲顯示在顯示單元上彩色校準(zhǔn)圖案圖像，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定的光的顏色。所述方法可以進(jìn)一步包括將來自彩色校準(zhǔn)圖案的一組顏色的一組參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)所捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較，以及基于參考坐標(biāo)與經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的比較校準(zhǔn)顯示單元。在其他實(shí)施例中，所述方法可以進(jìn)一步包括確定一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)之間的比較是否在可接受顏色誤差內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可接受顏色誤差可以小于1CIEDE2000單位。在其他實(shí)施例中，所述方法可以進(jìn)一步包括執(zhí)行彩色相機(jī)的基于光譜的校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，彩色校準(zhǔn)圖案圖像可以進(jìn)一步包括多個(gè)單色圖像。在其他實(shí)施例中，所述方法可以在少于5秒中執(zhí)行。
[0005]其他實(shí)施例可以包括用于校準(zhǔn)顯示單元的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括經(jīng)配置以捕獲不同圖像傳感器上的紅、綠，以及藍(lán)顏色的彩色相機(jī)，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定的光的顏色。所述系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括經(jīng)配置以在被校準(zhǔn)的顯示單元上產(chǎn)生彩色圖案圖像的面板驅(qū)動(dòng)器。所述系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括經(jīng)配置以設(shè)置校準(zhǔn)值以調(diào)節(jié)被顯示在顯示器上的顏色的校準(zhǔn)模塊。在其他實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括比較模塊，所述比較模塊經(jīng)配置以將一組測(cè)試顏色的一組參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)所捕獲的對(duì)應(yīng)組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較，以及確定是否達(dá)到可接受的顏色誤差。在一些實(shí)施例中，可接受顏色誤差可以小于I個(gè)CIE DE2000單位。在其他實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括圖像捕獲模塊，所述圖像捕獲模塊經(jīng)配置以在捕獲顯示單元上的彩色圖案圖像之前以光譜方式校準(zhǔn)彩色相機(jī)。
[0006]其他實(shí)施例可以包含含有處理器可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令可用于使處理器將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上；利用具有多個(gè)圖像傳感器的彩色相機(jī)捕獲顯示在顯示單元上的彩色校準(zhǔn)圖案圖像，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定的光的顏色；將一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)所捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較；以及基于參考坐標(biāo)與經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的比較校準(zhǔn)顯示單元。其他實(shí)施例進(jìn)一步包括可執(zhí)行指令，所述指令可用于使處理器確定一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)之間的比較是否在可接受顏色誤差內(nèi)。其他實(shí)施例進(jìn)一步包括可執(zhí)行指令，所述指令可用于使處理器執(zhí)行彩色相機(jī)的基于光譜的校準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]所揭示的方面將在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行描述，所述附圖經(jīng)提供用于圖示而非限制所揭示的方面，其中相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。
[0008]圖1為描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像分析系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2為描繪了實(shí)施本發(fā)明的一些有效實(shí)施例的裝置的框圖。
[0010]圖3為描繪了在校準(zhǔn)過程的一個(gè)實(shí)施例中的所利用的過程的流程圖。
[0011]圖4為描繪了用以校準(zhǔn)彩色相機(jī)的工程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本文中所揭示的實(shí)施方案提供了用于使用彩色相機(jī)校準(zhǔn)顯示單元的系統(tǒng)、方法以及設(shè)備。確切地說，本文中所描述的一些實(shí)施例并入了以光譜方式校準(zhǔn)的彩色相機(jī)以捕獲顯示在顯示單元上的彩色校準(zhǔn)圖案的圖像，以及對(duì)顯示單元應(yīng)用校準(zhǔn)調(diào)節(jié)。一個(gè)實(shí)施例包含一次將超過一種校準(zhǔn)圖案顯示在顯示單元上。其他實(shí)施例包含在獲取顯示在顯示單元上的校準(zhǔn)圖案的圖像之前執(zhí)行彩色相機(jī)的基于光譜的校準(zhǔn)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些實(shí)施例可以用硬件、軟件、固件，或其任何組合來實(shí)施。
[0013]因此，一個(gè)實(shí)施例可以包含用于快速校準(zhǔn)電子顯示器的系統(tǒng)。在此實(shí)施例中，具有三電荷耦合裝置(3CDD)的彩色相機(jī)等的彩色相機(jī)用于評(píng)估在被測(cè)試的電子顯示器上顯示的顏色測(cè)試圖案。在此實(shí)施例中，圖像分析系統(tǒng)被連接到3CXD相機(jī)以及顯示器上，并且在顯示器上輸出一系列單色、或彩色測(cè)試圖案。因?yàn)?CCD相機(jī)具有用于三個(gè)紅、綠以及藍(lán)色帶的三個(gè)不同圖像傳感器，所以它可以同時(shí)分別測(cè)量三個(gè)RGB帶的顏色響應(yīng)。這去除了具有單個(gè)拜耳型(Bayer-type) RGB顏色傳感器(所述傳感器要求RGB顏色插值)的相機(jī)的RGB通道之間存在的較大色串?dāng)_。同樣，與使用具有一組機(jī)械色輪濾光器的單個(gè)傳感器相比，希望3CCD相機(jī)在捕獲圖像以及提供顏色測(cè)量方面快得多。
[0014]在以下描述中，給出具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)各實(shí)例的徹底了解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐各實(shí)例。例如，電子組件/裝置可以在框圖中示出，以便不以不必要的細(xì)節(jié)使實(shí)例模糊。在其他實(shí)例中，此類組件、其他結(jié)構(gòu)以及技術(shù)可以詳細(xì)示出以進(jìn)一步說明實(shí)例。
[0015]還應(yīng)注意，各實(shí)例可以描述為一個(gè)過程，所述過程被描繪為流程圖、流程圖表、有限狀態(tài)圖、結(jié)構(gòu)圖，或框圖。盡管流程圖可以將操作描述為順序過程，但許多操作可以并行、或同時(shí)執(zhí)行，并且過程可以被重復(fù)。此外，操作順序可以被重新布置。當(dāng)其操作完成時(shí)，過程終止。過程可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、步驟、子例程、子程序，等等。當(dāng)過程對(duì)應(yīng)于軟件函數(shù)時(shí)，其終止對(duì)應(yīng)于所述函數(shù)到調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)的返回。
[0016]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，信息以及信號(hào)可以使用多種不同的技術(shù)以及方法中的任一種來表不。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子或其任何組合來表示在以上描述中始終參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)及芯片。
[0017]在本發(fā)明的背景下，術(shù)語“校準(zhǔn)”指代在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)測(cè)量單獨(dú)的紅、綠，以及藍(lán)色調(diào)響應(yīng)。例如，在24位顯示器上，校準(zhǔn)指代對(duì)于每一個(gè)RGB通道測(cè)量至少16個(gè)等級(jí)。希望顯示器的校準(zhǔn)進(jìn)一步包括執(zhí)行色調(diào)響應(yīng)以及灰度跟蹤校正，從而使在所有灰度級(jí)處，平均顏色誤差不超過兩個(gè)CIE DE2000單位。顯示器的校準(zhǔn)可以進(jìn)一步包括執(zhí)行對(duì)至少18種測(cè)試顏色的顏色誤差測(cè)量，從而使平均顏色誤差小于一個(gè)CIE DE2000單位。
[0018]此揭示的技術(shù)可以適用于多種不同的顯示裝置，包含背光裝置(通常也稱為透射顯示器)、前光顯示器、反射顯示器以及自發(fā)光顯示器，諸如LDE以及OLED裝置。示例性裝置包含數(shù)字電視、無線通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字媒體播放器、視頻游戲裝置、移動(dòng)電話或衛(wèi)星無線電話、只能手機(jī)、平板電腦或具有顯示器的任何裝置。
[0019]本文中所揭示的技術(shù)可以適用于具有亮度、色度和/或背光調(diào)節(jié)能力的任何類型的顯示器。這些技術(shù)可以應(yīng)用經(jīng)計(jì)算的校準(zhǔn)參數(shù)并且其后進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)以校準(zhǔn)顯示器，以便將形成真實(shí)世界顏色的準(zhǔn)確呈現(xiàn)的顯示器提供給使用者。具體地說，對(duì)于顯示器中的不同設(shè)置可以產(chǎn)生并且應(yīng)用不同的顏色校正矩陣，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于裝置的希望的調(diào)節(jié)。本文中所描述的調(diào)節(jié)可以處理由于不同的背光設(shè)置導(dǎo)致的色度移位以及顏色通道間串?dāng)_。串?dāng)_可以由一個(gè)顏色通道對(duì)另一個(gè)顏色通道的影響引起，并且串?dāng)_在不同背光設(shè)置中可能不同。本文中所描述的用于處理串?dāng)_的技術(shù)可以適用于背光顯示裝置、具有亮度調(diào)節(jié)能力的其他類型的顯示器，并且甚至用于具有靜態(tài)亮度輸出的顯示裝置。一股而言，RGB串?dāng)_可能由至少兩個(gè)因素導(dǎo)致:光學(xué)(例如，RGB濾光器)串?dāng)_以及電RGB串?dāng)_。
[0020]在一個(gè)實(shí)例中，此揭示描述了使用背光調(diào)制的顯示裝置的顏色校正技術(shù)。背光等級(jí)的變化可以導(dǎo)致顯示器的顏色輸出的光譜移位。在另一實(shí)例中，此揭示涉及用于在非背光顯示裝置中校正顏色的顏色校正技術(shù)。
[0021]顏色響應(yīng)通?？梢灾复憫?yīng)于給定組顏色輸入數(shù)據(jù)的顯示器顏色輸出。更確切地說，顏色響應(yīng)可以指代響應(yīng)于顏色圖像數(shù)據(jù)指定顏色通道的像素值，由顏色通道(例如，紅(R)、綠(G)以及藍(lán)(B))的組合產(chǎn)生的顯示器顏色輸出。此揭示的技術(shù)可以應(yīng)用色調(diào)調(diào)節(jié)以及顏色調(diào)節(jié)兩者。色調(diào)調(diào)節(jié)基本上可以調(diào)節(jié)亮度上的不準(zhǔn)確，而顏色調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)色度上不準(zhǔn)確。如上文所提到，顏色調(diào)節(jié)可以處理由于不同的背光設(shè)置導(dǎo)致的顏色移位以及顏色通道之間的串?dāng)_兩者，所述串?dāng)_在不同的背光設(shè)置處可能不同。色調(diào)調(diào)節(jié)以及顏色調(diào)節(jié)都可以包括對(duì)顏色分量的調(diào)節(jié)，例如，用于驅(qū)動(dòng)顯示器的R、G、B值。[0022]在一些實(shí)例中，校準(zhǔn)可以包括基于經(jīng)校準(zhǔn)顯示器的色調(diào)響應(yīng)，確定對(duì)不同顏色通道的適當(dāng)伽馬校正。伽馬校正可以經(jīng)選擇以產(chǎn)生所希望的不同顏色通道中的每一者的色調(diào)或亮度輸出。隨后，顯示器顏色響應(yīng)的校準(zhǔn)可以在不同的背光等級(jí)處執(zhí)行。在一些實(shí)例中，可以參考一組校準(zhǔn)顏色值來校準(zhǔn)顏色響應(yīng)，所述校準(zhǔn)顏色值可以被布置為色標(biāo)，例如，眾所周知的麥克貝思色卡測(cè)試圖中提供的色標(biāo)等。
[0023]圖1描繪了顯示單元顯示器特征化以及校準(zhǔn)(DCC)系統(tǒng)110的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述系統(tǒng)包含連接到顯示單元112上的圖像分析系統(tǒng)110以及彩色相機(jī)114。彩色相機(jī)114可以是以光譜方式校準(zhǔn)的，從而它可以測(cè)量顏色并且提供絕對(duì)XYZ顏色坐標(biāo)。圖像分析系統(tǒng)110可以為諸如臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)等的靜止裝置，或者它可以為移動(dòng)單元。多個(gè)應(yīng)用可以供使用者用在圖像分析系統(tǒng)110上。
[0024]如圖1中所示，圖像分析系統(tǒng)110將需要校準(zhǔn)的顯示單元112連接到彩色相機(jī)114上。因?yàn)轱@示單元112與彩色相機(jī)114進(jìn)行電通信，所以如下文所討論，可以啟動(dòng)反饋環(huán)路，從而使圖像分析系統(tǒng)110適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)顯示單元112。彩色相機(jī)可以以色度方式校準(zhǔn)，從而經(jīng)捕獲圖像中的RGB值通過數(shù)值處理映射到XYZ絕對(duì)顏色坐標(biāo)上。校準(zhǔn)圖案中的測(cè)試顏色具有基于假定的色域映射到RGB坐標(biāo)上的XYZ絕對(duì)坐標(biāo)。在測(cè)試顏色被顯示在顯示單元112上并且圖像被彩色相機(jī)114捕獲之后，測(cè)試顏色的RGB值從經(jīng)捕獲圖像中抽取。隨后，通過由圖像分析系統(tǒng)110進(jìn)行的數(shù)值處理，測(cè)試顏色的XYZ坐標(biāo)被計(jì)算出。隨后，顏色誤差被定義在經(jīng)計(jì)算XYZ坐標(biāo)與測(cè)試顏色的參考XYZ坐標(biāo)之間。
[0025]顯示器特征化以及校準(zhǔn)(DCC)可以經(jīng)執(zhí)行(例如，通過裝置制造商)以確定特定顯示面板和/或裝置的適當(dāng)顏色校正矩陣。在一些實(shí)例中，可以對(duì)一股類型的裝置(例如，特定的型號(hào))執(zhí)行DCC。在其他實(shí)例中，可以對(duì)單獨(dú)的裝置執(zhí)行DCC。因此，DCC可以在裝置制造的時(shí)候執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，DCC產(chǎn)生用于顏色以及伽馬校正的數(shù)據(jù)，并且隨后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過裝置處理器被存儲(chǔ)在每一個(gè)對(duì)應(yīng)的裝置中以供使用，以便當(dāng)顯示器被使用者使用時(shí)，執(zhí)行顏色校正以及伽馬校正。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)作為矩陣被存儲(chǔ)在與顯示單元112相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中。校正可以考慮由于不同背光等級(jí)導(dǎo)致的色度移位，以及通道之間的串?dāng)_，所述串?dāng)_也可能受不同背光等級(jí)的影響。
[0026]DCC可以考慮顯示器色調(diào)響應(yīng)以及顯示器顏色響應(yīng)。特征化以及校準(zhǔn)可以在不同的顯示器操作條件下執(zhí)行，例如，固定背光等級(jí)以及可變背光等級(jí)。DCC可以包含通過測(cè)量的顯示器特征化、通過伽馬以及顏色校正矩陣的校準(zhǔn)，以及通過線性以及顏色誤差檢查的驗(yàn)證。
[0027]因此，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)具有四個(gè)主要組件。第一組件為捕獲準(zhǔn)確的RGB顏色圖像的相機(jī)，其中RGB值隨后通過電子系統(tǒng)(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī))中的數(shù)值處理被映射到絕對(duì)顏色坐標(biāo)上。第二組件為電子系統(tǒng)，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)充當(dāng)主機(jī)并且通過第一接口控制相機(jī)，并且顯示器/顯示處理器使用第二接口來校準(zhǔn)。第三組件為顯示處理器芯片，諸如由高通公司(加州圣地亞哥)制造的那些芯片，所述顯示處理器芯片在圖像被呈現(xiàn)在顯示器上之前處理圖像。此顯示處理器還可以用于直接在顯示裝置內(nèi)產(chǎn)生測(cè)試顏色或測(cè)試圖案。因此，可能不必要通過所連接的系統(tǒng)分開產(chǎn)生測(cè)試顏色/圖案并且隨后將其上傳到顯示器。這可以在顯示器校準(zhǔn)過程中節(jié)省大量的時(shí)間。最后的組件為被測(cè)試的顯示單元。通常，顯示屏幕以及圖形處理器被集成在單個(gè)裝置中，諸如手機(jī)或平板電腦。[0028]圖2描繪了具有一組組件的圖像分析系統(tǒng)110的高級(jí)框圖，所述組件包含具有彩色相機(jī)輸入/輸出115的處理器120、面板驅(qū)動(dòng)器123以及顯示單元輸入/輸出125。工作存儲(chǔ)器105以及存儲(chǔ)器130也與處理器120通信。
[0029]處理器120可以是通用處理單元或?qū)ｉT針對(duì)成像應(yīng)用而設(shè)計(jì)的處理器。如圖所示，處理器120連接到存儲(chǔ)器130以及工作存儲(chǔ)器105。在所圖示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器130存儲(chǔ)圖像捕獲模塊140、比較模塊145、顯示器校準(zhǔn)模塊150、用戶接口模塊160，以及操作系統(tǒng)155。這些模塊可以包含配置處理器120以執(zhí)行各種圖像處理以及裝置管理任務(wù)的指令。工作存儲(chǔ)器105可以被處理器120用來存儲(chǔ)存儲(chǔ)器130的模塊中含有的處理器指令的工作集。替代地，工作存儲(chǔ)器105還可以被處理器120用來存儲(chǔ)在圖像分析系統(tǒng)110的操作期間產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。
[0030]如上文所提及，處理器120被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器130中的若干模塊配置。圖像捕獲模塊140包含配置處理器120以利用彩色相機(jī)114捕獲圖像的指令。因此，處理器120，連同圖像捕獲模塊140、彩色相機(jī)114，以及工作存儲(chǔ)器105，表示一個(gè)用于使用彩色相機(jī)捕獲彩色圖像的裝置。比較模塊145提供配置處理器120以比較從所捕獲的校準(zhǔn)測(cè)試圖案的圖像中抽取的測(cè)試顏色的RGB值，并且通過數(shù)值處理計(jì)算測(cè)試顏色的XYZ坐標(biāo)的指令。隨后測(cè)量所計(jì)算出的XYZ坐標(biāo)與測(cè)試顏色的參考XYZ坐標(biāo)之間的顏色誤差。顯示器校準(zhǔn)模塊150含有如果經(jīng)測(cè)量顏色誤差不在可接受顏色誤差界限內(nèi)，則將校準(zhǔn)變化應(yīng)用到顯示器上的指令。用戶接口模塊160包含配置處理器120以在運(yùn)行圖像分析系統(tǒng)110時(shí)，將信息顯示在使用者可接近的電子顯示器上的指令。
[0031]操作系統(tǒng)模塊155配置處理器120以管理系統(tǒng)110的存儲(chǔ)器以及處理資源。例如，操作系統(tǒng)模塊155可以包含用于處理顯示器125或彩色相機(jī)115等的硬件資源的裝置驅(qū)動(dòng)器。因此，在一些實(shí)施例中，上文所討論的校準(zhǔn)模塊中含有的指令可以不直接與這些硬件資源交互，而是通過標(biāo)準(zhǔn)子例程或位于操作系統(tǒng)組件155中的API進(jìn)行交互。操作系統(tǒng)155內(nèi)的指令隨后可以直接與這些硬件組件交互。
[0032]盡管圖2描繪了包括分開的組件以包含處理器、彩色相機(jī)、面板驅(qū)動(dòng)器、顯示器，以及存儲(chǔ)器的裝置，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些分開的組件可以用多種方式組合以實(shí)現(xiàn)特定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。例如，在一個(gè)替代實(shí)施例中，存儲(chǔ)器組件可以與處理器組件組合以節(jié)省成本并且改進(jìn)性能。
[0033]另外地，盡管圖2圖示了兩個(gè)存儲(chǔ)器組件，其包含包括若干模塊的存儲(chǔ)器組件130以及包括工作存儲(chǔ)器的單獨(dú)存儲(chǔ)器105，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到利用不同存儲(chǔ)器架構(gòu)的若干實(shí)施例。例如，設(shè)計(jì)可以將ROM或靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器用于處理器指令的存儲(chǔ)，所述指令實(shí)施存儲(chǔ)器130中含有的模塊?？商娲兀幚砥髦噶羁梢栽谙到y(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從磁盤存儲(chǔ)裝置中讀出，所述磁盤存儲(chǔ)裝置被集成到裝置100中或通過外部裝置端口被連接。隨后，可以將處理器指令加載到RAM中以便于由處理器執(zhí)行。例如，工作存儲(chǔ)器105可以是RAM存儲(chǔ)器，其中指令在由處理器120執(zhí)行之前被加載到工作存儲(chǔ)器105中。
[0034]圖3為圖示了數(shù)值處理以及顯示器校準(zhǔn)過程300的流程圖，所述流程圖提供了在一個(gè)實(shí)施例中顯示器校準(zhǔn)如何能夠作用的概述。過程300在起始?jí)K305開始，并且隨后當(dāng)分開的RGB測(cè)試圖案通過面板驅(qū)動(dòng)器123被顯示在顯示單元上時(shí)，轉(zhuǎn)移到塊310。過程300隨后移動(dòng)到塊315，其中指令指示彩色相機(jī)捕獲RGB測(cè)試圖案的分開的圖像映射。在此實(shí)施例中，三個(gè)分開的平面紅、綠，以及藍(lán)測(cè)試圖案被顯示出并且被相機(jī)捕獲。因?yàn)橄鄼C(jī)事先經(jīng)完全色度校準(zhǔn)，所以三個(gè)分開捕獲的圖像示出了被校準(zhǔn)面板的亮度和色度的不均勻性。因此，這些三個(gè)圖像表示被校準(zhǔn)的顯示單元的亮度/色度不均勻性。
[0035]過程300隨后移動(dòng)到塊320，其中指令指示單色或彩色測(cè)試圖案通過面板驅(qū)動(dòng)器123顯示在顯示單元上。在一個(gè)實(shí)施例中，面板驅(qū)動(dòng)器123直接與在容納測(cè)試中的電子顯示器的裝置中的圖形處理器通信。過程300隨后移動(dòng)到塊325，其中圖2的圖像捕獲模塊140內(nèi)的指令指示彩色相機(jī)捕獲顯示單元的圖像。過程300隨后移動(dòng)到塊327，其中圖2的比較模塊145內(nèi)的指令比較從所捕獲的校準(zhǔn)測(cè)試圖案的圖像以及分開的RGB測(cè)試圖像中所抽取的測(cè)試顏色的RGB值，并且通過數(shù)值處理計(jì)算測(cè)試顏色或顏色的XYZ坐標(biāo)以補(bǔ)償顯示單元的亮度和色度不均勻性。
[0036]塊315中產(chǎn)生的三個(gè)圖像映射被應(yīng)用到塊325中的經(jīng)捕獲圖像中以補(bǔ)償亮度/色度不均勻性，并且因此將塊325中由相機(jī)捕獲的圖像中的每一個(gè)像素的RGB值轉(zhuǎn)換成絕對(duì)XYZ坐標(biāo)。過程300隨后移動(dòng)到塊330，其中指令指示數(shù)值處理以將所捕獲的測(cè)試圖案的圖像的每一個(gè)像素的RGB值轉(zhuǎn)換成經(jīng)計(jì)算XYZ坐標(biāo)。過程300隨后移動(dòng)到判定塊335，其中指令經(jīng)執(zhí)行以確定是否所有的校準(zhǔn)圖案都已經(jīng)被操作。如果并不是所有校準(zhǔn)圖案都已經(jīng)在顯示單元上示出，那么過程300隨后返回到塊310并且重復(fù)如上文所描述的過程。如果所有校準(zhǔn)測(cè)試圖案都已經(jīng)顯示，那么過程300移動(dòng)到塊340，其中指令將校準(zhǔn)圖案中顯示的測(cè)試顏色的參考XYZ坐標(biāo)與從所捕獲的測(cè)試圖案圖像中獲取的測(cè)試顏色的經(jīng)計(jì)算XYZ坐標(biāo)進(jìn)行比較。
[0037]在塊340內(nèi)，數(shù)值處理(例如，回歸)被應(yīng)用到兩組XYZ坐標(biāo)上:來自一組校準(zhǔn)圖案的所有測(cè)試顏色的參考XYZ坐標(biāo)以及相同組測(cè)試顏色的經(jīng)計(jì)算/測(cè)量XYZ坐標(biāo)。隨后測(cè)量所計(jì)算出的XYZ坐標(biāo)與測(cè)試顏色的參考XYZ坐標(biāo)之間的顏色誤差。此步驟產(chǎn)生一組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。產(chǎn)生兩組校準(zhǔn)數(shù)據(jù):用于伽馬校正(也即，亮度/色調(diào)/灰度跟蹤校正)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及用于色度校正(也即，顏色校正)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0038]過程300隨后移動(dòng)到塊345，其中校準(zhǔn)變化被應(yīng)用到顯示單元上。例如，校準(zhǔn)變化可以通過將校準(zhǔn)表存儲(chǔ)到顯示單元中的存儲(chǔ)器中來應(yīng)用。一旦所有的校準(zhǔn)變化都已經(jīng)應(yīng)用到顯示單元上，過程300就移動(dòng)到塊350并且過程300結(jié)束。在所描述的實(shí)施例中，所有的測(cè)試顏色被顯示并且其XYZ坐標(biāo)被計(jì)算，并且隨后希望一次將所有的經(jīng)計(jì)算測(cè)試顏色與參考測(cè)試顏色比較以產(chǎn)生采用一組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的形式的用于顯示單元的校準(zhǔn)的所有所需校正。對(duì)于亮度，校正將產(chǎn)生3個(gè)ID查找表(LUT)，并且對(duì)于色度，校正產(chǎn)生3X11多項(xiàng)式顏色校正矩陣。
[0039]確定經(jīng)捕獲圖像是否在特定顯示裝置的可接受顏色誤差內(nèi)可以通過若干種方法來執(zhí)行。例如，顯示器的顏色響應(yīng)可以通過測(cè)量相對(duì)應(yīng)的輸入?yún)⒖季€性顏色值的參考顏色輸出來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)例中，所謂的麥克貝思色卡測(cè)試圖的顏色被用作裝置的輸入而作為校準(zhǔn)圖案。麥克貝思色卡圖具有24種參考顏色，所述參考顏色包含18種顏色和6種消色差中性色(白色、灰色，以及黑色)。在其它實(shí)例中，更加精確的結(jié)果可以通過利用較大數(shù)目的參考顏色來獲得，例如，具有108種參考顏色的色卡。隨后使用彩色相機(jī)獲得顏色測(cè)量。
[0040]對(duì)于每一種顏色，由顯示器產(chǎn)生的顏色誤差、或顯示器的顏色響應(yīng)中的誤差的量可以基于經(jīng)測(cè)量輸出顏色與對(duì)應(yīng)的輸入顏色參考之間的差值來確定，所述輸入顏色參考由麥克貝思色卡圖或其他色卡參考指示。如國際照明委員會(huì)(或國際照明委員會(huì)(CIE))所指明，人眼通?？梢詸z測(cè)到超過2delta e (CIE)的顏色差值。例如，如果其間的差值為2deltae (CIE)或更小，那么一種顏色的兩個(gè)色度對(duì)于人眼可以看起來一樣。在顯示器的特征化或校準(zhǔn)期間，輸入與輸出參考顏色之間的差值的量可以確定。輸入和輸出參考顏色可以用其RGB分量來表示。
[0041]為了校準(zhǔn)顯示裝置(其中顏色誤差不在可接受范圍內(nèi))，系統(tǒng)可以通過眾所周知的方法確定圖表中所有顏色的顏色校正矩陣，所述方法諸如最小均方誤差(MSE)方法。
[0042]3CXD相機(jī)的顏色校正可以基于光譜數(shù)據(jù)以及處理。下文討論3CXD相機(jī)的顏色校正矩陣計(jì)算的一個(gè)實(shí)例。麥克貝思色卡圖(24種參考顏色的組)可以用于進(jìn)行顏色校準(zhǔn)。24種顏色的光譜數(shù)據(jù)基于麥克貝思色卡圖的20個(gè)樣本。這些光譜數(shù)據(jù)基于380nm-730nm的范圍。
[0043]在給定照明源下的24種顏色的經(jīng)積分R/G/B值可以使用以下方程來計(jì)算:
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種用于校準(zhǔn)顯示單元的電子方法，所述方法包括: 將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上； 利用彩色經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)捕獲顯示在所述顯示單元上的所述彩色校準(zhǔn)圖案圖像，所述相機(jī)具有多個(gè)圖像傳感器，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定顏色的光； 將來自所述彩色校準(zhǔn)圖案中的一組顏色的一組參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用所述經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)所捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較；以及 基于所述參考坐標(biāo)與所述經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的所述比較校準(zhǔn)所述顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括確定所述一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與所述經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)之間的所述比較是否在可接受顏色誤差內(nèi)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中可接受顏色誤差小于I個(gè)CIEDE2000單位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括執(zhí)行對(duì)所述彩色相機(jī)的基于光譜的校準(zhǔn)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述彩色校準(zhǔn)圖案圖像包括多個(gè)單色圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法可以在少于5秒內(nèi)執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)包括經(jīng)配置以捕獲紅、綠以及藍(lán)光的分開的圖像傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 方法，其中將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上包括指令所述顯示單元中的圖形處理器顯示預(yù)選的像素顏色。
9.一種用于校準(zhǔn)顯示單元的系統(tǒng)，其包括: 經(jīng)配置以捕獲分開的圖像傳感器上的紅色、綠色，以及藍(lán)色的彩色相機(jī)，其中每 一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定顏色的光； 經(jīng)配置以在被校準(zhǔn)的顯示單元上產(chǎn)生顏色圖案圖像的面板驅(qū)動(dòng)器；以及經(jīng)配置以設(shè)置校準(zhǔn)值以調(diào)節(jié)在所述顯示器上示出的所述顏色的校準(zhǔn)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括比較模塊，所述比較模塊經(jīng)配置以將一組測(cè)試顏色的一組參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)捕獲的對(duì)應(yīng)一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較，并且確定是否獲得可接受的顏色誤差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述可接受顏色誤差小于I個(gè)DE2000CIE單位。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括圖像捕獲模塊，所述圖像捕獲模塊經(jīng)配置以在捕獲顯示單元上的顏色圖案圖像之前以光譜方式校準(zhǔn)彩色相機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述彩色相機(jī)包括3CCD相機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述面板驅(qū)動(dòng)器經(jīng)配置以與被校準(zhǔn)的所述顯示單元中的圖形處理器進(jìn)行通信。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)模塊經(jīng)配置以將校準(zhǔn)系數(shù)的矩陣存儲(chǔ)在所述顯示單元中。
16.一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，其含有處理器可執(zhí)行指令，所述指令當(dāng)被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行一種方法，所述方法包括: 將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上； 利用具有多個(gè)圖像傳感器的彩色相機(jī)捕獲顯示在所述顯示單元上的所述彩色校準(zhǔn)圖案圖像，其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定顏色的光；將一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用所述經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較；以及 基于所述參考坐標(biāo)與所述經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的所述比較校準(zhǔn)所述顯示單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其進(jìn)一步含有處理器可執(zhí)行指令，所述指令當(dāng)被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行一種方法，所述方法為確定所述一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)捕獲的所述經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)是否在可接受顏色誤差內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其進(jìn)一步含有處理器可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行一種方法，所述方法為執(zhí)行所述彩色相機(jī)的基于光譜的校準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述計(jì)算機(jī)可讀媒體包括用于通過將校準(zhǔn)系數(shù)的矩陣存儲(chǔ)在所述顯示單元中來校準(zhǔn)所述顯示單元的指令。
20.一種用于校準(zhǔn)顯示單元的系統(tǒng)，其包括: 用于將彩色校準(zhǔn)圖案圖像顯示在顯示單元上的裝置； 用于利用具有多個(gè)圖像傳感器的彩色相機(jī)捕獲顯示在所述顯示單元上的所述彩色校準(zhǔn)圖案圖像的裝置， 其中每一個(gè)圖像傳感器經(jīng)配置以捕獲預(yù)定顏色的光； 用于將一組顏色的參考絕對(duì)XYZ坐標(biāo)與使用所述經(jīng)色度校準(zhǔn)的相機(jī)捕獲的一組經(jīng)測(cè)量XYZ顏色坐標(biāo)進(jìn)行比較的裝置；以及 用于基于所述參考坐標(biāo)與所述經(jīng)測(cè)量坐標(biāo)之間的所述比較校準(zhǔn)所述顯示單元的裝置。
【文檔編號(hào)】G09G5/00GK103765503SQ201280041063
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月29日
【發(fā)明者】利薩·薩法伊-拉德, 米利沃耶·阿列克西克 申請(qǐng)人:高通股份有限公司