專利名稱：飽和度調(diào)整法與飽和度調(diào)整模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色彩補(bǔ)償技術(shù)，且特別涉及一種考慮顯示器本身色彩特性的補(bǔ)償技術(shù)。

背景技術(shù)：
在高度科技化的現(xiàn)今社會(huì)中，電子產(chǎn)品已逐漸融入人們的居家生活，從提供娛樂的電視、游戲機(jī)，到工作上使用的電腦，都顯示人們?cè)谌粘Ｉ钌蠈?duì)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(jī)、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(shí)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(gè)名詞是指一個(gè)彩色影像裝置實(shí)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(dú)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(cuò)的色彩鮮艷度，在傳統(tǒng)的作法中，通常使用額外的硬件設(shè)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(fù)擔(dān)。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(shí)，實(shí)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(1uminance)、飽和度(saturation degree)或色溫(color temperature)等等。以顯卡為例，通常會(huì)搭配一應(yīng)用程序，讓使用者可以通過此應(yīng)用程序提供的調(diào)整界面，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(shè)定的明亮度、飽和度或色溫等等將用以設(shè)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數(shù)據(jù)。然而，所述伽馬斜坡具有每一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)至輸出的關(guān)系，因而當(dāng)使用者在通過調(diào)整界面輸入所需的明亮度、飽和度或色溫時(shí)，所述伽馬斜坡中輸入對(duì)應(yīng)至輸出的關(guān)系必須要重新計(jì)算，因此，當(dāng)使用者調(diào)整畫面的過程中，若電腦或顯卡等等運(yùn)算過慢時(shí)，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)明提供一種飽和度調(diào)整法與調(diào)整模塊，用以調(diào)整一特殊函數(shù)的曲率，進(jìn)而調(diào)整輸入信號(hào)的飽和度。
本發(fā)明提供一種飽和度調(diào)整法，包括提供一飽和度參數(shù)與一特殊函數(shù)；接收一色彩輸入信號(hào)；利用飽和度參數(shù)，調(diào)整特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到一調(diào)整函數(shù)；以及，將色彩輸入信號(hào)代入調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)色彩輸入信號(hào)的一色彩輸出信號(hào)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述色彩輸入信號(hào)表示為Rin，所述飽和度調(diào)整法還包括提供一平移參數(shù)，表示為D；以及，利用平移參數(shù)，將色彩輸入信號(hào)Rin轉(zhuǎn)換為rin，其中rin與Rin的關(guān)系為rin＝(Rin-D)/D。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述特殊函數(shù)為一對(duì)一函數(shù)，表示為Y＝F(X)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述飽和度參數(shù)表示為Sat，所述利用飽和度參數(shù)，調(diào)整特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到調(diào)整函數(shù)的步驟包括提供一預(yù)設(shè)參數(shù)，表示為S2；以及，將特殊函數(shù)轉(zhuǎn)換為調(diào)整函數(shù)，其中調(diào)整函數(shù)表示為Y＝F[(S2×Sat+1)·X ]。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述色彩輸入信號(hào)表示為rin，所述將色彩輸入信號(hào)代入調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)色彩輸入信號(hào)的色彩輸出信號(hào)的步驟包括利用調(diào)整函數(shù)，計(jì)算色彩輸入信號(hào)rin對(duì)應(yīng)的色彩輸出信號(hào)，其中色彩輸出信號(hào)表示為hr，其值為hr＝Sr×F[(S2×Sat+1)·rin]，其中Sr為一縮放參數(shù)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述飽和度調(diào)整法還包括提供一比例參數(shù)，表示為Str；以及，利用比例參數(shù)Str，將色彩輸出信號(hào)hr調(diào)整為rout，其值為rout＝(1-Str)×rin+Str×hr。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述飽和度調(diào)整法還包括通過一調(diào)整界面，得到比例參數(shù)Str，其中比例參數(shù)Str的值介于0～1之間。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述色彩輸出信號(hào)表示為rout，所述飽和度調(diào)整法還包括提供一平移參數(shù)，表示為D；以及，利用平移參數(shù)，將該色彩輸出信號(hào)rout轉(zhuǎn)換為Rout，其中rout與Rout的關(guān)系為Rout＝rout×D+D。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述特殊函數(shù)為一雙曲函數(shù)(HyperbolicFunction)，包括雙曲正切(Hyperbolic tangent)函數(shù)、雙曲余弦(Hyperboliccosine)函數(shù)與雙曲正弦(Hyperbo1ic sine)函數(shù)。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述色彩輸入信號(hào)屬于一色彩空間，色彩空間具有多個(gè)坐標(biāo)方向，而色彩輸入信號(hào)為任一坐標(biāo)方向的一分量。
本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述飽和度調(diào)整法還包括通過一調(diào)整界面，得到飽和度參數(shù)。
本發(fā)明提供一種飽和度調(diào)整模塊，接收一色彩輸入信號(hào)，用以通過一飽和度參數(shù)，調(diào)整色彩輸入信號(hào)的飽和度，其特征在于利用飽和度參數(shù)，調(diào)整一特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到一調(diào)整函數(shù)，將色彩輸入信號(hào)代入該調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)色彩輸入信號(hào)的一色彩輸出信號(hào)。
本發(fā)明通過一飽和度參數(shù)調(diào)整一特殊函數(shù)的曲率，以得到一調(diào)整函數(shù)，再利用此調(diào)整函數(shù)的輸入與輸出，調(diào)整色彩輸入信號(hào)的飽和度。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。



圖1所示為本發(fā)明實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(biāo)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(shí)施例中的色彩調(diào)整系統(tǒng)方塊圖。

具體實(shí)施例方式 圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例中的色彩調(diào)整系統(tǒng)方塊圖。請(qǐng)參考圖1，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(shí)施例為了得到良好的色彩調(diào)整結(jié)果，本實(shí)施例運(yùn)用一色彩測(cè)試樣本(Test Pattern)，經(jīng)由色彩分布調(diào)整模塊110調(diào)整色彩測(cè)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(cè)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(cè)試樣本的飽和度。最后，處理模塊140利用調(diào)整后的色彩測(cè)試樣本，運(yùn)算得到伽馬斜坡(GammaRamps)。
然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)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(shí)，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(qǐng)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(biāo)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(shí)施例中，色彩分布調(diào)整模塊110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(shí)施例的色彩分布調(diào)整法，來說明本實(shí)施例如何調(diào)整色彩分布與色溫。
請(qǐng)參考圖2與圖3，首先，接收模塊210接收色彩測(cè)試樣本(步驟S310)，而色彩測(cè)試樣本可以是由電腦或顯卡隨機(jī)產(chǎn)生，也可以是預(yù)先儲(chǔ)存于電腦當(dāng)中。在此為了方便說明本實(shí)施例，以下接收的色彩測(cè)試樣本表示為

假設(shè)此色彩測(cè)試樣本屬于R-G-B色彩空間，而分別對(duì)于RGB三個(gè)坐標(biāo)方向，色彩測(cè)試樣本

分別包含有L個(gè)灰階，色彩測(cè)試樣本

以矩陣方式可表示為

在本實(shí)施例中，L值例如為256。為了使以下數(shù)學(xué)式明確，當(dāng)表達(dá)的數(shù)學(xué)符號(hào)為矩陣時(shí)，符號(hào)加入雙底線，如

當(dāng)表達(dá)的數(shù)學(xué)符號(hào)為向量時(shí)，符號(hào)加入單底線。當(dāng)表達(dá)的數(shù)學(xué)符號(hào)為標(biāo)量時(shí)，符號(hào)將不會(huì)加入底線。
接著，目標(biāo)顯示器的模型單元220利用一目標(biāo)顯示器的模型將色彩測(cè)試樣本

轉(zhuǎn)換至X-Y-Z色彩空間(步驟S320)，使得色彩測(cè)試樣本

分布于一第一色域，此第一色域例如為目標(biāo)顯示器色彩分布的色域。換句話說，經(jīng)過目標(biāo)顯示器的模型單元220轉(zhuǎn)換后的色彩測(cè)試樣本

分布于X-Y-Z色彩空間中的目標(biāo)顯示器色彩的色域。在本實(shí)施例中，目標(biāo)顯示器例如為一個(gè)色彩性能較好的顯示器，而目標(biāo)顯示器的模型例如為一N×N的矩陣，表示為

其中N為色彩空間的維度，在本實(shí)施例中，N值例如為3。而經(jīng)由目標(biāo)顯示器的模型單元222轉(zhuǎn)換后的色彩測(cè)試樣本

表示為

其值為 接下來，轉(zhuǎn)換單元224將轉(zhuǎn)換后的色彩測(cè)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(dòng)的顯示器。其中，步驟S330又包括多個(gè)子步驟，如圖4所示。
請(qǐng)參考圖4，首先，分別找出色域中的第一與第二參考點(diǎn)(步驟S410)。其中，第一參考點(diǎn)例如為第一色域中的白點(diǎn)(white point)，并在X-Y-Z色彩空間中表示為(T_WPx，T_WPY，T_WPz)，第二參考點(diǎn)例如為第二色域中的白點(diǎn)，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)整界面，得到一色溫參數(shù)(簡(jiǎn)稱Temp)(步驟S420)，其中，此調(diào)整界面例如為使用者的一操作界面，而使用者可以通過此操作界面調(diào)整想要的色溫(color temperature)。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(diǎn)。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(diǎn)例如為第三色域中的白點(diǎn)，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(diǎn)例如為D50白點(diǎn)，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(diǎn)于第一色彩空間的位置，計(jì)算出一轉(zhuǎn)換模型(步驟S430)。在本實(shí)施例中，此轉(zhuǎn)換模型在數(shù)學(xué)上例如可表示為一矩陣

其值為 上式中Kα例如為縮放系數(shù)，其值為


例如為對(duì)角矩陣，其值為

-1表示反矩陣運(yùn)算，diag(·)表示對(duì)角在線元素依序由內(nèi)部向量組成的對(duì)角矩陣，

為一3×3的參考坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。另外，由上述第(1)式的數(shù)學(xué)式可知，轉(zhuǎn)換模型

例如為一3×3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(cè)試樣本

轉(zhuǎn)換至第二色域(步驟S440)，使色彩測(cè)試樣本分布于第二色域。其中，轉(zhuǎn)換至第二色域的色彩測(cè)試樣本表示為

其值為 上述第(1)與(2)式的數(shù)學(xué)式其物理意義為將第一色域的色彩測(cè)試樣本

以第一參考點(diǎn)與第三參考點(diǎn)為基準(zhǔn)，先轉(zhuǎn)換使用者想要的第三色域，再以第三參考點(diǎn)與第二參考點(diǎn)為基準(zhǔn)，將第三色域的色彩測(cè)試樣本換至第二色域。
請(qǐng)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(cè)試樣本

并利用目前顯示器的模型，將第二色域的色彩測(cè)試樣本轉(zhuǎn)換至R-G-B色彩空間(步驟S340)，使色彩測(cè)試樣本分布于R-G-B色彩空間中的第二色域。
在本實(shí)施例中，目前顯示器例如為目前驅(qū)動(dòng)的顯示器，而目前顯示器的模型例如為一N×N的矩陣，表示為

其中N為色彩空間的維度，在本實(shí)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(cè)試樣本

表示為

其值為

而在本實(shí)施例中分布于R-G-B色彩空間中第二色域的色彩測(cè)試樣本

將被輸入至明亮度調(diào)整模塊120。并由上述的數(shù)學(xué)表示方式可知，色彩測(cè)試樣本

例如為一256×3的矩陣。
由所述色彩分布調(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(shí)依據(jù)目前顯示器的第二色域，因此，本實(shí)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(jìn)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(qǐng)繼續(xù)參考圖1，本實(shí)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(shí)施例的明亮度調(diào)整法，來說明本實(shí)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)整界面所得。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(hào)(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(cè)試樣本
由上述色彩分布調(diào)整模塊110的操作可知，灰階輸入信號(hào)

屬于R-G-B色彩空間，且灰階輸入信號(hào)

對(duì)于RGB坐標(biāo)方向分別具有L個(gè)灰階，而本實(shí)施例中，L值例如為256。因此，灰階輸入信號(hào)

為一個(gè)256×3的矩陣，并可表示為
接下來，在接收灰階輸入信號(hào)之后，明亮度調(diào)整模塊120將找出灰階輸入信號(hào)

中每一灰階對(duì)應(yīng)的最大值，以組成一最大灰階向量(步驟S530)。由上述

的數(shù)學(xué)表示方式可知，明亮度調(diào)整模塊120將找出灰階輸入信號(hào)

中每一行上的元素的最大值。也就是說，所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(shí)施例中，最大灰階向量例如表示為

而其中的元素值Vmax_0＝max{Rin_0，Gin_0，Bin_0}，Vmax_1＝max{Rin_1，Gin_1，Bin_1}，...，Vmax_255＝max{Rin_255，Gin_255，Bin_255}。而max{·}表示取最大值。
接下來，明亮度調(diào)整模塊120對(duì)最大灰階向量Vmax進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(步驟S540)，使標(biāo)準(zhǔn)化之后的最大灰階向量Vmax為

其中，S為一標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)S，其值為 標(biāo)準(zhǔn)化之前最大灰階向量中的元素的最大值，換句話說， S＝max{Vmax_0，Vmax_1，...，Vmax_255}。由上述中的數(shù)學(xué)式可知，標(biāo)準(zhǔn)化后的最大灰階向量Vmax中的各元素值皆介于0～1之間。為了方便說明本實(shí)施例，以下將標(biāo)準(zhǔn)化后的最大灰階向量Vmax表示為[


...

]。
接下來，明亮度調(diào)整模塊120計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化后的最大灰階向量Vmax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VmaxGamma，其值為
接著，明亮度調(diào)整模塊120將指數(shù)灰階向量VmaxGamma中的各元素分別除以最大灰階向量Vmax中對(duì)應(yīng)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 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)為通過所述的調(diào)整界面所得的參數(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α＝[α0 α1...α255]，其值為 α＝(1-Strength)+M×Strength，換句話說，第二亮度調(diào)整倍率α內(nèi)的各元素

而i為介于0～255的整數(shù)。
在本實(shí)施例中，所述比例參數(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(duì)亮度的調(diào)整倍率。當(dāng)Strength＝1時(shí)，亮度調(diào)整倍率M與α將相同，而并未縮小伽馬參數(shù)Gamma對(duì)亮度的調(diào)整倍率。而當(dāng)Strength＝0時(shí)，第二亮度調(diào)整倍率α＝0，而使得亮度完全不受伽馬參數(shù)Gamma影響，也就是說，明亮度調(diào)整模塊120將不會(huì)調(diào)整灰階輸入信號(hào)

的亮度。
最后，在得到第二亮度調(diào)整倍率α之后，明亮度調(diào)整模塊120將第二亮度調(diào)整倍率α中的元素分別乘以灰階輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的灰階，以得到一灰階輸出信號(hào)(步驟S580)。詳細(xì)地說，對(duì)于色彩空間中的R坐標(biāo)方向而言，灰階輸入信號(hào)

在R坐標(biāo)方向的灰階的集合可表示為{Rin_0，Rin_1，...，Rin_255}。而灰階輸出信號(hào)在R坐標(biāo)方向的灰階的集合表示為 {Rout_0，Rout_1，...，Rout_255}，其中Rout_0＝α0×Rin_0、Rout_1＝α1×Rin_1、...、Rout_255＝α255×Rin_255。同理，在步驟S580中也可得到灰階輸出信號(hào)在G與B坐標(biāo)方向的灰階的集合，分別表示為{Gout_0，Gout_1，...，Gout_255}與{Bout_0，Bout_1，...，Bout_255}，其中Gout_i＝αi×Gin_i，Bout_i＝αi×Bin_i，i為介于0～255的整數(shù)。而明亮度調(diào)整模塊120將所計(jì)算出的灰階輸出信號(hào)輸出至飽和度調(diào)整模塊130。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，本實(shí)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(shí)施例的飽和度調(diào)整法，來說明本實(shí)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(hào)(步驟S610)。在本實(shí)施例中，飽和度調(diào)整模塊130所接收的色彩輸入信號(hào)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(hào)。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(hào)包含RGB三個(gè)坐標(biāo)方向，并且對(duì)于每個(gè)坐標(biāo)方向皆有多個(gè)灰階(包括{Rout_0，Rout_1，...，Rout_255}、{Gout_0，Gout_1，...，Gout_255}與{Bout_0，Bout_1，...，Bout_255})。
由于本實(shí)施例中的飽和度調(diào)整模塊130對(duì)坐標(biāo)方向中的每個(gè)灰階所進(jìn)行的飽和度調(diào)整類似，因此，以下以R坐標(biāo)方向中的任意一個(gè)灰階為例，并以Rin表示，換句話說，以下實(shí)施例假設(shè)色彩輸入信號(hào)為Rin，而飽和度調(diào)整模塊130僅對(duì)色彩輸入信號(hào)Rin進(jìn)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(jiǎn)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(duì)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(shí)施例，此特殊函數(shù)例如為一雙曲函數(shù)(HyperbolicFunction)中的雙曲正切(Hyperbolic tangent)函數(shù)，表示為Y＝tanh(X)，其函數(shù)圖形如圖7所示。所述飽和度參數(shù)Sat例如為通過所述調(diào)整界面所得參數(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。
在所述步驟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＝tanh[(S2×Sat+1)·X]，其中S2例如為一預(yù)設(shè)參數(shù)。在此，若預(yù)設(shè)參數(shù)S2與飽和度參數(shù)Sat的乘積為正數(shù)時(shí)，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(hào)Rin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(hào)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(shí)施例中，色彩輸入信號(hào)Rin例如作為調(diào)整函數(shù)的定義域，而所述將色彩輸入信號(hào)Rin轉(zhuǎn)換為rin的步驟則例如是將調(diào)整函數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與平移，因此，若調(diào)整函數(shù)表示為Y＝tanh[(S2×Sat+1)·Rin]，其函數(shù)圖形如圖9所示。
接著，飽和度調(diào)整模塊130計(jì)算轉(zhuǎn)換后的色彩輸入信號(hào)rin對(duì)應(yīng)的函數(shù)值(步驟S640)，并利用rin對(duì)應(yīng)的函數(shù)值作為色彩輸出信號(hào)。其中色彩輸出信號(hào)表示為hr，其值例如為hr＝Sr×tanh[(S2×Sat+1)·rin ]。其中，Sr例如為一縮放參數(shù)，用以線性放大或縮小rin對(duì)應(yīng)的函數(shù)值，使色彩輸出信號(hào)hr的值能夠介于系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(hào)hr調(diào)整為rout(步驟S650)。其中比例參數(shù)為通過所述的調(diào)整界面所得的參數(shù)，表示為Str，而比例參數(shù)的值介于0～1之間。調(diào)整后的色彩輸出信號(hào)hr表示為rout，其值為rout＝(1-Str)×rin+Str×hr。所述比例參數(shù)Str例如類似于所述明亮度調(diào)整模塊120的比例參數(shù)Strength，其目的是進(jìn)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(hào)rout轉(zhuǎn)換為Rout(步驟S660)。其中Rout表示轉(zhuǎn)換后的色彩輸出信號(hào)，而rout與Rout的關(guān)系為Rout＝rout×D+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(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換與平移，因而在運(yùn)算出色彩輸出信號(hào)rout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(duì)進(jìn)行坐標(biāo)還原，來得到實(shí)際的色彩輸出信號(hào)Rout的值。
另外，雖然上述以R坐標(biāo)方向中的任意一個(gè)灰階為例，但由于本實(shí)施例中的每個(gè)坐標(biāo)方向中的多個(gè)灰階({Rout_0，Rout_1，...，Rout_255}、{Gout_0，Gout_1，...，Gout_255}與{Bout_0，Bout_1，...，Bout_255})的飽和度調(diào)整類似，因此，RGB三個(gè)坐標(biāo)方向中的每個(gè)灰階皆可以找出一個(gè)對(duì)應(yīng)的色彩輸出信號(hào)Rout。值得一提的是，由于每個(gè)坐標(biāo)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，因此所述縮放參數(shù)Sr、平移參數(shù)D或預(yù)設(shè)參數(shù)S2可依據(jù)不同的坐標(biāo)方向而改變。
由所述飽和度調(diào)整模塊130的操作可知，本實(shí)施例利用特殊函數(shù)中定義域與值域的對(duì)應(yīng)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(shí)，本實(shí)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(hào)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)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)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(qǐng)回頭參考圖1，色彩測(cè)試樣本

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(gè)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(shè)定的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。最后，處理模塊140將由調(diào)整后的色彩測(cè)試樣本(也就是上述飽和度調(diào)整模塊所輸出的每個(gè)灰階對(duì)應(yīng)的色彩輸出信號(hào)Rout)，運(yùn)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(chǔ)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(hào)。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(shí)施例中的色彩分布調(diào)整模塊110中的目標(biāo)顯示器的模型單元222將色彩測(cè)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(biāo)顯示器的模型單元222包括有多個(gè)線性查找表(one Dimension Look-Up Table，簡(jiǎn)稱1D-LUT)1010～1030以及一矩陣運(yùn)算單元1050，如圖10所示。上述的色彩測(cè)試樣本

分為R坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)TPR，G坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)TPG，以及B坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)TPB。而矩陣運(yùn)算單元1050包含一目標(biāo)顯示器的模型，例如上述的矩陣

色彩測(cè)試樣本的三個(gè)坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)TPR、TPG以及TPB分別由線性查找表1010～1030找出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，再將線性查找表1010～1030輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)由矩陣運(yùn)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(yùn)算單元1110以及多個(gè)線性反查找表(one Dimension Inversion Look-Up Table，簡(jiǎn)稱1D-ILUT)1120～1140以及如圖11所示。而所述的色彩測(cè)試樣本

分為X坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)XD-ref，G坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)YD-ref，以及B坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)ZD-ref。而矩陣反運(yùn)算單元1110包含一目前顯示器的模型，例如所述的矩陣

色彩測(cè)試樣本的三個(gè)坐標(biāo)方向的數(shù)據(jù)XD-ref、YD-ref以及ZD-ref通過矩陣反運(yùn)算單元1110與矩陣

的反矩陣

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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
由上述實(shí)施例可知，同時(shí)應(yīng)用上述圖1～2與圖10～11，色彩調(diào)整系統(tǒng)可以如圖12所示。請(qǐng)參考圖12，色彩調(diào)整系統(tǒng)1200包括接收模塊210、目標(biāo)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)的各組件類似于上述圖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(yù)設(shè)的范圍內(nèi)。
在上述實(shí)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(cè)試樣本，運(yùn)算得到伽馬斜坡。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)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(yīng)用于運(yùn)算得到伽馬斜坡。
綜上所述，本實(shí)施例至少具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.本實(shí)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，還能夠保有最大的色域范圍，進(jìn)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(shí)施例經(jīng)過色彩調(diào)整所得的伽馬斜坡，能夠應(yīng)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(fèi)額外的硬件設(shè)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(hào)，因而本實(shí)施例也不會(huì)增加電腦系統(tǒng)中中央處理器的運(yùn)算量。
3.本實(shí)施例利用特殊函數(shù)中定義域與值域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找出輸入與輸出的關(guān)系。換句話說，本實(shí)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(hào)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)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種飽和度調(diào)整法，其特征是，所述飽和度調(diào)整法包括
提供飽和度參數(shù)與特殊函數(shù)；
接收色彩輸入信號(hào)；
利用所述飽和度參數(shù)，調(diào)整所述特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到調(diào)整函數(shù)；以及
將所述色彩輸入信號(hào)代入所述調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)所述色彩輸入信號(hào)的色彩輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述色彩輸入信號(hào)表示為Rin，所述飽和度調(diào)整法還包括
提供平移參數(shù)，表示為D；以及
利用所述平移參數(shù)，將所述色彩輸入信號(hào)Rin轉(zhuǎn)換為rin，其中rin與Rin的關(guān)系為rin＝(Rin-D)/D。
3.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述特殊函數(shù)為一對(duì)一函數(shù)，表示為Y＝F(X)。
4.如權(quán)利要求3所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述飽和度參數(shù)表示為Sat，所述利用所述飽和度參數(shù)，調(diào)整所述特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到所述調(diào)整函數(shù)的步驟包括
提供預(yù)設(shè)參數(shù)，表示為S2；以及
將所述特殊函數(shù)轉(zhuǎn)換為所述調(diào)整函數(shù)，其中所述調(diào)整函數(shù)表示為Y＝F[(S2×Sat+1)·X]。
5.如權(quán)利要求4所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述色彩輸入信號(hào)表示為rin，所述將所述色彩輸入信號(hào)代入所述調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)所述色彩輸入信號(hào)的所述色彩輸出信號(hào)的步驟包括
利用所述調(diào)整函數(shù)，計(jì)算所述色彩輸入信號(hào)rin對(duì)應(yīng)的所述色彩輸出信號(hào)，其中所述色彩輸出信號(hào)表示為hr，其值為hr＝Sr×F[(S2×Sat+1)·rin]，其中Sr為縮放參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，所述飽和度調(diào)整法還包括
提供比例參數(shù)，表示為Str；以及
利用所述比例參數(shù)Str，將所述色彩輸出信號(hào)hr調(diào)整為rout，其值為rout＝(1-Str)×rin+Str×hr。
7.如權(quán)利要求6所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，所述飽和度調(diào)整法還包括
通過調(diào)整界面，得到所述比例參數(shù)Str，其中所述比例參數(shù)Str的值介于0～1之間。
8.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述色彩輸出信號(hào)表示為rout，所述飽和度調(diào)整法還包括
提供平移參數(shù)，表示為D；以及
利用所述平移參數(shù)，將所述色彩輸出信號(hào)rout轉(zhuǎn)換為Rout，其中rout與Rout的關(guān)系為Rout＝rout×D+D。
9.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述特殊函數(shù)為雙曲函數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述特殊函數(shù)包括雙曲正切函數(shù)、雙曲余弦函數(shù)與雙曲正弦函數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，其中所述色彩輸入信號(hào)屬于色彩空間，所述色彩空間具有多個(gè)坐標(biāo)方向，而所述色彩輸入信號(hào)為任一坐標(biāo)方向的分量。
12.如權(quán)利要求1所述的飽和度調(diào)整法，其特征是，所述飽和度調(diào)整法還包括
通過調(diào)整界面，得到所述飽和度參數(shù)。
13.一種飽和度調(diào)整模塊，接收色彩輸入信號(hào)，用以通過飽和度參數(shù)，調(diào)整所述色彩輸入信號(hào)的飽和度，其特征在于
利用所述飽和度參數(shù)，調(diào)整特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到調(diào)整函數(shù)，將所述色彩輸入信號(hào)代入所述調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)所述色彩輸入信號(hào)的色彩輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飽和度調(diào)整法與飽和度調(diào)整模塊。飽和度調(diào)整法以一飽和度參數(shù)，調(diào)整一特殊函數(shù)的曲線在各位置的曲率，以得到一調(diào)整函數(shù)。再將一色彩輸入信號(hào)代入調(diào)整函數(shù)，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)色彩輸入信號(hào)的一色彩輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)G09G5/02GK101719361SQ20081016649
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:華碩電腦股份有限公司