專利名稱：色彩校正方法與應(yīng)用其的集成型芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種色彩校正方法與具有色彩校正功能的集成型芯片，且特別是有關(guān)于一種可應(yīng)用于顯示器或投影機(jī)的色彩校正方法與具有色彩校正功能的集成型芯片。

背景技術(shù)：
目前，各式顯示技術(shù)已日臻成熟，尤其是顯示器或投影機(jī)等裝置更已廣泛為市場所使用。如何更為忠實(shí)地呈現(xiàn)圖像色彩尤其是許多制造廠商的發(fā)展重點(diǎn)之一。
然而，受限于裝置的特性，同樣的圖像在不同裝置上呈現(xiàn)的效果并不見得相同。以顯示器為例，傳統(tǒng)上，當(dāng)顯示器接收到圖像數(shù)據(jù)時(shí)，是直接將圖像數(shù)據(jù)的灰階信號(hào)儲(chǔ)存在顯示器的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random-access memory，RAM)中，并依據(jù)伽馬(Gamma)電壓對(duì)應(yīng)到相對(duì)應(yīng)的電壓輸出。由于此方式并沒有考慮到接收的圖像信號(hào)與顯示器的色域是否相同，致使所顯示圖像產(chǎn)生偏差的現(xiàn)象。
舉例來說，如果圖像是依據(jù)sRGB標(biāo)準(zhǔn)色域定義所產(chǎn)生的圖像，每個(gè)像素的灰階數(shù)據(jù)是希望人眼接收到的X、Y、Z刺激值是在sRGB色域范圍中的某一點(diǎn)，但由于顯示器本身的色域大小或是純紅、純綠與純藍(lán)色三個(gè)頂點(diǎn)與sRGB色域不一樣，所以當(dāng)圖像數(shù)據(jù)直接輸入到顯示器上，人眼將接收到不同的X、Y、Z刺激值，因而產(chǎn)生前述的圖像偏差問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)于一種色彩校正方法與具有色彩校正功能的集成型芯片，其根據(jù)待校正裝置的特性調(diào)整圖像數(shù)據(jù)，使圖像數(shù)據(jù)在調(diào)整后能夠如實(shí)地讓人眼感受到原本圖像所要呈現(xiàn)的效果。
本發(fā)明提出一種色彩校正方法，其包括步驟將圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值；根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值去調(diào)整該特征值，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值；測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值；根據(jù)該待校正裝置的該三個(gè)特征值與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值；以及，測(cè)量該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。
本發(fā)明還提出一種具色彩校正功能的集成型芯片，其包括儲(chǔ)存單元、暫存單元以及色彩校正單元。儲(chǔ)存單元儲(chǔ)存有多筆不同圖像格式的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)。暫存單元用以寫入待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的三個(gè)特征值，以及用以寫入該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的伽馬特性曲線。色彩校正單元用以接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)的圖像格式于儲(chǔ)存單元取得該圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)，藉此將該圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值。色彩校正單元并用以根據(jù)此色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值于此色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值去調(diào)整特征值，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值。色彩校正單元還用以根據(jù)該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的三個(gè)特征值與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值。色彩校正單元并將所測(cè)量的該待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。



圖1繪示依照本發(fā)明實(shí)施例一的色彩校正方法的流程圖。
圖2A繪示實(shí)施例一具色彩校正功能的集成型芯片的電路方塊圖。
圖2B繪示實(shí)施例一的顯示器芯片的電路方塊圖。
圖3繪示圖像數(shù)據(jù)于CIE1931色度圖上調(diào)整的示意圖。
圖4繪示以六個(gè)測(cè)試點(diǎn)經(jīng)色彩增艷步驟處理后的測(cè)試結(jié)果圖。
圖5繪示待校正裝置于顯示紅色時(shí)所測(cè)量到與模型化后的灰階與亮度關(guān)系圖。
圖6繪示依照本發(fā)明實(shí)施例二的色彩校正方法的流程圖。
圖7A至7C分別繪示待校正裝置于校正前后紅、綠、藍(lán)色的灰階對(duì)電壓(G-V)的曲線圖。
[主要元件標(biāo)號(hào)說明] 10集成型芯片 20顯示器芯片 110儲(chǔ)存單元 120暫存單元 130色彩校正單元 210掃描驅(qū)動(dòng)單元 220數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元 230隨機(jī)存取單元 240伽馬電壓源 250時(shí)序產(chǎn)生單元 260電源供應(yīng)電路
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一 請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示依照本發(fā)明實(shí)施例一的色彩校正方法的流程圖。此色彩校正方法包括步驟S11至S15。由步驟S11開始，先將圖像數(shù)據(jù)的三原色(紅、綠、藍(lán)色)灰階值轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值。接著，如步驟S12所示，根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值去調(diào)整該特征值，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值。然后，見步驟S13，測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值。接著，如步驟S14所示，根據(jù)該待校正裝置的該三個(gè)特征值與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值。然后，如步驟S15所示，測(cè)量該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。
待校正裝置例如是顯示器。于此，本實(shí)施例并提出一種具色彩校正功能的集成型芯片，其可為獨(dú)立的芯片設(shè)計(jì)，例如是特殊應(yīng)用集成電路(Application-specific integrated circuit，ASIC)，并可被裝設(shè)于顯示器的顯示器芯片中直接進(jìn)行色彩校正。具色彩校正功能的集成型芯片10其電路方塊圖請(qǐng)參照?qǐng)D2A，顯示器芯片20的電路方塊圖則請(qǐng)參照?qǐng)D2B。如圖2A所示，集成型芯片10包括儲(chǔ)存單元110、暫存單元120以及色彩校正單元130。儲(chǔ)存單元110儲(chǔ)存有多筆不同圖像格式的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)。暫存單元120是通過輸入接口140用以寫入待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的三個(gè)特征值，以及用以寫入該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的伽馬特性曲線。色彩校正單元130通過輸入接口140接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)的圖像格式于儲(chǔ)存單元110取得該圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)，藉此將該圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值。色彩校正單元130并用以根據(jù)此色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值于此色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值去調(diào)整特征值，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值。色彩校正單元130還用以根據(jù)該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的三個(gè)特征值與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值。色彩校正單元130并將所測(cè)量的該待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。
如圖2B所示，顯示器芯片20中裝設(shè)有集成型芯片10的儲(chǔ)存單元110、暫存單元120及色彩校正單元130外，還包括掃描驅(qū)動(dòng)單元210、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單元220、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random-access memory，RAM)230、伽馬(Gamma)電壓源240、時(shí)序產(chǎn)生單元250及電源供應(yīng)電路260。色彩校正單元130根據(jù)顯示器特性去校正的圖像數(shù)據(jù)會(huì)被儲(chǔ)存于顯示器芯片20的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器230中，然后搭配前述元件顯示色彩校正后的圖像。以下附圖詳細(xì)說明本實(shí)施例的色彩校正方法的各個(gè)步驟內(nèi)容。
本實(shí)施例是以輸入圖像數(shù)據(jù)為sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)為例做說明。此圖像數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換至CIE XYZ色彩空間，其中于CIE XYZ色彩空間的特征值(X，Y，Z)為對(duì)人眼的三個(gè)刺激值，其亦為圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值(R，G，B)顯示于sRGB標(biāo)準(zhǔn)屏幕上，人眼所看到的信號(hào)。
在步驟S11中，將圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成CIE XYZ色彩空間的特征值(X，Y，Z)時(shí)，必須先將三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)，再接著將三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成特征值(X，Y，Z)。色彩校正單元130是依照下列式子分別將三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成三原色原始亮度值(dR，dG，dB) 當(dāng)時(shí)，若否，則 當(dāng)時(shí)，若否，則 當(dāng)時(shí)，若否，則 上列式子(1)至(3)中，Max_grey為該待校正裝置所能顯示的最大灰階值，以8bit的裝置為例，其最大灰階值為255。在圖2A中，當(dāng)輸入的圖像格式確定為sRGB標(biāo)準(zhǔn)所定義的圖像格式時(shí)，色彩校正單元130便可從儲(chǔ)存單元110中獲得上述式子中的各個(gè)參數(shù)如0.03928、2.4、12.92等，以計(jì)算出三原色原始亮度值(dR，dG，dB)。
接著，是根據(jù)下列式子(4)將該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成CIE XYZ色彩空間的特征值(X，Y，Z) 通過上述的矩陣計(jì)算去獲得三原色灰階值(R，G，B)所對(duì)應(yīng)的特征值(X，Y，Z)后，如步驟S12所示，通過適當(dāng)調(diào)整特征值(X，Y，Z)以產(chǎn)生調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)。此步驟的目的是在增加圖像的色彩飽和度，以提高圖像顯示在顯示器上的鮮艷度。
于步驟S12中，色彩校正單元130是先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與特征值(X，Y，Z)于色彩空間定義的坐標(biāo)位置去決定色彩增艷方向。接著，根據(jù)三原色灰階值(R，G，B)中的最大值與最小值的差值去決定色彩增艷系數(shù)k。然后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置、特征值(X，Y，Z)于色彩空間定義的坐標(biāo)位置、色彩增艷方向以及色彩增艷系數(shù)k以將特征值(X，Y，Z)轉(zhuǎn)換為調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)。以下

。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，其繪示圖像數(shù)據(jù)于CIE1931色度圖上調(diào)整的示意圖。于圖3中，標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)為(xs，ys)，特征值(X，Y，Z)于CIE XYZ色彩空間定義的坐標(biāo)為(xin，yin)，而假定色彩增艷后的坐標(biāo)為(x’，y’)。坐標(biāo)(xin，yin)是根據(jù)下列式子(5)、(6)求得 其中，為使色彩能往正確的方向增艷，即由(xs，ys)往(xin，yin)的方向增艷，需加入兩組條件 當(dāng)xin≥xs，則x′≥xs，若否，則x’＜xs (7) 當(dāng)yin≥ys，則y′≥ys，若否，則y’＜ys (8) 通過坐標(biāo)(xs，ys)與(xin，yin)的直線方程式為 另外，令(xs，ys)與(x’，y’)兩點(diǎn)距離為(xs，ys)與(xin，yin)兩點(diǎn)距離的k倍(即為色彩增艷系數(shù)) 其中，色彩增艷系數(shù)k是根據(jù)三原色灰階值(R，G，B)中的最大值與最小值的差值去決定，此差值實(shí)際上可視為圖像像素的色彩純度值。當(dāng)差值越大，代表圖像像素的色彩純度值越大，圖像像素于呈現(xiàn)時(shí)傾向于特定色彩的比例越大，此時(shí)可做比較小程度的色彩增艷，即采用較小的k值。另一方面，當(dāng)差值越小，代表此圖像像素的色彩純度值越小，因此可做較大程度的色彩增艷，取較大的k值。較佳地，可將計(jì)算出來差值(或色彩純度值)區(qū)分為多個(gè)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別之間以門限值做區(qū)分，并對(duì)應(yīng)一個(gè)色彩增艷系數(shù)k，以表1為例作說明 表1 舉例來說，若一圖像像素的灰階值為(200，20，20)，最大灰階值與最小灰階值的差值為180，其大于門限值150，由表1可得色彩增艷系數(shù)k為1，因此此圖像像素可不做色彩增艷處理。若另一圖像像素的灰階值為(150，140，145)，其最大灰階值與最小灰階值的差值為10，由表1可得色彩增艷系數(shù)k為1.6，此圖像像素因而有較大的色彩增艷程度。色彩增艷系數(shù)k決定后，即可代入式子(10)中。
之后，將上述式子(7)至(10)聯(lián)立，即可求得色彩增艷后的坐標(biāo)(x’，y’)，而調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)各自為 X’＝x’×(Y/y’)， Y’＝Y(jié)， Z’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)(11) 為證明本實(shí)施例的色彩校正方法的確能有效提升圖像的色彩飽和度，以輸入六個(gè)測(cè)試點(diǎn)，其灰階值分別為(192，80，80)、(192，192，80)、(96，192，96)、(96，192，192)、(128，128，192)及(192，128，192)，其測(cè)試結(jié)果請(qǐng)參照?qǐng)D4。圖4中，點(diǎn)Pr、Pg、Pb、Pw分別為sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的紅、綠、藍(lán)、白色的CIE 1931坐標(biāo)位置，P1至P6為輸入的六個(gè)測(cè)試點(diǎn)，P1’至P6’則為P1至P6經(jīng)過色彩增艷步驟處理后的坐標(biāo)點(diǎn)。由圖4可觀察到，六個(gè)測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)皆能往色彩飽和度較高的位置移動(dòng)。
接著進(jìn)入步驟S13，測(cè)量該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)，其中，(Xr，Yr，Zr)是于驅(qū)使待校正裝置顯示純紅色時(shí)，由色度計(jì)所測(cè)量的特征值，(Xg，Yg，Zg)為待校正裝置顯示純綠色時(shí)所測(cè)量的特征值，(Xb，Yb，Zb)則為待校正裝置顯示純藍(lán)色時(shí)所測(cè)量的特征值，這些特征值是于測(cè)量后由輸入接口140(見圖2A)傳送至?xí)捍鎲卧?20，并暫存于暫存單元120中，較佳地，暫存單元120具有九個(gè)緩存器，分別用以儲(chǔ)存Xr、Xg、Xb、Yr、Yg、Yb、Zr、Zg及Zb的數(shù)值。由光線的加法性，可得到調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)轉(zhuǎn)換至三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的關(guān)系。
本實(shí)施例雖然是以待校正裝置為顯示器做說明，然而亦可應(yīng)用于投影機(jī)的色彩校正。舉例來說，此步驟可為測(cè)量投影機(jī)投射于布幕上的紅、綠、藍(lán)色各自的特征值，再根據(jù)此投影機(jī)的特性進(jìn)行調(diào)整，使投影機(jī)所投出的圖像具有校正與色彩增艷的效果。
于接下來的步驟S14中，由于待校正裝置的三個(gè)特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)已知，根據(jù)色彩空間變換式，色彩校正單元130可將調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。此色彩空間變換式為 通過式子(12)的矩陣運(yùn)算，可求取出三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。然后，便是將三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后灰階值(R’，G’，B’)，如步驟S15所示。
于步驟S15中，是先測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，進(jìn)而獲得三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。以紅色為例，請(qǐng)參照?qǐng)D5，其繪示待校正裝置于顯示紅色時(shí)所測(cè)量到與模型化后的灰階與亮度關(guān)系圖，其中橫軸R’為灰階值(范圍取0至1)，縱軸dR’為亮度值。于圖5中，例如是取17個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并以波茲曼函數(shù)(Boltzmannfunction)對(duì)這17個(gè)測(cè)量點(diǎn)所構(gòu)成的紅色Gamma特性曲線模型化，藉此以產(chǎn)生新的灰階-亮度關(guān)系。綠色與藍(lán)色的Gamma特性曲線亦可依此方式模型化。以波茲曼函數(shù)將Gamma特性曲線模型化的公式如下表示 式子(13)至(15)中的系數(shù)A1、A2、x0與x1皆為使用波茲曼函數(shù)對(duì)Gamma特性曲線模型化時(shí)所得到的系數(shù)。因而，由灰階值R’對(duì)亮度值dR’的關(guān)系，可得某一灰階值R的信號(hào)輸入后，經(jīng)校正后的信號(hào)值R’。同理，可由相同方法求得灰階值G、B校正后的信號(hào)值G’、B’。
傳統(tǒng)上，當(dāng)顯示器芯片接收到圖像數(shù)據(jù)的灰階值(R，G，B)信號(hào)時(shí)，是直接將信號(hào)儲(chǔ)存在芯片內(nèi)的RAM，并依據(jù)Gamma電壓源對(duì)應(yīng)到相對(duì)應(yīng)的電壓輸出，且電壓為驅(qū)動(dòng)每一個(gè)像素的電壓，然而此方式并沒有考慮到接收的(R，G，B)信號(hào)與顯示器的色域是否相同。舉例來說，如果(R，G，B)是依據(jù)sRGB標(biāo)準(zhǔn)色域定義所產(chǎn)生的圖像，每個(gè)R、G、B像素的灰階數(shù)據(jù)是希望人眼接收到的X、Y、Z刺激值是在sRGB色域范圍中的某一點(diǎn)，但由于顯示器本身的色域大小或是純色的R、G、B三個(gè)頂點(diǎn)與sRGB不一樣，所以當(dāng)(R，G，B)信號(hào)直接輸入到顯示器上，人眼將接收到不同的X、Y、Z刺激值。
是以，本實(shí)施例所提出的色彩校正方法與具有色彩校正功能的集成型芯片10中，色彩校正單元130是先將接收到的圖像數(shù)據(jù)其灰階值(R，G，B)信號(hào)轉(zhuǎn)換成(X，Y，Z)信號(hào)，再依據(jù)待校正裝置(如顯示器或是投影機(jī))的特性去轉(zhuǎn)換并進(jìn)行色彩飽和度的調(diào)整，以得到校正后的灰階值(R’，G’，B’)信號(hào)，并將之儲(chǔ)存于顯示器芯片20內(nèi)的RAM 230中然后顯示，即可獲得想讓人眼看到的(X，Y，Z)信號(hào)，亦可解決圖像偏差的問題。
雖然本實(shí)施例是以sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至CIE XYZ色彩空間做說明，然而實(shí)際上亦可輸入Adobe RGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)或是其它標(biāo)準(zhǔn)所定義的圖像數(shù)據(jù)，并使之轉(zhuǎn)換至CIE XYZ色彩空間，再依循上述步驟進(jìn)行圖像色彩的校正調(diào)整。
實(shí)施例二 請(qǐng)參照?qǐng)D6，其繪示依照本發(fā)明實(shí)施例二的色彩校正方法的流程圖。實(shí)施例二的色彩校正方法是用于設(shè)定待校正裝置，其例如是顯示器的Gamma特性曲線，包括步驟S61至S67。步驟S61是先根據(jù)待校正裝置的特性與目標(biāo)Gamma值，于待校正裝置中設(shè)定三原色各自的初始Gamma特性曲線。請(qǐng)參照?qǐng)D7A至7C，其分別繪示待校正裝置于校正前后紅、綠、藍(lán)色的灰階對(duì)電壓(G-V)的曲線圖。根據(jù)待校正裝置的特性與預(yù)計(jì)顯示的Gamma特性曲線(一般目標(biāo)的Gamma值為2.2)所得的紅、綠、藍(lán)色G-V曲線，即為紅、綠、藍(lán)色各自的目標(biāo)曲線，于后續(xù)步驟中，待校正裝置便是依照這些目標(biāo)曲線做顯示。
接著，如步驟S62所示，測(cè)量此待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值，如顯示紅色時(shí)所測(cè)量的特征值(Xr，Yr，Zr)、顯示綠色時(shí)所測(cè)量(Xg，Yg，Zg)、顯示藍(lán)色時(shí)所測(cè)量(Xb，Yb，Zb)。此步驟與實(shí)施例一的步驟S13相同，在此不再贅述。
然后，如步驟S63所示，將調(diào)整用的圖像數(shù)據(jù)的三原色(紅、綠、藍(lán)色)灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值，如CIE XYZ色彩空間的特征值(X，Y，Z)。接著如步驟S64所示，根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值(X，Y，Z)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值(R，G，B)去調(diào)整該特征值(X，Y，Z)，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)。步驟S64主要用以調(diào)整圖像的色彩飽和度，且由于步驟S63與S64與實(shí)施例一的步驟S11與S12相同，在此亦不再贅述。
然后，如步驟S65所示，根據(jù)待校正裝置的該三個(gè)特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)與一色彩空間變換式，如實(shí)施例一中的式子(12)，將該調(diào)整后特征值(X’，Y’，Z’)轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。接著，如步驟S66所示，測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系。
由于步驟S65及S66與實(shí)施例一的步驟S14及S15相同，在此不再贅述。于三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系產(chǎn)生后，便可得知紅、綠、藍(lán)色各自色彩校正后的G-V曲線，如圖7A至7C所示。以圖7C為例，校正后的藍(lán)色G-V曲線在較高灰階區(qū)域會(huì)被拉升至更高灰階，可將待校正裝置的色域往藍(lán)色的方向校正，使其更接近sRGB所定義的色域。
接著，如步驟S67所示，根據(jù)三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系去重新設(shè)定待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線。將校正后的Gamma特性曲線直接設(shè)定到待校正裝置中以后，當(dāng)輸入新的圖像灰階信號(hào)(Rin，Gin，Bin)時(shí)，通過新的R、G、B Gamma特性曲線產(chǎn)生的電壓驅(qū)動(dòng)顯示時(shí)，已經(jīng)具有色彩校正的功能，因而可獲得圖像(Rin，Gin，Bin)實(shí)際上想讓人眼所看到的X、Y、Z信號(hào)。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種色彩校正方法，包括
(a)將圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值(Cx，Cy，Cz)；
(b)根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值(R，G，B)去調(diào)整該特征值(Cx，Cy，Cz)，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)；
(c)測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)；
(d)根據(jù)該待校正裝置的該三個(gè)特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)；以及
(e)測(cè)量該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值(R’，G’，B’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩校正方法，其中該步驟(a)包括
(a1)將該三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)；以及
(a2)將該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成該特征值(Cx，Cy，Cz)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的色彩校正方法，其中該圖像數(shù)據(jù)是以sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)，該色彩空間是CIE XYZ色彩空間，該特征值(Cx，Cy，Cz)為(X，Y，Z)，于該步驟(a1)中
當(dāng)時(shí)，若否，則
當(dāng)時(shí)，若否，則
當(dāng)時(shí)，若否，則
其中，Max_grey為該待校正裝置所能顯示的最大灰階值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的色彩校正方法，其中于該步驟(a2)中，是根據(jù)下列式子將該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成該特征值(X，Y，Z)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩校正方法，其中該步驟(b)包括
(b1)根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置去決定色彩增艷方向；
(b2)根據(jù)該三原色灰階值(R，G，B)中的最大值與最小值的差值去決定色彩增艷系數(shù)；以及
(b3)根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置、該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置、該色彩增艷方向以及該色彩增艷系數(shù)以調(diào)整該特征值(Cx，Cy，Cz)為該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的色彩校正方法，其中該圖像數(shù)據(jù)是以sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)，該色彩空間是CIE XYZ色彩空間，該特征值(Cx，Cy，Cz)為(X，Y，Z)，于該步驟(b1)中，該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)(xs，ys)，該特征值(X，Y，Z)于該色彩空間定義的坐標(biāo)(xin，yin)，而色彩增艷后的坐標(biāo)(x’，y’)，坐標(biāo)(xin，yin)是根據(jù)下列式子求得
當(dāng)xin≥xs，則X′≥Xs，若否，則x’＜xs；以及
當(dāng)yin≥ys，則y′≥ys，若否，則y’＜ys。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的色彩校正方法，其中于步驟(b3)中，根據(jù)該色彩增艷系數(shù)k、通過坐標(biāo)(xs，ys)與(xin，yin)的直線方程式
以及令(xs，ys)與(x’，y’)兩點(diǎn)距離為(xs，ys)與(xin，yin)兩點(diǎn)距離的k倍
可求得該色彩增艷后的坐標(biāo)(x’，y’)，而該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)各自為
Cx’＝x’×(Y/y’)，
Cy’＝Y(jié)，
Cz’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的色彩校正方法，其中于該步驟(b2)中，當(dāng)該三原色灰階值(R，G，B)的最大值與最小值的差值越小，則該色彩增艷系數(shù)越大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的色彩校正方法，其中該三原色灰階值(R，G，B)的最大值與最小值的差值具有多個(gè)級(jí)別，對(duì)應(yīng)不同的級(jí)別，該色彩增艷系數(shù)是不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩校正方法，其中于該步驟(d)中，將該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)轉(zhuǎn)換成該三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的該色彩空間變換式為
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩校正方法，其中于該步驟(e)中，是以波茲曼函數(shù)對(duì)該測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，藉此以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩校正方法，于該步驟(c)之前還包括步驟
(f)根據(jù)該待校正裝置的特性以及目標(biāo)伽馬值，于該待校正裝置中設(shè)定該三原色各自的初始伽馬特性曲線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩校正方法，于該步驟(e)之后還包括
(g)根據(jù)該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系去重新設(shè)定該待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線。
14.一種具色彩校正功能的集成型芯片，包括
儲(chǔ)存單元，儲(chǔ)存有多筆不同圖像格式的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)；
暫存單元，用以寫入待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的三個(gè)特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)，以及用以寫入該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)所測(cè)量的伽馬特性曲線；以及
色彩校正單元，用以接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)的圖像格式于該儲(chǔ)存單元取得該圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換特征值數(shù)據(jù)，藉此將該圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值(Cx，Cy，Cz)，該色彩校正單元并用以根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值(R，G，B)去調(diào)整該特征值(Cx，Cy，Cz)，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，該色彩校正單元還用以根據(jù)該三個(gè)特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)，該色彩校正單元并將所測(cè)量的該待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值(R’，G’，B’)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中色彩校正單元用以將該三原色灰階值(R，G，B)轉(zhuǎn)換成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)，并用以將該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成該特征值(Cx，Cy，Cz)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成型芯片，其中該圖像數(shù)據(jù)是以sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)，該色彩空間是CIE XYZ色彩空間，該特征值(Cx，Cy，Cz)為(X，Y，Z)，該色彩校正單元用以根據(jù)下列式子計(jì)算出該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)
當(dāng)時(shí)，若否，則
當(dāng)時(shí)，若否，則
當(dāng)時(shí)，若否，則
其中，Max_grey為該待校正裝置所能顯示的最大灰階值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元用以根據(jù)下列式子將該三原色原始亮度值(dR，dG，dB)轉(zhuǎn)換成該特征值(X，Y，Z)
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元用以根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置去決定色彩增艷方向；
該色彩校正單元并用以根據(jù)該三原色灰階值(R，G，B)中的最大值與最小值的差值去決定色彩增艷系數(shù)；
該色彩校正單元還用以根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置、該特征值(Cx，Cy，Cz)于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置、該色彩增艷方向以及該色彩增艷系數(shù)以調(diào)整該特征值(Cx，Cy，Cz)為該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成型芯片，其中該圖像數(shù)據(jù)是以sRGB標(biāo)準(zhǔn)定義的圖像數(shù)據(jù)，該色彩空間是CIE XYZ色彩空間，該特征值(Cx，Cy，Cz)為(X，Y，Z)，該標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)(xs，ys)，該特征值(X，Y，Z)于該色彩空間定義的坐標(biāo)(xin，yin)，而色彩增艷后的坐標(biāo)(x’，y’)，該色彩校正單元用以根據(jù)下列式子求得坐標(biāo)(xin，yin)
當(dāng)xin≥xs，則X′≥Xs，若否，則x’＜xs；以及
當(dāng)yin≥ys，則y′≥ys，若否，則y’＜ys。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元用以根據(jù)該色彩增艷系數(shù)k、通過坐標(biāo)(xs，ys)與(xin，yin)的直線方程式
以及令(xs，ys)與(x’，y’)兩點(diǎn)距離為(xs，ys)與(xin，yin)兩點(diǎn)距離的k倍
求得該色彩增艷后的坐標(biāo)(x’，y’)，而該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)各自為
Cx’＝x’×(Y/y’)，
Cy’＝Y(jié)，
Cz’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成型芯片，其中當(dāng)該三原色灰階值(R，G，B)的最大值與最小值的差值越小，則該色彩增艷系數(shù)越大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的集成型芯片，其中該三原色灰階值(R，G，B)的最大值與最小值的差值具有多個(gè)級(jí)別，而對(duì)應(yīng)不同的級(jí)別，該色彩增艷系數(shù)是不相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元用以將該調(diào)整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)轉(zhuǎn)換成該三原色調(diào)整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的該色彩空間變換式為
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元是以波茲曼函數(shù)對(duì)該測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，藉此以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中該色彩校正單元還用以根據(jù)該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系去重新設(shè)定該待校正裝置的三原色各自的伽馬特性曲線。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成型芯片，其中該待校正裝置是顯示器或投影機(jī)。
全文摘要
一種色彩校正方法，包括步驟將圖像數(shù)據(jù)的三原色灰階值轉(zhuǎn)換成色彩空間的特征值；根據(jù)該色彩空間定義的標(biāo)準(zhǔn)白光的坐標(biāo)位置與該特征值于該色彩空間定義的坐標(biāo)位置的關(guān)系以及該三原色灰階值去調(diào)整該特征值，以產(chǎn)生調(diào)整后特征值；測(cè)量待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的三個(gè)特征值；根據(jù)該待校正裝置的該三個(gè)特征值與一色彩空間變換式，將該調(diào)整后特征值轉(zhuǎn)換成三原色調(diào)整后亮度值；以及，測(cè)量該待校正裝置于各自顯示三原色時(shí)的伽馬特性曲線，并將測(cè)量到的三原色各自的伽馬特性曲線模型化，以產(chǎn)生該三原色各自的新的灰階-亮度關(guān)系，藉此以獲得該三原色調(diào)整后亮度值對(duì)應(yīng)的三原色調(diào)整后灰階值。
文檔編號(hào)H04N9/64GK101635858SQ20081013168
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者李俊賢, 賴志章 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司