专利名称：图像处理装置及其方法
技术领域：
本发明关于一种图像处理装置及其方法，特别是关于一种可同时针对亮 度、色温以及色偏差，改善图像信号的色彩质量的图像处理装置及其方法。
背景技术：
平面显示器(Flat panel display)为未来显示器的主要趋势，其中又以 液晶显示器(Liquid crystal display, LCD)最受注目。由于LCD具有厚度薄、 重量轻、低辐射、低耗电、清晰度高及高亮度等优点，且其应用范围涵盖个 人电脑、商用看板以及家庭剧院等，可说是应用范围最广的平面显示器。传统的LCD模块于显示白色画面时，总是会有偏蓝的现象发生。以色彩 学的角度而言，此现象称为色温(Color temperature)偏高。当LCD模块三原 色(Fundamental color)的发光亮度比例与正确的亮度比例不同时，会影响画 面色彩显示的正确性。此时，画面亦有可能显示出人眼可见的色偏差(Color deviation)。举例而言，蓝天有可能会偏绿，而白云有可能会偏黄。因此，有许多先前技术不断地发展出一些调整方法，以修正色温以及色偏差的问题， 如美国专利公告号第6， 911， 785号。然而，当色温以及色偏差随灰度的表现调整修正后，亮度随灰度的表现 也会偏离原本预定的关系。换句话说，虽然色温以及色偏差随灰度的表现变 好，亮度随灰度的表现却会变差。因此，本发明的主要范畴在于提供一种图像处理装置及其方法，可同时 针对亮度、色温以及色偏差，改善图像信号的色彩质量。发明内容本发明的一范畴在于提供一种图像处理装置及其方法，可同时针对亮度、 色温以及色偏差，改善图像信号的色彩质量，并且可减少硬件资源的耗费。根据一较佳具体实施例，本发明的图像处理方法用以于平面显示器(Flat display panel, FDP)中，调整图像信号(Image s ignai)的灰度值(Gray level)。本发明的图像处理方法包舍下列步骤(a)存储面板特性对照表， 其中，面板特性对照表根据亮度灰度分析程序、标准gamma分析程序以及色 温与色偏差分析程序而预先建立；(b)接收图像信号，并且根据面板特性对照 表，调整图像信号的灰度值，以输出符合平面显示器的面板特性的调整后图 像信号。此外，本发明亦提供图像处理装置，用以于平面显示器中，调整图像信 号的灰度值。图像处理装置包含存储单元(Memory unit)以及处理单元 (Processing unit)。存储单元用以存储面板特性对照表。处理单元用以接收 图像信号，并且根据面板特性对照表，调整图像信号的灰度值，以输出符合 平面显示器的面板特性的调整后图像信号。如上所述，本发明仅利用面板特性对照表，即可将图像信号的灰度值调 整为符合平面显示器的面板特性(如亮度、色温以及色偏差)。由于面板特性 对照表根据亮度灰度分析程序、标准gamma分析程序以及色温与色偏差分析 程序而预先建立，因此不需于平面显示器中设置亮度(gamma)调整装置或色温 /色偏差调整装置，可进一步减少硬件资源的耗费。关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的 了解。
图1表示根据本发明一较佳具体实施例的平面显示器的功能方块图。 图2表示标准gamma 2. 2曲线的示意图。 图3为色温与色偏差分析程序的流程图。图4为利用图3的色温与色偏差分析程序所建立的增益值对照表的示意图。图5为亮度灰度分析程序的流程图。图6为利用图5的亮度灰度分析程序所建立的灰度线性对照表的示意图。图7为图1中面板特性对照表的示意图。主要元件符号说明1:平面显示器 10:图像处理装置100:存储单元 1000:面板特性对照表102:处理单元 104:误差扩散单元12:面^L 2、 2':图4象信号GainTable:增益值对照表 GrayTable:灰度线性对照表 S100-S112、 S200-S204:流程步骤具体实施方式
请参阅图1，图1表示根据本发明一较佳具体实施例的平面显示器1的 功能方块图。平面显示器(Flat display panel, FDP) 1包含图像处理装置 (Image processing apparatus) 10以及面板(Panel) 12。图《象处理装置10用 以于平面显示器1中，调整图像信号(Image signal) 2的灰度值(Gray level), 致使调整后图像信号2'符合面板12的面板特性(如亮度/ga咖a特性、色温以 及色偏差)。如图1所示，图像处理装置10包含存储单元(Memory unit) 100以及处 理单元(Processing unit) 102。存储单元100用以存储面板特性对照表1000， 其中，面板特性对照表1000根据亮度灰度分析程序、标准gamma分析程序以 及色温与色偏差分析程序而预先建立。处理单元102用以接收图像信号2， 并且根据存储于存储单元100中的面板特性对照表1000，调整图像信号2的 灰度值，以输出符合面板12的面板特性的调整后图像信号2'。需注意的是，由于面板特性对照表1000预先建立后，再存储于存储单元 100,以供调整图像信号2。换句话说，平面显示器1仅需存储面板特性对照 表1000,便可轻易地将图像信号2调整为符合面板12的面板特性。借此， 将可减少硬件资源的耗费。以下将先举例说明亮度灰度分析程序、标准gamma分析程序以及色温与 色偏差分析程序。标准ga咖a分析程序请参阅图2，图2表示标准gamma 2. 2曲线的示意图。标准gamma分析 程序用以才艮据标准gamma曲线，建立标准gamma关系式，如下列公式1。一f丄丫 公式1: ^二L^J 。于公式1中，x代表任一灰度值，y代表对应输出值，5代表gamma特性。 举例而言，若面板12的gamma特性为gamma 2. 2,且输出值y以16位(Bit)表示，则公式1可进一步表示为下列公式2。<formula>formula see original document page 7</formula>此外，若图像信号经gamma 2. 2转换后，需再经gamma 0. 45转换(如下 列公式3),图像信号才会是线性的。公式3: <formula>formula see original document page 7</formula>于上述的/>式3, X2以16位表示，且y2以12位表示。 色温与色偏差分析程序请参阅图3以及图4,图3为色温与色偏差分析程序的流程图。图4为 利用图3的色温与色偏差分析程序所建立的增益值对照表GainTable的示意 图。首先，于步骤SIOO，从三原色(RGB)决定一基础颜色。接着，于步骤S102， 调整基础颜色的灰度值。接着，于步骤S104,调整三原色中其他颜色的灰度 值。接着，于步骤S106,测量平面显示器1的面板12的输出色温与色偏差。 接着，于步骤S108,判断输出色温与色偏差是否符合一目标值，若是，则进 行步骤SllO，若否，则回到步骤S1(M。举例而言，目标色温可为9300K，而 目标色偏差趋近于零，但不以此为限。接着，于步骤SllO，根据基础颜色的 灰度值与其他颜色的灰度值，决定对应每一其他颜色的灰度值的增益值。最 后，于步骤S112,重复进行步骤S102至S110 ，以建立增益值对照表Ga inTab 1 e, 如图4所示。至于如何建立增益值对照表GainTable的详细过程，可参阅美国专利公 告第6, 911,785号说明书，在此不再赘述。 亮度灰度分析程序请参阅图5以及图6，图5为亮度灰度分析程序的流程图。图6为利用 图5的亮度灰度分析程序所建立的灰度线性对照表GrayTable的示意图。首 先，于步骤S200，测量平面显示器1的面板12于多个灰度(如0-255灰度) 的显示亮度。接着，于步骤S202,将测量得到的显示亮度归一化。最后，于 步骤S204，将每一归一化显示亮度与标准gamma曲线(如图2中的标准gamma 2. 2曲线)进行比较，以建立灰度线性对照表GrayTable，如图6所示。如图6所示的灰度线性对照表GrayTable，若R输入灰度值为3,则R输 出值应为4,才能满足面板12的gamma特性；若G输入灰度值为4,则G输 出值应为5,才能满足面板12的garana特性，以此类推。
以下将举例说明面板特性对照表1000的建立过程。
请再参阅图1以及图7，图7为图1中面板特性对照表1000的示意图。 举例而言，若R的灰度值输入为100,则根据面板特性对照表1000，调整后 的R的灰度值为1507 (以12位表示)。调整过程如下
(1) 根据标准g讓a分析程序，以x,=100代入公式2，则y严8358。
(2) 根据色温与色偏差分析程序，利用(8358/256) =33查增益值对照表 GainTable(如图4所示)，则R增益值为O. 85。接着，再以8358乘以0. 85, 得到7104 (8358*0. 85=7104)。
(3) 根据亮度灰度分析程序，查灰度线性对照表GrayTable(如图6所 示)，7104介于6912 (27*256)以及7168 (28*256)之间。接着，再以内插法算 出对应于7104的R输出值。在此假设对应于7104的R输出值为7111。(4) 根据标准ga鹏a分析程序，以x2=7111代入公式3，则y2=1507。 借此，即可得到调整后图像信号2'的R的灰度值为1507 (以12位表示)。
(5) 最后，再将输入灰度值(100)以及调整后的灰度值(1507)记录于面 板特性对照表1000中。
根据上述的调整过程，分别计算对应每一输入灰度值(0-255)的对应调整 值(RGB)，即可完成面板特性对照表1000。的后，再将面板特性对照表1000存储于平面显示器1中的图像处理装置 10。借此，当图像信号2的一像素的R灰度值为100，图像处理装置10的处 理单元102便会根据面板特性对照表1000,输出R灰度值为1507的调整后 图像信号2'。
此外，请再参阅图1,图像处理装置10另包含误差扩散单元(Error diffusion unit) 104，用以将调整后图像信号进行误差扩散处理。误差扩散 原理为习知技艺的人可轻易达成，在此不再赘述。
相较于现有技术，本发明仅利用面板特性对照表，即可将图像信号的灰 度值调整为符合平面显示器的面板特性(如亮度/gamma特性、色温以及色偏 差)。由于面板特性对照表根据亮度灰度分析程序、标准gamma分析程序以及 色温与色偏差分析程序而预先建立，因此不需于平面显示器中设置亮度 (gamma)调整装置或色温/色偏差调整装置，可进一步减少硬件资源的耗费。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与 精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。 相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等效性的安排于本发明的权利要 求的范畴内。因此，本发明所申请的权利要求范围的范畴应该根据上述的说 明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具等效性的安排。
权利要求
1、一种图像处理方法，用以于一平面显示器中，调整一图像信号的灰度值，该方法包含下列步骤存储一面板特性对照表，该面板特性对照表根据一亮度灰度分析程序、一标准gamma分析程序以及一色温与色偏差分析程序而预先建立；以及接收该图像信号，并且根据该面板特性对照表，调整该图像信号的灰度值，以输出符合该平面显示器的面板特性的一调整后图像信号。
2、 如权利要求1所述的方法，其中该平面显示器的面板特性包含色 温、色偏差及/或gamma特性。
3、 如权利要求1所迷的方法，其中该亮度灰度分析程序包含下列步骤测量该平面显示器于多个灰度的显示亮度； 将测量得到的该多个显示亮度归一化；以及将该多个归一化显示亮度与一标准gamma曲线进行比较，以建立一灰度 线性对照表。
4 、 如权利要求1所述的方法，其中该标准gamma分析程序包含下列步骤才艮据一标准gamma曲线，建立一标准gamma关系式。
5、 如权利要求1所述的方法，其中该色温与色偏差分析程序包含下列 步骤(a) 决定一基础颜色；(b) 调整该基础颜色的灰度值；(c) 调整其他颜色的灰度值；(d) 测量该平面显示器的输出色温与色偏差；(e) 判断该输出色溫与色偏差，是否符合一 目标值，若是，则进行步骤(f), 若否，则回到步骤(c);(f) 根据该基础颜色的灰度值与该多个其他颜色的灰度值，决定对应每一 该多个其他颜色的灰度值的一增益值；以及(g) 重复进行步骤(b)至(f),以建立一增益值对照表。
6、 如权利要求l所述的方法，进一步包含下列步骤 将该调整后图像信号进行误差扩散处理。
7、 一种图像处理装置，用以于一平面显示器中，调整一图像信号的灰 度值，该装置包含一存储单元，用以存储一面板特性对照表，该面板特性对照表根据一亮 度灰度分析程序、 一标准ga画a分析程序以及一色温与色偏差分析程序而预 先建立；以及一处理单元，用以接收该图像信号，并且根据该面板特性对照表，调整 该图像信号的灰度值，以输出符合该平面显示器的面板特性的一调整后图像 信号。
8、 如权利要求7所述的装置，其中该平面显示器的面板特性包含色 温、色偏差及/或gamma特性。
9、 如权利要求7所述的装置，其中该亮度灰度分析程序用以测量该平 面显示器于多个灰度的显示亮度，将测量得到的该多个显示亮度归一化，并 且将该多个归一化显示亮度与一标准ga咖a曲线进行比较，以建立一灰度线 性对照表。
10、 如权利要求7所述的装置，其中该标准gamma分析程序用以根据一 标准gamma曲线，建立一标准gamma关系式。
11、 如权利要求7所述的装置，其中该色温与色偏差分析程序用以根据 下列步骤，建立一增益值对照表(a) 决定一基础颜色；(b) 调整该基础颜色的灰度值；(c) 调整其他颜色的灰度值；(d) 测量该平面显示器的输出色温与色偏差；(e) 判断该输出色温与色偏差，是否符合一 目标值,若是，则进行步骤(f), 若否，则回到步骤(c);(f) 根据该&出颜色的灰度值与该多个其他颜色的灰度值，决定对应每一 该多个其他颜色的灰度值的一增益值；以及(g) 重复进行步骤(b)至(f)，以建立该增益值对照表。
12、 如权利要求7所述的装置，进一步包含一误差扩散单元(，用以将 该调整后图像信号进行误差扩散处理。
全文摘要
本发明公开一种图像处理装置，用以于平面显示器中，调整图像信号的灰度值。图像处理装置包含存储单元以及处理单元。存储单元存储面板特性对照表。处理单元接收图像信号，并且根据面板特性对照表，调整图像信号的灰度值，以输出符合平面显示器的面板特性的调整后图像信号。
文档编号H04N9/69GK101119497SQ20061010097
公开日2008年2月6日 申请日期2006年8月4日 优先权日2006年8月4日
发明者李信宏, 许永升, 黄钰雯 申请人:广达电脑股份有限公司