專利名稱：色彩分布調(diào)整法與色彩分布模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種色彩補償技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種考慮顯示器本身色彩特
性的補償技術(shù)。
背景技術(shù)：
在高度科技化的現(xiàn)今社會中，電子產(chǎn)品已逐軟融入人們的居家生活，從提供娛樂的電視、游戲機，到工作上使用的電腦，在顯示人們在日常生活上對電子產(chǎn)品的依賴性。其中，無論是為了工作上的需求，或是生活上的娛樂，電視、投影機、液晶顯示器等顯示裝置皆是不可或缺的電子產(chǎn)品。 由于不同的顯示裝置實際上能夠顯示的色彩種類不同，因此，在色彩影像的技術(shù)領(lǐng)域中，色域(gamut)這個名詞是指一個彩色影像裝置實際上能夠表現(xiàn)出的色彩種類的多寡。因此，不同顯示裝置均具有其獨特的色域范圍。 為了使得色彩性能較差的顯示裝置也能夠顯示出不錯的色彩鮮艷度，在傳統(tǒng)的作法中，通常使用額外的硬件設備(例如色彩增艷芯片或色彩校正器等等)來提高顯卡或顯示芯片的輸出視訊的色彩鮮艷度，因而使得產(chǎn)品的硬件成本增加。若在不增加硬件成本的狀況下，傳統(tǒng)的作法則是利用電腦中的中央處理器來執(zhí)行色彩增艷軟件，卻又加重中央處理器的負擔。除此之外，傳統(tǒng)的作法并未考慮顯示裝置本身的色彩特性或色域范圍，因此，顯卡或顯示芯片的輸出視訊在顯示裝置顯示時，實際上并未能夠完整顯示出色彩增艷的效果。 另外，為了讓使用者有較為舒適的視覺享受，通常顯示芯片或顯卡均有內(nèi)建調(diào)校功能，讓使用者可根據(jù)所需來調(diào)整其顯示狀態(tài)，包括畫面明亮度(luminance)、飽和度(saturation degree)或色溫(color temperature)等等。以顯卡為例，通常會搭配一應用
程序，讓使用者可以通過此應用程序提供的調(diào)整介面，調(diào)整畫面的明亮度、飽和度或色溫等等。 在顯卡或顯示芯片的內(nèi)部，使用者所設定的明亮度、飽和度或色溫等等將用以設定到一伽馬斜坡(Gamma Ramps)。顯卡或顯示芯片將利用此伽馬斜坡調(diào)整最后輸出給顯示裝置的視訊資料。然而，上述伽馬斜坡具有每一個輸入對應至輸出的關(guān)系，因而當使用者在通過調(diào)整介面輸入所需的明亮度、飽和度或色溫時，上述伽馬斜坡中輸入對應至輸出的關(guān)系必須要重新計算，因此，當使用者調(diào)整畫面的過程中，若電腦或顯卡等等運算過慢時，將容易發(fā)生畫面延遲或閃爍等狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種色彩分布調(diào)整法與調(diào)整模塊，用以通過參考點轉(zhuǎn)換色域，以調(diào)整色彩分布。 本發(fā)明提供一種色彩分布調(diào)整法，包括步驟a.提供一第一色域與一第二色域；步驟b.找出第一色域中的一第一參考點；步驟C.找出第二色域中的一第二參考點；以及，步驟d.以第一參考點與第二參考點為基準，將第一色域轉(zhuǎn)換至第二色域。
在本發(fā)明的一實施例中，上述色彩分布調(diào)整法，還包括通過一調(diào)整介面，得到一
色溫參數(shù)；以及，利用色溫參數(shù)，找出一第三色域的一第三參考點。 在本發(fā)明的一實施例中，上述第一、第二與第三色域?qū)儆谝坏谝簧士臻g，上述步驟d.包括利用第一、第二與第三參考點于第一色彩空間的位置，計算出一轉(zhuǎn)換模型；以及，通過轉(zhuǎn)換模型，將第一色域轉(zhuǎn)換至第二色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述通過轉(zhuǎn)換模型，將第一色域轉(zhuǎn)換至第二色域的步驟包括以第一參考點與第三參考點為基準，將第一色域轉(zhuǎn)換至第三色域；以及，以第三參考點與第二參考點為基準，將第三色域轉(zhuǎn)換至第二色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述第一色彩空間以X-Y-Z坐標表示，第一參考點于第一色彩空間的位置表示為(乙WP,，乙WPY，乙WP》，第二參考點于第一色彩空間的位置表示為(C_WPX， C_WPY， (^WPz)，第三參考點于第一色彩空間的位置表示為(U_WPX， U_WPY， U-WP》，環(huán)
境光源參考點于第一色彩空間的位置表示為(D_WPX， D_WPY， D WPJ，轉(zhuǎn)換模型表示為^^CM ，
t wp
其值為^ = ^m力《m;1 ，其中《a = c-wpY ,^^為對角矩陣，
「d 丄，u wpx u wpy u wpz、
￡^ =g(d—wp , d—wp , d—wp ,m力為一參考坐標轉(zhuǎn)換矩陣，-1表示
反矩陣運算，diag( )表示對角線上元素依序由內(nèi)部向量組成的對角矩陣。 在本發(fā)明的一實施例中，上述第一參考點為第一色域中的白點，第二參考點為第
二色域中的白點，第三參考點為該第三色域中的白點。上述第一色域為一目標顯示器的色
域，上述色彩分布調(diào)整法還包括提供一色彩測試樣本，其中色彩測試樣本屬于一第二色彩空間；提供目標顯示器的模型；以及，利用目標顯示器的模型，將色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第一色彩空間，使色彩測試樣本分布于第一色彩空間中的第一色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述色彩測試樣本為一LXN的矩陣表示為^，目標顯示器的模型為一NXN的矩陣表示為^ ，上述該色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第一色彩空間的步驟包括將色彩測試樣本^與目標顯示器的模型^進行矩陣的乘法運算，以得到分布于第一色彩空間中的第一色域的色彩測試樣本，表示為^^ ，其值為^^ = 在本發(fā)明的一實施例中，上述步驟d包括利用轉(zhuǎn)換模型，將分布于第一色域的色
彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色域，使色彩測試樣本分布于第一色彩空間中的第二色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述轉(zhuǎn)換模型為一NXN的矩陣表示為^，分布于第一
色彩空間中的第一色域的色彩測試樣本表示為^￡^￡ ，上述將分布于第一色域的色彩
測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色域的步驟包括將第一色域的色彩測試樣本^^￡與轉(zhuǎn)換模型
^進行矩陣的乘法運算，以得到分布于第二色域中的色彩測試樣本，表示為^￡^ ,其值為
6
<formula>formula see original document page 7</formula> 在本發(fā)明的一實施例中，上述第二色域為一目前顯示器的色域，在上述步驟d之后還包括提供目前顯示器的模型；以及，利用目前顯示器的模型，將分布于第一色彩空間中的第二色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色彩空間中的第二色域，使色彩測試樣本分布于第二色彩空間中的第二色域。
在本發(fā)明的一實施例中，上述目前顯示器的模型為一NXN的矩陣表示為^c ,分
布于第一色彩空間中的第二色域的色彩測試樣本表示為^￡^￡ ,上述將分布于第一色彩空間中的第二色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色彩空間中的第二色域的步驟包括將第二色域的色彩測試樣本^^￡與目前顯示器的模型￡￡的反矩陣進行矩陣的乘法運算，以
得到分布于第二色彩空間中的第二色域的色彩測試樣本，表示為￡^^￡ ，其值為 <formula>formula see original document page 7</formula> 在本發(fā)明的一實施例中，上述色彩分布調(diào)整法還包括 利用分布于第二色彩空間中的第二色域的色彩測試樣本，計算出一伽馬斜坡。
本發(fā)明提出一種色彩分布調(diào)整模塊，包括一接收模塊與一轉(zhuǎn)換模塊。其中接收模塊接收一色彩測試樣本。轉(zhuǎn)換模塊儲存有一第一色域與一第二色域，將色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第一色域，并以第一色域中的一第一參考點與第二色域的一第二參考點為基準，將分布該第一色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述色彩分布調(diào)整模塊還包括一調(diào)整介面，接收一色溫參數(shù)，而轉(zhuǎn)換模塊利用此色溫參數(shù)，找出依第三色域的一第三參考點。 在本發(fā)明的一實施例中，上述第一色域為一目標顯示器的色域，第二色域為一目前顯示器的色域，而轉(zhuǎn)換模塊包括一目標顯示器的模型單元、一轉(zhuǎn)換單元與一目前顯示器的模型單元。其中，目標顯示器的模型單元具有一目標顯示器的模型，并使用目標顯示器的模型將色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至一第一色彩空間，使色彩測試樣本分布于第一色彩空間中的第一色域。而轉(zhuǎn)換單元，以第一參考點與第三參考點為基準，將分布于第一色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第三色域，再以第二參考點與第三參考點為基準，將分布于第三色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色域。目前顯示器的模型單元具有一目前顯示器的模型，并使用目前顯示器的模型，將第一色彩空間的第二色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第二色彩空間，使色彩測試樣本分布于第二色彩空間中的第二色域。 在本發(fā)明的一實施例中，上述色彩分布調(diào)整模塊還包括一處理模塊，利用分布于第二色域的色彩測試樣本，計算出一伽馬斜坡。 本發(fā)明通過色域中的參考點，來進行色域轉(zhuǎn)換，進而調(diào)整色彩分布與色溫。 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附
圖式，作詳細說明如下。


圖1所示為本發(fā)明實施例中的色彩調(diào)整系統(tǒng)方塊圖。 圖2所示為色彩調(diào)整系統(tǒng)100中的色彩分布調(diào)整模塊110的方塊圖。
圖3所示為本發(fā)明實施例中色彩分布調(diào)整法的步驟流程圖。 圖4所示為步驟S330中的各子步驟流程圖。 圖5所示為本發(fā)明實施例中明亮度調(diào)整法的步驟流程圖。 圖6所示為本發(fā)明實施例中飽和度調(diào)整法的步驟流程圖。 圖7所示為特殊函數(shù)圖形。 圖8所示為調(diào)整函數(shù)圖形。 圖9所示為平移后的調(diào)整函數(shù)圖形。 圖10所示為目標顯示器的模型單元222的系統(tǒng)方塊圖。 圖11所示為目前顯示器的模型單元226的系統(tǒng)方塊圖。 圖12所示為本發(fā)明另一實施例中的色彩調(diào)整系統(tǒng)方塊圖。
具體實施例方式
圖l所示為本發(fā)明實施例中的色彩調(diào)整系統(tǒng)方塊圖。請參考圖l，色彩調(diào)整系統(tǒng)100包括色彩分布調(diào)整模塊110、明亮度調(diào)整模塊120、飽和度調(diào)整模塊130與處理模塊140。本發(fā)明實施例為了得到良好的色彩調(diào)整結(jié)果，本實施例運用一色彩測試樣本(Test Pattern)，經(jīng)由色彩分布調(diào)整模塊110調(diào)整色彩測試樣本的色彩分布與色溫，再通過明亮度調(diào)整模塊120調(diào)整色彩測試樣本的明亮度，并經(jīng)由飽和度調(diào)整模塊130調(diào)整色彩測試樣本的飽和度。最后，處理模塊140利用調(diào)整后的色彩測試樣本，運算得到伽馬斜坡(GammaRamps)。 然而，本領(lǐng)域具通常知識者應當知道，上述調(diào)整的流程中，色彩分布調(diào)整裝置110、明亮度調(diào)整模塊120與飽和度調(diào)整模塊130并沒有一定的順序，并且，系統(tǒng)只需調(diào)整部分的色彩特性時，系統(tǒng)只需選擇色彩分布調(diào)整裝置110、明亮度調(diào)整模塊120與飽和度調(diào)整模塊130其中之一或其中之二。 圖2所示為色彩調(diào)整系統(tǒng)100中的色彩分布調(diào)整模塊110的方塊圖。請參考圖2，色彩分布調(diào)整模塊110包括接收模塊210與轉(zhuǎn)換模塊220。其中，轉(zhuǎn)換模塊220又包括目標顯示器的模型單元222、轉(zhuǎn)換單元224與目前顯示器的模型單元226。在本實施例中，色彩分布調(diào)整模塊IIO例如操作一色彩分布調(diào)整法，其流程如圖3所示，以下搭配本實施例的色彩分布調(diào)整法，來說明本實施例如何調(diào)整色彩分布與色溫。 請參考圖2與圖3，首先，接收模塊210接收色彩測試樣本(步驟S310)，而色彩測試樣本可以是由電腦或顯卡隨機產(chǎn)生，也可以是預先儲存于電腦當中。在此為了方便說明本實施例，以下接收的色彩測試樣本表示為認，假設此色彩測試樣本屬于R-G-B色彩空間，
而分別對于RGB三個坐標方向，色彩測試樣本^分別包含有L個灰階，色彩測試樣本g以
矩陣方式可表示為^
下數(shù)學
go
60
,在本實施例中，L值例如為256。為了使以
ix3
式明確，當表達的數(shù)學符號為矩陣時，符號加入雙底線，如g。當表達的數(shù)學符號為向量時，符號加入單底線。當表達的數(shù)學符號為標量時，符號將不會加入底線。
接著，目標顯示器的模型單元220利用一 目標顯示器的模型將色彩測試樣本^轉(zhuǎn)換至X-Y-Z色彩空間(步驟S320)，使得色彩測試樣本g分布于一第一色域，此第一色域例如為目標顯示器色彩分布的色域。換句話說，經(jīng)過目標顯示器的模型單元220轉(zhuǎn)換后的色彩測試樣本^分布于X-Y-Z色彩空間中的目標顯示器色彩的色域。在本實施例中，目標顯示器例如為一個色彩性能較好的顯示器，而目標顯示器的模型例如為一NXN的矩陣，表示為^ ，其中N為色彩空間的維度，在本實施例中，N值例如為3。而經(jīng)由目標顯示器的模型
單元222轉(zhuǎn)換后的色彩測試樣本7P表示為^^70^/ ,其值為
= 。 接下來，轉(zhuǎn)換單元224將轉(zhuǎn)換后的色彩測試樣本^￡^￡通過一轉(zhuǎn)換模型將轉(zhuǎn)換
至X-Y-Z色彩空間中的一第二色域(步驟S330)，此第二色域例如為目前顯示器色彩分布的色域，而目前顯示器為目前所驅(qū)動的顯示器。其中，步驟S330又包括多個子步驟，如圖4所示。 請參考圖4，首先，分別找出色域中的第一與第二參考點(步驟S410)。其中，第一參考點例如為第一色域中的白點(white point)，并在X-Y-Z色彩空間中表示為(T_WPX，T_WPY， T—WP》，第二參考點例如為第二色域中的白點，并在X-Y-Z色彩空間中表示為(C_WPX，C_WPY， C_WPZ)。接著，通過一調(diào)整介面，得到一色溫參數(shù)(簡稱Temp)(步驟S420)，其中，此調(diào)整介面例如為使用者的一操作介面，而使用者可以通過此操作介面調(diào)整想要的色溫(colortemperature)。接著，利用此色溫參數(shù)Temp，找出一第三色域中的一第三參考點。其中，第三色域例如為使用者所想要的色彩分布，而第三參考點例如為第三色域中的白點，并在X-Y-Z色彩空間中表示為(U_WPX，U_WPY，U_WPZ)。另外，第一及第二及第三色域中的一環(huán)境光源參考點例如為D50白點，并在X-Y-Z色彩空間的位置表示為(D_WPX， D_WPY， D_WPZ)。
接下來，利用第一、第二與第三參考點于第一色彩空間的位置，計算出一轉(zhuǎn)換模型
(步驟S430)。在本實施例中，此轉(zhuǎn)換模型在數(shù)學上例如可表示為一矩陣^ ,其值為 ^ = &^^^................................................(1),
T WP 上式中Ka例如為縮放系數(shù)，其值為^。="^^,^例如為對角矩陣，其值為^D丄，U WPX U WPY U WPZ、
i = g(5l^， D—WP: 'Bl^) ， -1表示反矩陣運算，diag(O表示對角線上元素依序由內(nèi)部向量組成的對角矩陣，^4為一3X3的參考坐標轉(zhuǎn)換矩陣。另外，由上述第(1)式的數(shù)學式可知，轉(zhuǎn)換模型^例如為一 3X3的矩陣。 在得到轉(zhuǎn)換模型^之后，通過轉(zhuǎn)換模型^將第一色域的色彩測試樣本^"ZD—,"轉(zhuǎn)換至第二色域(步驟S430)，使色彩測試樣本分布于第二色域。其中，轉(zhuǎn)換至第二色域的色彩測試樣本表示為^^￡ ，其值為 上述第(1)與(2)式的數(shù)學式其物理意義為將第
….(2)。
色域的色彩測試樣本
^￡^以第一參考點與第三參考點為基準，先轉(zhuǎn)換使用者想要的第三色域，再以第三參
考點與第二參考點為基準，將第三色域的色彩測試樣本換至第二色域。 請回頭參考圖3，最后，目前顯示器的模型單元226將接收轉(zhuǎn)換至第二色域的色彩
測試樣本^^-,'〃 ，并利用目前顯示器的模型，將第二色域的色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至R-G-B
色彩空間(步驟S340)，使色彩測試樣本分布于R-G-B色彩空間中的第二色域。 在本實施例中，目前顯示器例如為目前驅(qū)動的顯示器，而目前顯示器的模型例如
為一 NXN的矩陣，表示為Mc ,其中N為色彩空間的維度，在本實施例中，N值例如為3。而經(jīng)由目前顯示器的模型單元226轉(zhuǎn)換后的色彩測試樣本^^￡表示為￡^^￡ ,其值為WGSD—, ^M^x;0^^,w 。而在本實施例中分布于R-G-B色彩空間中第二色域的色彩測
試樣本^^^D-,〃將被輸入至明亮度調(diào)整模塊120。并由上述的數(shù)學表示方式可知，色彩領(lǐng)
試樣本￡^^￡例如為一 256X3的矩陣' 由上述色彩分布調(diào)整模塊的操作可知，在色域轉(zhuǎn)換的過程中，除了依據(jù)使用者所調(diào)整的色溫參數(shù)所得到的第三色域之外，也同時依據(jù)目前顯示器的第二色域，因此，本實施例在調(diào)整色彩特性的過程中，考慮了本身目前顯示器的特性，進而更能發(fā)揮調(diào)整之后，顯示器顯示畫面的色彩增艷效果。 請繼續(xù)參考圖l，本實施例中的明亮度調(diào)整模塊120例如操作一明亮度調(diào)整法，其流程如圖5所示，以下便搭配本實施例的明亮度調(diào)整法，來說明本實施例如何調(diào)整色彩明亮度。首先，明亮度調(diào)整模塊120接收一伽馬參數(shù)(步驟S510)，而此伽馬參數(shù)例如為通過一調(diào)整介面所得。換句話說，此伽馬參數(shù)例如為可以讓使用者調(diào)整的參數(shù)。接著，明亮度調(diào)整模塊120接收一灰階輸入信號(步驟S520)，其中，此明亮度調(diào)整模塊120例如為來自色
彩分布調(diào)整模塊110轉(zhuǎn)換后的色彩測試樣本^ ^
一,'〃 由上述色彩分布調(diào)整模塊110的操作可知，灰階輸入信號2^^屬于R-G-B色彩空間，且灰階輸入信號￡^￡^￡對于RGB坐標方向分別具有L個灰階，而本實施例中，L值例如為256。因此，灰階輸入信號^^^D-( //為一個256X3的矩陣，并可表示為
iL 。尺.
及
w 255
255
5,
& 255
256x3 接下來，在接收灰階輸入信號之后，明亮度調(diào)整模塊120將找出灰階輸入《
10號2^^中每一灰階對應的最大值，以組成一最大灰階向量(步驟S530)。由上述i GBD—,〃.的數(shù)學表示方式可知，明亮度調(diào)整模塊120將找出灰階輸入信號AG^5-,w
中每一行上的元素的最大值。也就是說，上述最大灰階向量中的每一元素由^￡^￡中每一行上的元素的最大值所組成。在本實施例中，最大灰階向量例如表示為
<formula>formula see original document page 11</formula>，而其中的元素值Vm^。
<formula>formula see original document page 11</formula>
表示取
Vmsx—1
最大值。 接下來，明亮度調(diào)整模塊120對最大灰階向量L進行標準化(步驟S540)，使標準化之后的最大灰階向量L^為 K =
max 0
max 1
max L—1
其中，s為一標準化參數(shù)s，其值為標
準化之前最大灰階向量中的元素的最大值，換句話說，S = maX{Vmax—。， Vmax—p . . . ， Vmax—255}。由上述中的數(shù)學式可知，標準化后的最大灰階向量L!中的各元素值皆介于0 l之間。
為了方便說明本實施例，以下將標準化后的最大灰階向量Y,表示為[Fmax_Q Fm^J
F隨—255 ] ° 接下來，明亮度調(diào)整模塊120計算標準化后的最大灰階向量X^中每一元素的伽馬參數(shù)的次方(步驟S550)，以得到指數(shù)灰階向量。其中，伽馬參數(shù)為步驟S510中所接收的參數(shù)，表示為Gamma。指數(shù)灰階向量表示為^J^，其值為
=[(F醒—o產(chǎn)謹。(F謹—1
接著，明亮度調(diào)整模塊120將指數(shù)灰階向
(K max—255 J
一中的各元素分別除以最大灰階
向量X^中對應的元素，以得到第一亮度調(diào)整倍率(步驟S560)。其中，第一亮度調(diào)整倍率表示為M，其值為 M =
(「
脂x 0 ,
(Kmax—255)
F隨0 F薩1 F max 255 接下來，明亮度調(diào)整模塊120利用一比例參數(shù)，將第一亮度調(diào)整倍率M調(diào)整為一第二亮度調(diào)整倍率(步驟S570)。其中比例參數(shù)為通過上述的調(diào)整介面所得的參數(shù)，表示為Strength ，其值介于0 1之間。第二亮度調(diào)整倍率表示為！ = [ a 。 a !. . . a 255]，其值為 ! = (l-Strength) +MX Strength,換句話說，第二亮度調(diào)整倍率！內(nèi)的各元素 a, 二 (1 - &訓-) + ((r，」'
、Gamma
I x S^engt/l ,而i為介于0 255的整數(shù)c 在本實施例中，上述比例參數(shù)Strength用以讓使用者微調(diào)亮度的參數(shù)，來使得明亮度調(diào)整模塊120所調(diào)整的亮度不僅受伽馬參數(shù)Gamma所影響。換句話說，比例參數(shù)Strength能夠縮小伽馬參數(shù)Gamma對亮度的調(diào)整倍率。當Strength = 1時，亮度調(diào)整倍率
11M與！將相同，而并未縮小伽馬參數(shù)Gamma對亮度的調(diào)整倍率。而當Strength = 0時，第 二亮度調(diào)整倍率i = 0，而使得亮度完全不受伽馬參數(shù)Gamma影B向，也就是說，明亮度調(diào)整
模塊120將不會調(diào)整灰階輸入信號￡^^￡的亮度。 最后，在得到第二亮度調(diào)整倍率！之后，明亮度調(diào)整模塊120將第二亮度調(diào)整倍 率！中的元素分別乘以灰階輸入信號對應的灰階，以得到一灰階輸出信號(步驟S580)。
詳細地說，對于色彩空間中的R坐標方向而言，灰階輸入信號2^^￡在R坐標方向的灰階 的集合可表示為{Rin。，Rinl，... ，Rin 255}。而灰階輸出信號在R坐標方向的灰階的集合表示 為 {R。ut—o， R。ut—p ， R。ut—255}，其中R。ut—。 = a 。XRin—o、 R。ut—丄=a !XRin—丄、 、 R。ut—255 =a 255 XRin—255 。同理，在步驟S580中也可得到灰階輸出信號在G與B坐標方向的灰階的集 合，分另ll表不為G。ut—0，G。ut—p G。ut—255}與{B。ut—0，B。ut—，B。ut—255}，其中G。ut—i = ctiXG。加—" B。ut—i = a iXBin」，i為介于0 255的整數(shù)。而明亮度調(diào)整模塊120將所計算出的灰階輸 出信號輸出至飽和度調(diào)整模塊130。 請繼續(xù)參考圖1 ，本實施例中的飽和度模塊130例如操作一飽和度調(diào)整法，其流程 如圖6所示，以下便搭配本實施例的飽和度調(diào)整法，來說明本實施例如何調(diào)整色彩飽和度。 首先，飽和度模塊130接收色彩輸入信號(步驟S610)。在本實施例中，飽和度調(diào)整模塊130 所接收的色彩輸入信號例如為來自于明亮度調(diào)整模塊120所輸出的灰階輸出信號。因此， 由上述明亮度調(diào)整模塊120的操作可知，灰階輸出信號包含RGB三個坐標方向，并且對于 每個坐標方向皆有多個灰階(包括{R。ut—。， R。ut—p ... ， R。ut—255} 、 G。ut—。， G。ut—n ... ， G。ut—255}與 {B。ut—o， B。ut—i， ， Bout—255})。 由于本實施例中的飽和度調(diào)整模塊130對坐標方向中的每個灰階所進行的飽和
度調(diào)整類似，因此，以下以R坐標方向中的任意一個灰階為例，并以Rin表示，換句話說，以下 實施例假設色彩輸入信號為Rin，而飽和度調(diào)整模塊130僅對色彩輸入信號Rin進行飽和度
的調(diào)整。 接著，飽和度調(diào)整模塊130將接收一飽和度參數(shù)(簡稱Sat)，并利用此飽和度參 數(shù)，將一特殊函數(shù)調(diào)整為一調(diào)整函數(shù)(步驟S620)。其中，此特殊函數(shù)例如為一對一映成 (one-to-one and onto)函數(shù)，表示為Y = F(X)。在此為了方便說明本實施例，此特殊函數(shù) 例如為一雙曲函數(shù)(Hyperbolic Function)中的雙曲正切(Hyperbolic tangent)函數(shù)，表 示為￥ = tanh(X)，其函數(shù)圖形如圖7所示。上述飽和度參數(shù)Sat例如為通過上述調(diào)整介面 所得參數(shù)，讓使用者可以通過飽和度參數(shù)Sat調(diào)整色彩的飽和度。 在上述步驟S620中，飽和度調(diào)整模塊130將利用飽和度參數(shù)Sat，來調(diào)整函數(shù)Y = tanh(X)的曲率(curvature)，而調(diào)整后的調(diào)整函數(shù)例如表示為Y二tanh[(S2XSat+l) *X]， 其中S2例如為一預設參數(shù)。在此，若預設參數(shù)S2與飽和度參數(shù)Sat的乘積為正數(shù)時，將使 得調(diào)整函數(shù)的曲率大于原本的特殊函數(shù)，調(diào)整函數(shù)的函數(shù)圖形例如為圖8所示。
接下來，飽和度調(diào)整模塊130利用一平移參數(shù)將色彩輸入信號Rh轉(zhuǎn)換為rin(步驟 S630)。其中平移參數(shù)表示為D，轉(zhuǎn)換后的色彩輸入信號表示為rin，而rin與Rin的關(guān)系為rin =(Rin_D)/D， D為一正數(shù)。在本實施例中，色彩輸入信號Rin例如作為調(diào)整函數(shù)的定義域， 而上述將色彩輸入信號Rh轉(zhuǎn)換為rin的步驟則例如是將調(diào)整函數(shù)進行坐標轉(zhuǎn)換與平移，因
12此，若調(diào)整函數(shù)表示為Y = tanh[(S2XSat+l) Rin]，其函數(shù)圖形如圖9所示。
接著，飽和度調(diào)整模塊130計算轉(zhuǎn)換后的色彩輸入信號rin對應的函數(shù)值(步驟 S640)，并利用rin對應的函數(shù)值作為色彩輸出信號。其中色彩輸出信號表示為、，其值例如 為、=SrXtanh[(S2XSat+l) *rin ]。其中，Sr如為一縮放參數(shù)，用以線性放大或縮小rin 對應的函數(shù)值，使色彩輸出信號、的值能夠介于系統(tǒng)設計的范圍。 接下來，飽和度調(diào)整模塊130利用一比例參數(shù)，將色彩輸出信號、調(diào)整為r。ut (步 驟S650)。其中比例參數(shù)為通過上述的調(diào)整介面所得的參數(shù)，表示為Str，而比例參數(shù)的值 介于0 l之間。調(diào)整后的色彩輸出信號hr表示為r。ut，其值為r。ut二 (1-Str) Xrin+StrXhr。 上述比例參數(shù)Str例如類似于上述明亮度調(diào)整模塊120的比例參數(shù)Strength ，其目的是 進一步微調(diào)飽和度的參數(shù)，使得飽和度調(diào)整模塊130所調(diào)整的亮度不僅受飽和度參數(shù)Sat 所影響。 最后，飽和度調(diào)整模塊130將調(diào)整后的色彩輸出信號r。ut轉(zhuǎn)換為R。ut (步驟S660)。 其中R。ut表示轉(zhuǎn)換后的色彩輸出信號，而r。ut與R。ut的關(guān)系為R。ut = r。utXD+D， D為上述步 驟S630中所使用的平移參數(shù)。由于在上述步驟S630中，飽和度調(diào)整模塊130已進行坐標 的轉(zhuǎn)換與平移，因而在運算出色彩輸出信號r。ut之后，飽和度調(diào)整模塊130還須在步驟S660 中，利用原先的平移參數(shù)D對進行坐標還原，來得到實際的色彩輸出信號R。ut的值。
另外，雖然上述以R坐標方向中的任意一個灰階為例，但由于本實施例中的每 個坐標方向中的多個灰階({R。ut—。， R。ut—p ， R。ut—255} 、 {G。ut—。， G。ut—p ， G。ut—255}與B。ut—o， B。ut—工，...，B。ut 255})的飽和度調(diào)整類似，因此，RGB三個坐標方向中的每個灰階皆可以找出 一個對應的色彩輸出信號R。ut。值得一提的是，由于每個坐標方向所輸入的灰階的值的范圍 不同，或者所欲調(diào)整的飽和度不同，因此上述縮放參數(shù)Sr、平移參數(shù)D或預設參數(shù)S2可依據(jù) 不同的坐標方向而改變。 由上述飽和度調(diào)整模塊130的操作可知，本實施例是利用特殊函數(shù)中定義域與值 域的對應關(guān)系，找出輸入與輸出的關(guān)系。換句話說，在調(diào)整色彩飽和度時，本實施例只需要 調(diào)整特殊函數(shù)，就可以直接調(diào)整色彩輸出信號的飽和度，而不再需要使用查表的方式，找出 輸入與輸出的關(guān)系。另外，上述的特殊函數(shù)皆是以雙曲正切函數(shù)為例，但本領(lǐng)域具通常知識 者應當知道特殊函數(shù)也可以是雙曲余弦(Hyperbolic cosine)函數(shù)、雙曲正弦(Hyperbolic sine)函數(shù)或其它種類的函數(shù)。 請回頭參考圖l，色彩測試樣本g經(jīng)由色彩分布調(diào)整模塊110、明亮度調(diào)整模塊 120與飽和度調(diào)整模塊130三個模塊調(diào)整之后，其色彩色溫、明亮度與飽和度皆已依照使用 者所設定的參數(shù)進行調(diào)整。最后，處理模塊140將由調(diào)整后的色彩測試樣本(也就是上述 飽和度調(diào)整模塊所輸出的每個灰階對應的色彩輸出信號R。ut)，運算得到伽馬斜坡(Gamma Ramps)。在處理模塊140得到伽馬斜坡之后，伽馬斜坡可以儲存于電腦系統(tǒng)的顯卡或顯示 芯片內(nèi)，讓顯卡可以利用所得的伽馬斜坡調(diào)整輸出給顯示器的信號。換句話說，電腦系統(tǒng)不 用在執(zhí)行色彩增艷的軟件，就能夠使顯示器能夠顯示出的畫面有較好的色彩鮮艷度。
上述實施例中的色彩分布調(diào)整模塊110中的目標顯示器的模型單元222將色彩測
試樣本^由R-G-B色彩空間轉(zhuǎn)換至X-Y-Z色彩空間。以目前影像處理的技術(shù)而言，上述的 目標顯示器的模型單元222包括有多個線性查找表(one Dimension Look-Up Table，簡稱 1D-LUT) 1010 1030以及一矩陣運算單元1050，如圖10所示。上述的色彩測試樣本g分為R坐標方向的資料I^， G坐標方向的資料l^，以及B坐標方向的資料I&。而矩陣運算 單元1050包含一目標顯示器的模型，例如上述的矩陣^ 。色彩測試樣本的三個坐標方向 的資料I^、IEe以及IEg分別由線性查找表1010 1030找出對應的資料，再將線性查找表 1010 1030輸出的資料經(jīng)由矩陣運算單元1050乘以矩陣^ ，以轉(zhuǎn)換至X-Y-Z色彩空間。
同樣地，上述的目前顯示器的模型單元226包括有一矩陣反運算單元1110以及多 個線性反查找表(one Dimension Inversion Look-Up Table,簡稱1D-ILUT) 1120 1140
以及如圖ll所示。而上述的色彩測試樣本^20-w/分為X坐標方向的資料ref， G坐標 方向的資料Im，以及B坐標方向的資料Zm。而矩陣反運算單元1050包含一 目前顯示 器的模型，例如上述的矩陣^￡ 。色彩測試樣本的三個坐標方向的資料Xm、Im以及 通過矩陣反運算單元1110與矩陣Mc的反矩陣M卩1相乘后，轉(zhuǎn)換至R-G-B色彩空間，再分 別由線性反查找表1120 1140找出對應的資料。 由上述實施例可知，同時應用上述圖1 2與圖10 ll，色彩調(diào)整系統(tǒng)可以如圖 12所示。請參考圖12，色彩調(diào)整系統(tǒng)1200包括接收模塊210、目標顯示器的模型單元222、 轉(zhuǎn)換單元224、目前顯示器的模型單元226明亮度調(diào)整模塊120、映像模塊1210、飽和度調(diào) 整模塊130與處理模塊140。其中色彩調(diào)整系統(tǒng)1200內(nèi)的各元件類似于上述圖1 2與 圖10 11，不同之處在于色彩調(diào)整系統(tǒng)1200還包括一映像模塊1210，用以讓明亮度調(diào)整 模塊120的輸出利用均勻分布于一預設的范圍內(nèi)。 在上述實施例中，處理模塊140雖然是利用經(jīng)由前面各單元調(diào)整后的色彩測試樣 本，運算得到伽馬斜坡。但是，本領(lǐng)域具通常知識者應當可以推知，本發(fā)明的精神在于如何 調(diào)整顯示器的色彩特性，并非只能應用于運算得到伽馬斜坡。
綜上所述，本實施例至少具有以下優(yōu)點 1.本實施例在調(diào)整色彩特定的過程中，考慮了本身目前顯示器的特性，因而使得 顯示器在不同的色溫參數(shù)之下，能夠還能夠保有最大的色域范圍，進而使得在調(diào)整色彩特 性之后，完整地呈現(xiàn)色彩增艷的效果。 2.由于本實施例經(jīng)過色彩調(diào)整所得的伽馬斜坡，能夠應用于目前的顯卡與顯示芯 片內(nèi)，使得電腦系統(tǒng)不須在花費額外的硬件設備與成本，就可以增加顯示器的色彩鮮艷度。 另外，也可以讓顯卡直接利用所得的伽馬斜坡調(diào)整輸出給顯示器的信號，因而本實施例也 不會增加電腦系統(tǒng)中中央處理器的運算量。 3.本實施例是利用特殊函數(shù)中定義域與值域的對應關(guān)系，找出輸入與輸出的關(guān)
系。換句話說，本實施例在調(diào)整的過程中，只需要調(diào)整特殊函數(shù)的曲率，就可以直接調(diào)整色
彩輸出信號的飽和度，而不再需要使用查表的方式，找出輸入與輸出的關(guān)系。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)
領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此
本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
一種色彩分布調(diào)整法，其特征是，上述色彩分布調(diào)整法包括a.提供第一色域與第二色域；b.找出上述第一色域的第一參考點；c.找出上述第二色域的第二參考點；以及d.以上述第一參考點與上述第二參考點為基準，將上述第一色域轉(zhuǎn)換至上述第二色域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，上述色彩分布調(diào)整法還包括 通過調(diào)整介面，得到色溫參數(shù)；以及利用上述色溫參數(shù)，找出第三色域的第三參考點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述第一、第二與第三色域 屬于第一色彩空間，上述步驟d還包括利用上述第一、第二與第三參考點于上述第一色彩空間的位置，計算出轉(zhuǎn)換模型；以及 通過上述轉(zhuǎn)換模型，將上述第一色域轉(zhuǎn)換至上述第二色域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中通過上述轉(zhuǎn)換模型，將上述 第一色域轉(zhuǎn)換至上述第二色域的步驟包括以上述第一參考點與上述第三參考點為基準，將上述第一色域轉(zhuǎn)換上述第三色域；以及以上述第三參考點與上述第二參考點為基準，將上述第三色域轉(zhuǎn)換至上述第二色域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述第一色彩空間 以X-Y-Z坐標表示，上述第一參考點于上述第一色彩空間的位置表示為(T_WPX， T_WPY， 乙WP》，上述第二參考點于上述第一色彩空間的位置表示為(C_WPX， C_WPY， C—WP》，上 述第三參考點于上述第一色彩空間的位置表示為(U_WPX， U_WPY， U—WP》，上述轉(zhuǎn)換模<formula>formula see original document page 2</formula>型表示為M^，其值為^巾C WPV ，^D為對角矩陣，<formula>formula see original document page 2</formula>0, (D_WPX，D_WPY，D_WPZ)為環(huán)境光源參考點于上述第一色彩空間的表示位置，MA為參考坐標轉(zhuǎn)換矩陣，-1表示反矩陣運算，diag( )表示 對角線上元素依序由內(nèi)部向量組成的對角矩陣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述第一參考點為上述第 一色域中的白點，上述第二參考點為上述第二色域中的白點，上述第三參考點為上述第三 色域中的白點。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述第一色域為目標顯示 器的色域，上述色彩分布調(diào)整法還包括提供色彩測試樣本，其中上述色彩測試樣本屬于第二色彩空間； 提供上述目標顯示器的模型；以及利用上述目標顯示器的模型，將上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第一色彩空間，使上述 色彩測試樣本分布于上述第一色彩空間中的上述第一色域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述色彩測試樣本為LXN的矩陣表示為TP，上述目標顯示器的模型為NXN的矩陣表示為mt，上述將上述色彩測試樣 本轉(zhuǎn)換至上述第一色彩空間的步驟包括將上述色彩測試樣本TP與上述目標顯示器的模型MT進行矩陣的乘法運算，以得到 分布于上述第一色彩空間中的上述第一色域的上述色彩測試樣本，表示為XYZ?！猺ef，其值為 XYZD—ref = MTTP。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，上述步驟d包括 利用上述轉(zhuǎn)換模型，將分布于上述第一色域的上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色域，使上述色彩測試樣本分布于上述第一色彩空間中的上述第二色域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述轉(zhuǎn)換模型為NXN的矩陣表示為^ ,分布于上述第一色彩空間中的上述第一色域的上述色彩測試樣本表示為^￡^￡,上述將分布于上述第一色域的上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色域的步驟 包括將上述第一色域的上述色彩測試樣本^￡^￡與上述轉(zhuǎn)換模型^進行矩陣的乘 法運算，以得到分布于上述第二色域中的上述色彩測試樣本，表示為^^￡,其值為燈<formula>formula see original document page 3</formula>
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述第二色域為目前顯示 器的色域，在上述步驟d之后還包括提供上述目前顯示器的模型；以及利用上述目前顯示器的模型，將分布于上述第一色彩空間中的上述第二色域的上述色 彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色彩空間中的上述第二色域，使上述色彩測試樣本分布于上述 第二色彩空間中的上述第二色域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，其中上述目前顯示器的模型為NXN的矩陣表示為￡￡ ,分布于上述第一色彩空間中的上述第二色域的上述色彩測試樣本表示為^^￡ ，上述將分布于上述第一色彩空間中的上述第二色域的上述色彩測試樣 本轉(zhuǎn)換至上述第二色彩空間中的上述第二色域的步驟包括將上述第二色域的上述色彩測試樣本^￡^與上述目前顯示器的模型^的反矩陣 進行矩陣的乘法運算，以得到分布于上述第二色彩空間中的上述第二色域的上述色彩測試 樣本，表示為￡^￡ ，其值為￡^￡ = ^X。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的色彩分布調(diào)整法，其特征是，上述色彩分布調(diào)整法還包括 利用分布于上述第二色彩空間中的上述第二色域的上述色彩測試樣本，計算出伽馬斜坡。
14. 一種色彩分布調(diào)整模塊，其特征是，上述色彩分布調(diào)整模塊包括 接收模塊，用以接收色彩測試樣本；以及轉(zhuǎn)換模塊，儲存有第一色域與第二色域，用以將上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第一色 域，并以上述第一色域中的第一參考點與上述第二色域的第二參考點為基準，將分布于上述第一色域的上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的色彩分布調(diào)整模塊，其特征是，上述色彩分布調(diào)整模塊還 包括調(diào)整介面，用以接收色溫參數(shù)，其中，上述轉(zhuǎn)換模塊利用上述色溫參數(shù)，找出第三色域的第三參考點。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的色彩分布調(diào)整模塊，其特征是，其中上述第一色域為目標 顯示器的色域，上述第二色域為目前顯示器的色域，而上述轉(zhuǎn)換模塊包括目標顯示器的模型單元，具有目標顯示器的模型，并使用上述目標顯示器的模型將上 述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至第一色彩空間，使上述色彩測試樣本分布于上述第一色彩空間中的 上述第一色域；轉(zhuǎn)換單元，以上述第一參考點與上述第三參考點為基準，將分布于上述第一色域的上 述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第三色域，再以上述第二參考點與上述第三參考點為基準，將 分布于上述第三色域的上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色域；以及目前顯示器的模型單元，具有目前顯示器的模型，并使用上述目前顯示器的模型，將上 述第一色彩空間的上述第二色域的上述色彩測試樣本轉(zhuǎn)換至上述第二色彩空間，使上述色 彩測試樣本分布于上述第二色彩空間中的上述第二色域。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的色彩分布調(diào)整模塊，其特征是，上述色彩分布調(diào)整模塊還 包括處理模塊，利用分布于上述第二色域的上述色彩測試樣本，計算出伽馬斜坡。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種色彩分布調(diào)整法與色彩分布調(diào)整模塊，特別是有關(guān)于一種考慮顯示器本身色彩特性的補償技術(shù)。此色彩分布調(diào)整法找出一第一色域的一第一參考點與一第二色域的一第二參考點。再以第一參考點與第二參考點為基準，將第一色域轉(zhuǎn)換至該第二色域。
文檔編號G09G5/02GK101719359SQ200810166489
公開日2010年6月2日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者蔡奇謚 申請人:華碩電腦股份有限公司