專利名稱：圖像處理裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種圖像處理裝置及其方法，特別是關(guān)于一種可同時(shí)針對(duì)亮 度、色溫以及色偏差，改善圖像信號(hào)的色彩質(zhì)量的圖像處理裝置及其方法。
背景技術(shù)：
平面顯示器(Flat panel display)為未來顯示器的主要趨勢(shì)，其中又以 液晶顯示器(Liquid crystal display, LCD)最受注目。由于LCD具有厚度薄、 重量輕、低輻射、低耗電、清晰度高及高亮度等優(yōu)點(diǎn)，且其應(yīng)用范圍涵蓋個(gè) 人電腦、商用看板以及家庭劇院等，可說是應(yīng)用范圍最廣的平面顯示器。傳統(tǒng)的LCD模塊于顯示白色畫面時(shí)，總是會(huì)有偏藍(lán)的現(xiàn)象發(fā)生。以色彩 學(xué)的角度而言，此現(xiàn)象稱為色溫(Color temperature)偏高。當(dāng)LCD模塊三原 色(Fundamental color)的發(fā)光亮度比例與正確的亮度比例不同時(shí)，會(huì)影響畫 面色彩顯示的正確性。此時(shí)，畫面亦有可能顯示出人眼可見的色偏差(Color deviation)。舉例而言，藍(lán)天有可能會(huì)偏綠，而白云有可能會(huì)偏黃。因此，有許多先前技術(shù)不斷地發(fā)展出一些調(diào)整方法，以修正色溫以及色偏差的問題， 如美國(guó)專利公告號(hào)第6， 911， 785號(hào)。然而，當(dāng)色溫以及色偏差隨灰度的表現(xiàn)調(diào)整修正后，亮度隨灰度的表現(xiàn) 也會(huì)偏離原本預(yù)定的關(guān)系。換句話說，雖然色溫以及色偏差隨灰度的表現(xiàn)變 好，亮度隨灰度的表現(xiàn)卻會(huì)變差。因此，本發(fā)明的主要范疇在于提供一種圖像處理裝置及其方法，可同時(shí) 針對(duì)亮度、色溫以及色偏差，改善圖像信號(hào)的色彩質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一范疇在于提供一種圖像處理裝置及其方法，可同時(shí)針對(duì)亮度、 色溫以及色偏差，改善圖像信號(hào)的色彩質(zhì)量，并且可減少硬件資源的耗費(fèi)。根據(jù)一較佳具體實(shí)施例，本發(fā)明的圖像處理方法用以于平面顯示器(Flat display panel, FDP)中，調(diào)整圖像信號(hào)(Image s ignai)的灰度值(Gray level)。本發(fā)明的圖像處理方法包舍下列步驟(a)存儲(chǔ)面板特性對(duì)照表， 其中，面板特性對(duì)照表根據(jù)亮度灰度分析程序、標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以及色 溫與色偏差分析程序而預(yù)先建立；(b)接收?qǐng)D像信號(hào)，并且根據(jù)面板特性對(duì)照 表，調(diào)整圖像信號(hào)的灰度值，以輸出符合平面顯示器的面板特性的調(diào)整后圖 像信號(hào)。此外，本發(fā)明亦提供圖像處理裝置，用以于平面顯示器中，調(diào)整圖像信 號(hào)的灰度值。圖像處理裝置包含存儲(chǔ)單元(Memory unit)以及處理單元 (Processing unit)。存儲(chǔ)單元用以存儲(chǔ)面板特性對(duì)照表。處理單元用以接收 圖像信號(hào)，并且根據(jù)面板特性對(duì)照表，調(diào)整圖像信號(hào)的灰度值，以輸出符合 平面顯示器的面板特性的調(diào)整后圖像信號(hào)。如上所述，本發(fā)明僅利用面板特性對(duì)照表，即可將圖像信號(hào)的灰度值調(diào) 整為符合平面顯示器的面板特性(如亮度、色溫以及色偏差)。由于面板特性 對(duì)照表根據(jù)亮度灰度分析程序、標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以及色溫與色偏差分析 程序而預(yù)先建立，因此不需于平面顯示器中設(shè)置亮度(gamma)調(diào)整裝置或色溫 /色偏差調(diào)整裝置，可進(jìn)一步減少硬件資源的耗費(fèi)。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的 了解。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明一較佳具體實(shí)施例的平面顯示器的功能方塊圖。 圖2表示標(biāo)準(zhǔn)gamma 2. 2曲線的示意圖。 圖3為色溫與色偏差分析程序的流程圖。圖4為利用圖3的色溫與色偏差分析程序所建立的增益值對(duì)照表的示意圖。圖5為亮度灰度分析程序的流程圖。圖6為利用圖5的亮度灰度分析程序所建立的灰度線性對(duì)照表的示意圖。圖7為圖1中面板特性對(duì)照表的示意圖。主要元件符號(hào)說明1:平面顯示器 10:圖像處理裝置100:存儲(chǔ)單元 1000:面板特性對(duì)照表102:處理單元 104:誤差擴(kuò)散單元12:面^L 2、 2':圖4象信號(hào)GainTable:增益值對(duì)照表 GrayTable:灰度線性對(duì)照表 S100-S112、 S200-S204:流程步驟具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，圖1表示根據(jù)本發(fā)明一較佳具體實(shí)施例的平面顯示器1的 功能方塊圖。平面顯示器(Flat display panel, FDP) 1包含圖像處理裝置 (Image processing apparatus) 10以及面板(Panel) 12。圖《象處理裝置10用 以于平面顯示器1中，調(diào)整圖像信號(hào)(Image signal) 2的灰度值(Gray level), 致使調(diào)整后圖像信號(hào)2'符合面板12的面板特性(如亮度/ga咖a特性、色溫以 及色偏差)。如圖1所示，圖像處理裝置10包含存儲(chǔ)單元(Memory unit) 100以及處 理單元(Processing unit) 102。存儲(chǔ)單元100用以存儲(chǔ)面板特性對(duì)照表1000， 其中，面板特性對(duì)照表1000根據(jù)亮度灰度分析程序、標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以 及色溫與色偏差分析程序而預(yù)先建立。處理單元102用以接收?qǐng)D像信號(hào)2， 并且根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元100中的面板特性對(duì)照表1000，調(diào)整圖像信號(hào)2的 灰度值，以輸出符合面板12的面板特性的調(diào)整后圖像信號(hào)2'。需注意的是，由于面板特性對(duì)照表1000預(yù)先建立后，再存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元 100,以供調(diào)整圖像信號(hào)2。換句話說，平面顯示器1僅需存儲(chǔ)面板特性對(duì)照 表1000,便可輕易地將圖像信號(hào)2調(diào)整為符合面板12的面板特性。借此， 將可減少硬件資源的耗費(fèi)。以下將先舉例說明亮度灰度分析程序、標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以及色溫與 色偏差分析程序。標(biāo)準(zhǔn)ga咖a分析程序請(qǐng)參閱圖2，圖2表示標(biāo)準(zhǔn)gamma 2. 2曲線的示意圖。標(biāo)準(zhǔn)gamma分析 程序用以才艮據(jù)標(biāo)準(zhǔn)gamma曲線，建立標(biāo)準(zhǔn)gamma關(guān)系式，如下列公式1。一f丄丫 公式1: ^二L^J 。于公式1中，x代表任一灰度值，y代表對(duì)應(yīng)輸出值，5代表gamma特性。 舉例而言，若面板12的gamma特性為gamma 2. 2,且輸出值y以16位(Bit)表示，則公式1可進(jìn)一步表示為下列公式2。<formula>formula see original document page 7</formula>此外，若圖像信號(hào)經(jīng)gamma 2. 2轉(zhuǎn)換后，需再經(jīng)gamma 0. 45轉(zhuǎn)換(如下 列公式3),圖像信號(hào)才會(huì)是線性的。公式3: <formula>formula see original document page 7</formula>于上述的/>式3, X2以16位表示，且y2以12位表示。 色溫與色偏差分析程序請(qǐng)參閱圖3以及圖4,圖3為色溫與色偏差分析程序的流程圖。圖4為 利用圖3的色溫與色偏差分析程序所建立的增益值對(duì)照表GainTable的示意 圖。首先，于步驟SIOO，從三原色(RGB)決定一基礎(chǔ)顏色。接著，于步驟S102， 調(diào)整基礎(chǔ)顏色的灰度值。接著，于步驟S104,調(diào)整三原色中其他顏色的灰度 值。接著，于步驟S106,測(cè)量平面顯示器1的面板12的輸出色溫與色偏差。 接著，于步驟S108,判斷輸出色溫與色偏差是否符合一目標(biāo)值，若是，則進(jìn) 行步驟SllO，若否，則回到步驟S1(M。舉例而言，目標(biāo)色溫可為9300K，而 目標(biāo)色偏差趨近于零，但不以此為限。接著，于步驟SllO，根據(jù)基礎(chǔ)顏色的 灰度值與其他顏色的灰度值，決定對(duì)應(yīng)每一其他顏色的灰度值的增益值。最 后，于步驟S112,重復(fù)進(jìn)行步驟S102至S110 ，以建立增益值對(duì)照表Ga inTab 1 e, 如圖4所示。至于如何建立增益值對(duì)照表GainTable的詳細(xì)過程，可參閱美國(guó)專利公 告第6, 911,785號(hào)說明書，在此不再贅述。 亮度灰度分析程序請(qǐng)參閱圖5以及圖6，圖5為亮度灰度分析程序的流程圖。圖6為利用 圖5的亮度灰度分析程序所建立的灰度線性對(duì)照表GrayTable的示意圖。首 先，于步驟S200，測(cè)量平面顯示器1的面板12于多個(gè)灰度(如0-255灰度) 的顯示亮度。接著，于步驟S202,將測(cè)量得到的顯示亮度歸一化。最后，于 步驟S204，將每一歸一化顯示亮度與標(biāo)準(zhǔn)gamma曲線(如圖2中的標(biāo)準(zhǔn)gamma 2. 2曲線)進(jìn)行比較，以建立灰度線性對(duì)照表GrayTable，如圖6所示。如圖6所示的灰度線性對(duì)照表GrayTable，若R輸入灰度值為3,則R輸 出值應(yīng)為4,才能滿足面板12的gamma特性；若G輸入灰度值為4,則G輸 出值應(yīng)為5,才能滿足面板12的garana特性，以此類推。
以下將舉例說明面板特性對(duì)照表1000的建立過程。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1以及圖7，圖7為圖1中面板特性對(duì)照表1000的示意圖。 舉例而言，若R的灰度值輸入為100,則根據(jù)面板特性對(duì)照表1000，調(diào)整后 的R的灰度值為1507 (以12位表示)。調(diào)整過程如下
(1) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)g讓a分析程序，以x,=100代入公式2，則y嚴(yán)8358。
(2) 根據(jù)色溫與色偏差分析程序，利用(8358/256) =33查增益值對(duì)照表 GainTable(如圖4所示)，則R增益值為O. 85。接著，再以8358乘以0. 85, 得到7104 (8358*0. 85=7104)。
(3) 根據(jù)亮度灰度分析程序，查灰度線性對(duì)照表GrayTable(如圖6所 示)，7104介于6912 (27*256)以及7168 (28*256)之間。接著，再以內(nèi)插法算 出對(duì)應(yīng)于7104的R輸出值。在此假設(shè)對(duì)應(yīng)于7104的R輸出值為7111。(4) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ga鵬a分析程序，以x2=7111代入公式3，則y2=1507。 借此，即可得到調(diào)整后圖像信號(hào)2'的R的灰度值為1507 (以12位表示)。
(5) 最后，再將輸入灰度值(100)以及調(diào)整后的灰度值(1507)記錄于面 板特性對(duì)照表1000中。
根據(jù)上述的調(diào)整過程，分別計(jì)算對(duì)應(yīng)每一輸入灰度值(0-255)的對(duì)應(yīng)調(diào)整 值(RGB)，即可完成面板特性對(duì)照表1000。的后，再將面板特性對(duì)照表1000存儲(chǔ)于平面顯示器1中的圖像處理裝置 10。借此，當(dāng)圖像信號(hào)2的一像素的R灰度值為100，圖像處理裝置10的處 理單元102便會(huì)根據(jù)面板特性對(duì)照表1000,輸出R灰度值為1507的調(diào)整后 圖像信號(hào)2'。
此外，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1,圖像處理裝置10另包含誤差擴(kuò)散單元(Error diffusion unit) 104，用以將調(diào)整后圖像信號(hào)進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理。誤差擴(kuò)散 原理為習(xí)知技藝的人可輕易達(dá)成，在此不再贅述。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明僅利用面板特性對(duì)照表，即可將圖像信號(hào)的灰 度值調(diào)整為符合平面顯示器的面板特性(如亮度/gamma特性、色溫以及色偏 差)。由于面板特性對(duì)照表根據(jù)亮度灰度分析程序、標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以及 色溫與色偏差分析程序而預(yù)先建立，因此不需于平面顯示器中設(shè)置亮度 (gamma)調(diào)整裝置或色溫/色偏差調(diào)整裝置，可進(jìn)一步減少硬件資源的耗費(fèi)。
通過以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與 精神，而并非以上述所公開的較佳具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的范疇加以限制。 相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具等效性的安排于本發(fā)明的權(quán)利要 求的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明所申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍的范疇?wèi)?yīng)該根據(jù)上述的說 明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具等效性的安排。
權(quán)利要求
1、一種圖像處理方法，用以于一平面顯示器中，調(diào)整一圖像信號(hào)的灰度值，該方法包含下列步驟存儲(chǔ)一面板特性對(duì)照表，該面板特性對(duì)照表根據(jù)一亮度灰度分析程序、一標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序以及一色溫與色偏差分析程序而預(yù)先建立；以及接收該圖像信號(hào)，并且根據(jù)該面板特性對(duì)照表，調(diào)整該圖像信號(hào)的灰度值，以輸出符合該平面顯示器的面板特性的一調(diào)整后圖像信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該平面顯示器的面板特性包含色 溫、色偏差及/或gamma特性。
3、 如權(quán)利要求1所迷的方法，其中該亮度灰度分析程序包含下列步驟測(cè)量該平面顯示器于多個(gè)灰度的顯示亮度； 將測(cè)量得到的該多個(gè)顯示亮度歸一化；以及將該多個(gè)歸一化顯示亮度與一標(biāo)準(zhǔn)gamma曲線進(jìn)行比較，以建立一灰度 線性對(duì)照表。
4 、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序包含下列步驟才艮據(jù)一標(biāo)準(zhǔn)gamma曲線，建立一標(biāo)準(zhǔn)gamma關(guān)系式。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該色溫與色偏差分析程序包含下列 步驟(a) 決定一基礎(chǔ)顏色；(b) 調(diào)整該基礎(chǔ)顏色的灰度值；(c) 調(diào)整其他顏色的灰度值；(d) 測(cè)量該平面顯示器的輸出色溫與色偏差；(e) 判斷該輸出色溫與色偏差，是否符合一 目標(biāo)值，若是，則進(jìn)行步驟(f), 若否，則回到步驟(c);(f) 根據(jù)該基礎(chǔ)顏色的灰度值與該多個(gè)其他顏色的灰度值，決定對(duì)應(yīng)每一 該多個(gè)其他顏色的灰度值的一增益值；以及(g) 重復(fù)進(jìn)行步驟(b)至(f),以建立一增益值對(duì)照表。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟 將該調(diào)整后圖像信號(hào)進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理。
7、 一種圖像處理裝置，用以于一平面顯示器中，調(diào)整一圖像信號(hào)的灰 度值，該裝置包含一存儲(chǔ)單元，用以存儲(chǔ)一面板特性對(duì)照表，該面板特性對(duì)照表根據(jù)一亮 度灰度分析程序、 一標(biāo)準(zhǔn)ga畫a分析程序以及一色溫與色偏差分析程序而預(yù) 先建立；以及一處理單元，用以接收該圖像信號(hào)，并且根據(jù)該面板特性對(duì)照表，調(diào)整 該圖像信號(hào)的灰度值，以輸出符合該平面顯示器的面板特性的一調(diào)整后圖像 信號(hào)。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該平面顯示器的面板特性包含色 溫、色偏差及/或gamma特性。
9、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該亮度灰度分析程序用以測(cè)量該平 面顯示器于多個(gè)灰度的顯示亮度，將測(cè)量得到的該多個(gè)顯示亮度歸一化，并 且將該多個(gè)歸一化顯示亮度與一標(biāo)準(zhǔn)ga咖a曲線進(jìn)行比較，以建立一灰度線 性對(duì)照表。
10、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該標(biāo)準(zhǔn)gamma分析程序用以根據(jù)一 標(biāo)準(zhǔn)gamma曲線，建立一標(biāo)準(zhǔn)gamma關(guān)系式。
11、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該色溫與色偏差分析程序用以根據(jù) 下列步驟，建立一增益值對(duì)照表(a) 決定一基礎(chǔ)顏色；(b) 調(diào)整該基礎(chǔ)顏色的灰度值；(c) 調(diào)整其他顏色的灰度值；(d) 測(cè)量該平面顯示器的輸出色溫與色偏差；(e) 判斷該輸出色溫與色偏差，是否符合一 目標(biāo)值,若是，則進(jìn)行步驟(f), 若否，則回到步驟(c);(f) 根據(jù)該&出顏色的灰度值與該多個(gè)其他顏色的灰度值，決定對(duì)應(yīng)每一 該多個(gè)其他顏色的灰度值的一增益值；以及(g) 重復(fù)進(jìn)行步驟(b)至(f)，以建立該增益值對(duì)照表。
12、 如權(quán)利要求7所述的裝置，進(jìn)一步包含一誤差擴(kuò)散單元(，用以將 該調(diào)整后圖像信號(hào)進(jìn)行誤差擴(kuò)散處理。
全文摘要
本發(fā)明公開一種圖像處理裝置，用以于平面顯示器中，調(diào)整圖像信號(hào)的灰度值。圖像處理裝置包含存儲(chǔ)單元以及處理單元。存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)面板特性對(duì)照表。處理單元接收?qǐng)D像信號(hào)，并且根據(jù)面板特性對(duì)照表，調(diào)整圖像信號(hào)的灰度值，以輸出符合平面顯示器的面板特性的調(diào)整后圖像信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N9/69GK101119497SQ20061010097
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者李信宏, 許永升, 黃鈺雯 申請(qǐng)人:廣達(dá)電腦股份有限公司