專利名稱：針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種圖像處理的方法及裝置，并且系特別關(guān)于一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法及裝置。
背景技術(shù)：
顯示器的紅、綠、藍三色的色坐標(color coordinates)及亮度比例為顯示器本身的特性，因此與各種視訊規(guī)格(如NTSC、EBU等)中所規(guī)范的色坐標及亮度比例未必相同。在接收NTSC或EBU色彩規(guī)格的圖像信號后，如果顯示器未調(diào)整該圖像信號就將該圖像信號輸出顯示于該顯示器，則該圖像信號的色彩可能無法被正確地呈現(xiàn)。
當(dāng)顯示器的紅、綠、藍三色的色坐標與視訊規(guī)格所規(guī)范的色坐標不同時，可使用配色定律(laws of color matching)以該顯示器的紅、綠、藍三個顏色來組合出該視訊規(guī)格所規(guī)范的三個顏色。根據(jù)配色定律，該顯示器的紅、綠、藍三色(Red、Green、Blue)與該視訊規(guī)格所規(guī)范的三色(RedSPEC、GreenSPEC、BltueSPEC)之間的顏色與亮度比例關(guān)系可表示如下RedSPEC＝k1[a11Red+a12Green+a13Blue] ………………(式1)GreenSPEC＝k2[a21Red+a22Green+a23Blue] ………………(式2)BlueSPEC＝k3[a31Red+a32Green+a33Blue]………………(式3)式1至式3中的a11、a12、a13、a21、a22、a23、a31、a32、a33為色彩空間轉(zhuǎn)換系數(shù)，并且系以配色定律根據(jù)該顯示器的三色的色坐標、顯示器的三色的亮度以及該視訊規(guī)格中所規(guī)范的色坐標計算所得出。k1、k2、k3則為亮度比例系數(shù)。
在先前技術(shù)中，顯示器的三色的色坐標通常被定為常數(shù)。然而，實際上，顯示器的紅、綠、藍三色的色坐標會隨著灰度級值(gray scale level)的不同而變化，并非固定的常數(shù)。請參閱第1圖。第1圖系繪示實際的電漿顯示器的特性。如第1圖所示，該電漿顯示器的紅色的色坐標會隨著灰度級值的不同而變化。
如果顯示系統(tǒng)固定采用對應(yīng)于高灰度級值的色彩空間轉(zhuǎn)換系數(shù)為基準來計算輸入信號的灰度級值應(yīng)如何調(diào)整，則具有低灰度級值的輸入信號將無法被正確地呈現(xiàn)。相對地，如果顯示系統(tǒng)固定采用對應(yīng)于低灰度級值的色彩空間轉(zhuǎn)換系數(shù)為基準來計算輸入信號的灰度級值應(yīng)如何調(diào)整，則具有高灰度級值的輸入信號將無法被正確地呈現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多灰度的色彩空間轉(zhuǎn)換的方法及裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系依輸入信號及該顯示器的特性調(diào)整該輸入信號顯示于該顯示器的灰度級值。藉此，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置能讓不同灰度的色彩表現(xiàn)更正確，以解決現(xiàn)有技術(shù)中色彩隨灰度變化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法及裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相較，使用根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置是根據(jù)該輸入圖像所符合的規(guī)范以及該顯示系統(tǒng)的特性來調(diào)整該顯示系統(tǒng)顯示該輸入圖像時所采用的灰度級值。
該輸入圖像包含N個色彩元素(color component)，其中的每一個色彩元素皆具有符合規(guī)范的第一色坐標(X1i，Y1i)，N為自然數(shù)，i則是范圍在1到N之間的整數(shù)指標。該輸入圖像亦包含N個第一灰度級值(G1i，i＝1～N)，其中的每一個第一灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素。
該顯示系統(tǒng)能顯示該N個色彩元素和P種第二灰度級值，其中P為自然數(shù)。針對該N個色彩元素，P組各自對應(yīng)于該P個第二灰度級值的第二色坐標系預(yù)先找出。該P組第二色坐標系與該顯示系統(tǒng)的特性相關(guān)。根據(jù)配色規(guī)則、該等第一色坐標以及該P組第二色坐標，P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)(aij，i＝1～N，j＝1～N)系預(yù)先計算并系儲存于對照表中。另外，針對該N個色彩元素中的第i個色彩元素，初始第二灰度級值(GPREi)以及一組對應(yīng)于該初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，j＝1～N)系預(yù)先設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明的較佳具體實施例的方法首先根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值之亮度的比例系符合該規(guī)范。該方法接著根據(jù)一第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)。對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)系由儲存在該對照表中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)找出。該方法接著根據(jù)一第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)。最后，該方法將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成一調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
除了該用以儲存P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)的對照表外，根據(jù)本發(fā)明的較佳具體實施例的裝置還包含處理模塊、第一轉(zhuǎn)換電路、選擇模塊、第二轉(zhuǎn)換電路以及組合模塊。
該處理模塊系用以根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值的亮度的比例系符合該規(guī)范。該第一轉(zhuǎn)換電路系用以根據(jù)第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)。該選擇模塊系用以由儲存在該對照表中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)選出對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)。該第二轉(zhuǎn)換電路系用以根據(jù)第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)。該組合模塊系用以將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


第1圖是電漿顯示器中紅色的色坐標與灰度級值的關(guān)系圖。
第2圖是根據(jù)本發(fā)明的一個較佳具體實施例的方法的流程圖。
第3圖是根據(jù)本發(fā)明的一個較佳具體實施例的裝置的架構(gòu)圖。
S21～S25流程步驟30根據(jù)本發(fā)明的裝置
31對照表32處理模塊33第一轉(zhuǎn)換電路 34選擇模塊35第二轉(zhuǎn)換電路 36組合模塊具體實施方式

本發(fā)明提供一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法及裝置。該輸入圖像包含N個色彩元素。例如若該輸入圖像包含紅、綠、藍3個色彩元素，則N等于3。該輸入圖像中的每一個色彩元素皆具有符合規(guī)范的第一色坐標(X1i，Y1i)，N為自然數(shù)，i則是范圍在1到N之間的整數(shù)指標。該規(guī)范可能為NTSC或EBU。該輸入圖像亦包含N個第一灰度級值(G1i，i＝1～N)，其中的每一個第一灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素。
在實際應(yīng)用中，該N個第一灰度級值通常都會先經(jīng)過Gamma轉(zhuǎn)換的處理，使得每一個第一灰度級值和其相對應(yīng)的色彩元素的亮度系具有一個別的線性關(guān)系。
在某些顯示系統(tǒng)中，除了Gamma轉(zhuǎn)換之外，該輸入信號亦可能被放大以獲得更多的灰度細節(jié)，如原為8bit的圖像在Gamma轉(zhuǎn)換的同時可將其放大為12bit的圖像。
該顯示系統(tǒng)能顯示該N個色彩元素和P種第二灰度級值，其中P為自然數(shù)。例如，若一顯示系統(tǒng)總共能顯示256種不同的灰度級值，則P等于256。針對該N個色彩元素，P組各自對應(yīng)于該P個第二灰度級值的第二色坐標系預(yù)先找出。該P組第二色坐標系與該顯示系統(tǒng)的特性相關(guān)。如果該顯示系統(tǒng)為理想的顯示系統(tǒng)，則該P組第二色坐標皆相同，亦即該等第二色坐標不會隨著第二灰度級值的不同而變化。然而，在實際情況中，大部分的顯示系統(tǒng)的第二色坐標并非常數(shù)。
根據(jù)配色規(guī)則、該等第一色坐標以及該P組第二色坐標，P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)(aij，i＝1～N，j＝1～N)系預(yù)先計算并系儲存于一對照表中。在實際應(yīng)用中，該配色規(guī)則可為Grassman’s配色定律。
另外，針對該N個色彩元素中的第i個色彩元素，初始第二灰度級值(GPREi)以及一組對應(yīng)于該初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，j＝1～N)系預(yù)先設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系以該第二組轉(zhuǎn)換系數(shù)計算出預(yù)估灰度級值。于該對照表中找出對應(yīng)于該預(yù)估灰度級值的第三組轉(zhuǎn)換系數(shù)后，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系根據(jù)該第三組轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算最終灰度級值。將該最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)，以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
請參閱第2圖。根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實施例的方法的流程圖系揭露于圖中。該方法系首先執(zhí)行步驟S21，根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值的亮度的比例系符合該規(guī)范。步驟S22是根據(jù)第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)。步驟S23系由儲存在該對照表中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)找出對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)。步驟S24是根據(jù)第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)。步驟S25系將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
在具體實施例中，該第一方程式系GESTj=Σi=1NG2iaPREij,]]>而該第二方程式系GFINALJ=Σi=1NG2ibij.]]>該第一方程式與該第二方程式都是由前面提及的配色規(guī)則推導(dǎo)而來。
在某些顯示系統(tǒng)中，若該輸入信號是先前曾被放大以獲得更多的灰度細節(jié)，則在根據(jù)本發(fā)明的方法調(diào)整該輸入圖像后，必須再執(zhí)行誤差擴機制將該調(diào)整后輸入圖像還原為較少灰度數(shù)的圖像。相同地，如果輸入信號先前曾經(jīng)過Gamma轉(zhuǎn)換，在根據(jù)本發(fā)明的方法調(diào)整該輸入圖像后，則必須再對該調(diào)整后輸入圖像進行一次Gamma轉(zhuǎn)換，以維持顯示器亮度Gamma與調(diào)整后輸入圖像Gamma兩者的乘積為1.0。
請參閱第3圖，根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實施例的調(diào)整裝置的架構(gòu)圖系揭露于圖中。調(diào)整裝置30包含對照表31、處理模塊32、第一轉(zhuǎn)換電路33、選擇模塊34、第二轉(zhuǎn)換電路35以及組合模塊36。
對照表31系用以儲存P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)。處理模塊32系用以根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值的亮度的比例是符合該規(guī)范。第一轉(zhuǎn)換電路33是用以根據(jù)第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)。選擇模塊34系用以由儲存在對照表31中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)選出對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)。第二轉(zhuǎn)換電路35是用以根據(jù)第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)。組合模塊36系用以將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
與先前技術(shù)相較，使用根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系根據(jù)該輸入圖像所符合的規(guī)范以及該顯示系統(tǒng)的特性來調(diào)整該顯示系統(tǒng)顯示該輸入圖像時所采用的灰度級值，亦即，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可協(xié)助該顯示系統(tǒng)選擇較適合輸入圖像的灰度級值。
藉由以上較佳具體實施例的詳述，系希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范圍加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲要求的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法，該輸入圖像包含N個色彩元素，其中的每一個色彩元素皆具有一符合規(guī)范的第一色坐標(X1i，Y1i)，N是自然數(shù)，i系范圍在1到N之間的整數(shù)指針，該輸入圖像也包含N個第一灰度級值(G1i，i＝1～N)，其中的每一個第一灰度級值是對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，該顯示系統(tǒng)共可顯示P種第二灰度級值，P為自然數(shù)，P組各自對應(yīng)于該P個第二灰度級值的第二色坐標系預(yù)先找出，該P組第二色坐標系與該顯示系統(tǒng)的特性相關(guān)，根據(jù)一配色規(guī)則、該等第一色坐標以及該P組第二色坐標，P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)(aij，i＝1～N，j＝1～N)系預(yù)先計算并系儲存于對照表中，針對該N個色彩元素中的第i個色彩元素，初始第二灰度級值(GPREi)以及一組對應(yīng)于該初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，j＝1～N)系預(yù)先設(shè)定，該方法包含下列步驟根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值的亮度的比例系符合該規(guī)范；根據(jù)第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)；由儲存在該對照表中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)選出對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)；根據(jù)第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)；以及將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該規(guī)范是NTSC或EBU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該配色規(guī)則是Grassman’s配色定律。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一方程式是GESTj=Σi=1NG2iaPREij.]]>
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二方程式是GFINALj=Σi=1NG2ibij.]]>
6.一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整一輸入圖像的裝置，該輸入圖像包含N個色彩元素，其中的每一個色彩元素皆具有符合規(guī)范的第一色坐標(X1i，Y1i)，N是自然數(shù)，i是范圍在1到N之間的整數(shù)指針，該輸入圖像亦包含N個第一灰度級值(G1i，i＝1～N)，其中的每一個第一灰度級值是對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，該顯示系統(tǒng)共可顯示P種第二灰度級值，P為自然數(shù)，P組各自對應(yīng)于該P個第二灰度級值的第二色坐標系預(yù)先找出，該P組第二色坐標系與該顯示系統(tǒng)的特性相關(guān)，根據(jù)一配色規(guī)則、該等第一色坐標以及該P組第二色坐標，P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)(aij，i＝1～N，j＝1～N)系預(yù)先計算，針對該N個色彩元素中的第i個色彩元素，初始第二灰度級值(GPREi)以及一組對應(yīng)于該初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(aPREij，j＝1～N)系預(yù)先設(shè)定，該裝置包含對照表，該對照表系用以儲存P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)；處理模塊，該處理模塊系用以根據(jù)該規(guī)范以及該N個第一灰度級值，計算N個調(diào)整后灰度級值(G2i，i＝1～N)，其中的每一個調(diào)整后灰度級值系對應(yīng)于該N個色彩元素中的一個色彩元素，并且每個色彩元素之間對應(yīng)于各自的調(diào)整后灰度級值的亮度的比例系符合該規(guī)范；第一轉(zhuǎn)換電路，該第一轉(zhuǎn)換電路系用以根據(jù)一第一方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及對應(yīng)于該等初始第二灰度級值的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)(PREij，i＝1～N，j＝1～N)，計算N個預(yù)估灰度級值(GESTj，j＝1～N)；選擇模塊，該選擇模塊系用以由儲存在該對照表中的P組第一轉(zhuǎn)換系數(shù)選出對應(yīng)于該N個預(yù)估灰度級值(GESTj)的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)(bij，i＝1～N，j＝1～N)；第二轉(zhuǎn)換電路，該第二轉(zhuǎn)換電路系用以根據(jù)第二方程式、該N個調(diào)整后灰度級值以及該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算N個最終灰度級值(GFINALj，j＝1～N)；以及組合模塊，該組合模塊系用以將該N個最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該規(guī)范是NTSC或EBU。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該配色規(guī)則是Grassman’s配色定律。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該第一方程式是GESTj=Σi=1NG2iaPREij.]]>
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該第二方程式是GFINALj=Σi=1NG2ibij.]]>
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對顯示系統(tǒng)的特性調(diào)整輸入圖像的方法及裝置。該輸入圖像具有N個色彩元素，而該顯示系統(tǒng)共可顯示P個灰度級值。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系預(yù)先將P組與該顯示系統(tǒng)的特性相關(guān)的第一轉(zhuǎn)換系數(shù)儲存于對照表中。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置首先根據(jù)該輸入圖像及一組預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)換系數(shù)計算出預(yù)估灰度級值，接著在該對照表中找出對應(yīng)于該預(yù)估灰度級值的一組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，再根據(jù)該組第三轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算最終灰度級值，最后將該最終灰度級值與該N個色彩元素組合成調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)以取代該輸入圖像，藉此調(diào)整該輸入圖像。
文檔編號G09G5/00GK1838223SQ20051005910
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者高旭彬, 余義盛, 許永升, 單益嘉 申請人:廣達電腦股份有限公司