一种色彩调节的方法、系统及显示器的制作方法

专利名称：一种色彩调节的方法、系统及显示器的制作方法
技术领域：
本发明属于视频领域，尤其涉及一种色彩调节的方法、系统及显示器。
背景技术：
人们一般采用称之为色彩三要素的明度、色相和饱和度这三个物理量来度 量物体颜色或色光的色彩。所谓明度是表示色彩明暗程度的参量，它与色光的 能量和波长的长短有关，具体而言， 一个物体表面的光反射率越大，对视觉的 刺激程度越大，看上去就越明亮，对应颜色的明度就越高，因此明度对色彩的 结构起着关键性的作用。明度在色彩三要素中可以不依赖于其他性质而单独存
在，其大小用灰度测试卡来衡量在无色彩中，明度最高的色为白色IO，明度 最低的色为黑色0，中间存在从亮到暗的等间隔排列的9个灰色系列。所谓色 相，通俗地理解为色彩的"外相，，，是物体在不同波长的光照射下，人眼所感 觉到的不同的颜色。色相是色彩的首要特征，客观世界的任何可见物体都有色 相，它是区别各种不同色彩的最准确标准。而饱和度是指采用数值表示色彩的 鲜艳程度，饱和度大小取决于一种颜色中含色成分和消色成分(灰色)的比例， 含色成分越大，饱和度越大；反之，消色成分越大，饱和度越小。
色彩三要素之间的关系可以采用如图i所示的色相、饱和度和明度(Hue
SaturationValue ， HSV)颜色模型来表示。在HSV颜色模型中，圆锥顶面是一 个饱和度最高的有色彩系的色相环，H沿逆时针方向变化。色相分360° ,红 色为0。，从0°到360° ,每变换1。夹角，色相就有细微的变化，色相变化 的顺序为红、橙、黄、绿、蓝和品红，每种颜色相隔60。，这6种颜色构成六 边形的6个顶点。从0。到359° ,色相按光谱色带依次排列，当到达360°时，色相又回到o。时的色彩。当颜色位于圆锥顶面中心时s为0，呈纯白色，s的 变化由圓锥顶面中心向顶面外框逐渐增大，位于圓锥顶面外框上的s最大。垂 直方向的v是无色彩系的颜色，它显示颜色的明度变化。最上面的颜色明度最 高，垂直中心轴的顶端呈纯白色，与s = o的有色彩系的颜色重合，垂直中心 轴最下面的颜色明度最低，是纯黑色，颜色的明度从上至下依次减弱。
从HSV色彩模型中可以分析出，彩度由于色相的不同而不同，并且，即使 是相同的色相，因为明度的不同，彩度也会随之变化。在某一色调的色彩光中 掺入白光，会使其饱和度下降，掺入的白光越多，其饱和度就越低。比如说蓝 色，当混入白色时，虽然明度提高了，但它的饱和度也随之降低，成为淡蓝色。
现在的电视之类的视频产品都会有亮度、对比度、色调、饱和度等选项供 用户调整，其中，亮度、对比度对应色彩三要素中的明度，用于调节色彩的明 暗程度。实际操作中，亮度、对比度和饱和度是经常会调节的几个选项，然而， 除非是专业级的消费者，绝大多数用户对色彩原理了解的都会比较少，因此， 在调节画质时，感觉亮了或暗了就去调节亮度、对比度；感觉颜色不合适就去 调节饱和度，很少会或能够系统地调节亮度、对比度和饱和度，如此，效果自 然不能达到最佳状态。例如，饱和度不变，增加亮度后，色彩会变淡，图像不 够鲜艳；反之，降低亮度则使图像色彩过饱和，图像色彩失真，边缘出现色彩 噪点，画面缺乏层次。如图4,从图中可以看出亮度对肤色的影响，图4中的子 图A是比较理想的肤色效果，当用户降低了亮度后，呈现子图B的效果，颜色偏 深；而提高亮度后，呈现的是子图C的效果，颜色变淡，肤色发白。图5是关于 亮度变化对边缘细节和图像层次的影响的一个实例，从图中可以看出，在亮度 降低后，图像边缘出现彩色噪点，饱和度比较高的局部色区颜色饱和；提高彩 色后，图像发白，颜色不够鲜艳。从图4和图5各自的子图的比较中可以看出， 调节亮度、对比度后图像颜色会受到很大的影响。
视频产品厂商为了解决上述问题，也采用了一些其他方法，例如，预先调 节亮度、对比度和饱和度，设置柔和、鲜艳、亮丽、标准等几套图像模式供用户选择，让显示功能在某些特定环境下达到最佳效果。然而，这种方法的选择 毕竟有限，很多时候用户还是需要自己手动调节亮度、对比度和饱和度以期满 足自己的最佳可视效果，如此，又会产生如前文所提到的问题。

发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种色彩调节方法，旨在解决现有技术只能 使用户各自调节视频产品中的颜色三要素，不能同时且系统调节颜色三要素， 从而达到较佳可视效果的问题。
本发明实施例是这样实现的， 一种色彩调节方法，所述方法包括以下步骤
检测色彩明度；
若色彩明度发生变化，则根据变化前的色彩明度和变化后的色彩明度对色 彩的饱和度进行调节。
本发明实施例的另一目的在于提供一种色彩调节系统，所述系统包括
检测模块，用于检测色彩明度是否发生变化；
明度读取模块，用于在色彩明度发生变化时读取当前色彩明度；
调节模块，用于根据变化之前色彩明度和所述当前色彩明度，自动调节出与所述当前色彩明度相适应的饱和度。
本发明实施例的另 一 目的在于提供使用上述色彩调节系统的显示器。
与现有技术相比，本发明在用户输入对比度和亮度时，系统根据所输入的 对比度和亮度，通过纯软件方法，自动调节出一个与之适应的饱和度，有效地 避免了用户在各自调节对比度、亮度和饱和度时顾此失彼所带来的画面失真现 象，同时，由于是系统地调节颜色三要素，因此能够使系统显示最真实的色彩 效果。


图1是色彩三要素HSV的颜色模型示意图2是本发明实施例提供的色彩调节方法流程图3是本发明实施例提供的色彩调节系统结构示意图4是采用现有技术时亮度变化对肤色的影响及采用本发明色彩调节方法 调节后的效果示意图；以及
图5是采用现有技术时亮度变化对边缘细节和图像层次的影响以及采用本 发明色彩调节方法调节后的效果示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过接收用户输入的对比度和亮度，在检测明度发生变化时， 根据预先设置的参量、明度比值和明度饱和度，计算出一个与当前明度相适应 的饱和度，从而据此调整画面显示效果。
参阅图2，本发明实施例提供的色彩调节方法流程图，详述如下。
步骤S101，预先设置粗调参量和补偿参量。
实际的视频图像其亮度或饱和度的调节总有一个范围或上限，例如，在本 发明提供的实施例中，亮度或饱和度可能是0 255范围内选取的一个小于255 的范围。如果调节的范围选取有较大的差别，单纯明度的变化比值作为参数不 足以使饱和度落在它选取的范围之内，因此，需要预设一个粗调参量D，作为辅 助参量，为了进一步微调饱和度，还需要预设一个补偿参量Offset,补偿参量 Offset可以是一个正值、零或负值。
步骤S102，接收用户输入的对比度和亮度。
由于对比度和亮度与色彩明度是对应的，即对比度和亮度反应色彩的明暗 程度，所以，在用户通过输入装置或界面输入对比度和亮度时，系统接收用户 的这一输入作为是否进行调节饱和度的依据。
步骤S103，检测色彩明度。
色彩明度与对比度和亮度对应，因此，对系统而言，检测色彩明度实际上
也是为了检测用户输入对比度和亮度。
步骤S104，若色彩明度发生变化，则读取当前色彩明度。
如前所述，只要用户输入了新的亮度和对比度，则色彩明度是会发生变化
的。若色彩明度发生变化，则系统读取当前色彩明度。
步骤S105，获取当前色彩明度发生变化之前的饱和度。
为了描述方便，在下文中将当前色彩明度用Y表示，发生变化之前的明度
用Y，表示，当前色彩明度发生变化之前的饱和度用S，表示。
步骤S106,计算当前色彩明度与变化之前色彩明度的比值。 当前色彩明度与变化之前色彩明度的比值用D表示，在本步骤中，需要计
算D-Y/Y，的值。
步骤S107,根据所述明度发生变化之前的饱和度和当前色彩明度与变化之 前色彩明度的比值，计算出新的色彩饱和度。
从HSV色彩模型可以看出，即使在色相H—定的情况下，稍稍改变饱和 度和明度，都会使颜色发生变化。由于明度和饱和度都是一个相独立的个体， 它们之间没有直接量化的变化关系，前色彩明度与变化之前色彩明度的比值D 不能直接应用到饱和度的变化上；再者，如前所述，实际的视频图像其亮度或 饱和度的调节总有一个最大范围或上限，如果调节的范围选取有较大的差别， 单纯明度的变化比值D作为参数不足以使饱和度落在它选取的范围之内。因此， 需要预设一个粗调参量D，作为辅助参量，为了进一步微调饱和度，还需要预设 一个补偿参量Offset,补偿参量Offset可以是一个正值、零或负值。
当前色彩明度发生变化之前的饱和度S，、 前色彩明度与变化之前色彩明 度的比值D、粗调参量D，和补偿参量Offset是新的饱和度计算公式的基本参量。 在本发明提供的实施例中，设计的新的饱和度计算公式为S = DxD，xS， + Offset。需要说明的是，设计的计算公式只是用于说明本发明的一种实施方式，
本领域的技术人员在不背离本发明的精神实质前提下，完全可以设计出其他的 计算公式。
步骤S108,根据所述新的色彩饱和度，重新设置当前色彩饱和度，即，将 计算所得新的色彩饱和度值写入饱和度寄存器，如此，色彩更新完成。
从上述方法可以看出，本发明之需要用户输入对比度和亮度，系统会根据 用户的输入，按照实现设计的算法自动将饱和度调节至一个合适的值，避免了 单独调节色彩三要素时的顾此失彼，同时保证一个较佳的显示效果。图4的子 图D、 E和图5的子图D、 E分别是采用本发明色彩调节方法调节后的效果示 意图。
参阅图3，本发明实施例提供的色彩调节系统结构示意图。为了便于说明， 仅示出了与本发明的实施例相关部分，该系统用于^L频领域的LCD、 PDP和 CRT等显示器件，系统中的才莫块可以是软件单元、硬件单元或软硬件结合单元。
接收模块301用于接收用户输入的对比度和亮度，对比度和亮度与所述色 彩明度对应。在本发明实施例中，用户可以通过输入装置或人机界面输入对比 度和亮度。检测模块302检测色彩明度，对用户而言，输入的是对比度和亮度， 对系统而言，这一输入可以被检测模块302以检测色彩明度来反应。
若检测模块302检测到色彩明度发生变化，则由明度读取模块304读取当 前色彩明度Y。
辅助参量存储模块303存储了根据系统的配置情况预先设置的粗调参量D， 和补偿参量Offset。
由于明度和饱和度之间没有直接量化的变化关系，前色彩明度与变化之前 色彩明度的比值D-Y/Y， ( Y，表示发生变化之前的明度)不能直接应用到饱 和度的变化上；再者，实际的视频图像其亮度或饱和度的调节总有一个最大范 围或上限，如果调节的范围选取有较大的差别，单纯明度的变化比值D作为参 数不足以使饱和度落在它选取的范围之内。
因此，调节模块305可以以当前色彩明度发生变化之前的饱和度S，、 前
色彩明度与变化之前色彩明度的比值D、粗调参量D，和补偿参量Offset为基本 参量，根据先设计的计算公式，计算新的饱和度。在本发明提供的实施例中， 设计的新的饱和度计算公式为S = D x D， x S， + Offset。需要说明的是，设计的 计算公式只是用于说明本发明的一种实施方式，本领域的技术人员在不背离本 发明的精神实质前提下，完全可以设计出其他的计算公式。
本发明实施例通过接收用户输入的对比度和亮度，在检测明度发生变化时， 根据预先设置的参量、明度比值和明度饱和度，计算出一个与当前明度相适应 的饱和度，从而据此调整画面显示效果。与现有"^支术相比，本发明在用户输入 对比度和亮度时，系统根据所输入的对比度和亮度，通过纯软件方法，自动调 节出一个与之适应的饱和度，有效地避免了用户在各自调节对比度、亮度和饱
和度时顾此失彼所带来的画面失真现象，同时，由于是系统地调节颜色三要素， 因此能够使系统显示最真实的色彩效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种色彩调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:检测色彩明度；若色彩明度发生变化，则根据变化前的色彩明度和变化后的色彩明度对色彩的饱和度进行调节。
2、 如权利要求1所述的色彩调节方法，其特征在于，所述方法还包括 接收用户输入的对比度和亮度，所述对比度和亮度与所述色彩明度对应。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述^U居变化前的色彩明度和 变化后的色彩明度对色彩的饱和度进行调节的步骤具体为将变化前的色彩明度和变化后的色彩明度进行比较，得到变化前的色彩明 度和变化后的色彩明度的比值；根据变化前的色彩明度和变化后的色彩明度的比值，对色彩的饱和度进行 相应的调节。
4、 如权利要求1所述的色彩调节方法，其特征在于，所述方法还包括 根据系统的配置情况，预先设置一粗调参量D，和一补偿参量Offset,所述补偿参量Offset为正值、零或负值。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据变化前的色彩明度和 变化后的色彩明度对色彩的饱和度进行调节的步骤包括获取色彩明度变化前的饱和度S';计算变化前的色彩明度和变化后的色彩明度的比值D;根据色彩明度变化前的饱和度S，，当前色彩明度与变化之前色彩明度的比 值D，以及预设的粗调参量D，和补偿参量Offset,计算出色彩明度变化后的色 彩的饱和度S;将色彩的饱和度调节为计算得到的色彩的饱和度S。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据色彩明度变化前的饱和度 S，，当前色彩明度与变化之前色彩明度的比值D,以及预设的粗调参量D，和补 偿参量Offset，计算出色彩明度变化后的色彩的饱和度S的计算公式为S = D x D， x S, + Offset。
7、 一种色彩调节系统，其特征在于，所述系统包括 检测模块，用于检测色彩明度是否发生变化；明度读取模块，用于在色彩明度发生变化时读取当前色彩明度； 调节模块，用于根据变化之前色彩明度和所述当前色彩明度，自动调节出与所述当前色彩明度相适应的饱和度。
8、 如权利要求7所述的色彩调节系统，其特征在于，所述系统进一步包括 接收模块，用于接收用户输入的对比度和亮度，所述对比度和亮度与所述色彩明度对应。
9、 如权利要求8所述的色彩调节系统，其特征在于，所述系统进一步包括 辅助参量存<诸4莫块，用于存储# 据系统的配置情况预先设置的粗调参量和补偿参量。
10、 一种包括权利要求7所述系统的显示器。
全文摘要
本发明适用于视频领域，提供了本发明实施例是这样实现的，一种色彩调节方法，所述方法包括以下步骤检测色彩明度；若色彩明度发生变化，则根据变化前的色彩明度和变化后的色彩明度对色彩的饱和度进行调节。与现有技术相比，本发明在用户输入对比度和亮度时，系统根据所输入的对比度和亮度，通过纯软件方法，自动调节出一个与之适应的饱和度，有效地避免了用户在各自调节对比度、亮度和饱和度时顾此失彼所带来的画面失真现象，同时，由于是系统地调节颜色三要素，因此能够使系统显示最真实的色彩效果。
文档编号G09G5/02GK101383138SQ20081021634
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者徐志芳 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司