CN1991969B - 显示器的色彩调整方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种显示器的数字色彩调整方法及其装置，接收数字像素色彩数据(如RGB)，进行数字色彩调整后再传送调整参数信息至显示器显示。利用调整色相差异对应表和饱和匹配对应表，可分别或同时进行最佳显色特性的色域匹配以及独立色的喜好色调整。以观测者评估或用仪器测量显示器上的测试图样，通过人机界面输入调整值，使用数值方法来进行对应表的连续性调整曲线建立，并更新色相差异对应表和饱和匹配对应表，达到显示器的色域匹配与独立色喜好色输出效果。

Description

显示器的色彩调整方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种显示器的色彩调整方法与装置，且特别涉及显示器的彩色图像的色相、饱和度及色域匹配的调整。

背景技术

现有的显示器色彩调整包括有色域匹配与喜好色调整。所谓的色域匹配例如，将红色与绿色饱和度降低或提高，或移动黄色色相彩度等。而喜好色调整是指将某一独立色，如草地、天空、肤色等，进行单独调整而不影响其它色彩。

局限于整体性的色相、饱和度与亮度调整，一般的显示器无法提供独立色相的色彩调整。某些高阶显示器则提供进阶的色相(六轴)与亮度(Gamma)调整，并且可针对特定的独立色加强调整。

以现有的色彩调整技术为例，美国US6,122,012号专利披露一种数字色彩图像的色彩调整技术。将图像中的RGB(红，绿，蓝)色彩信息进行转换为RGBCMY(红，绿，蓝，青，洋红，黄)的六色信息，再由六色的对应表(lookup table)与色彩控制电路进行饱和度(Saturation)/亮度(Intensity)的调整，最后转换为亮度(Y)、蓝(Cb)与红(Cr)信号输出至图像。六色的对应表由一张原始图像与调整后的目标图像关系来进行建立的。

另外，美国US6,791,716号专利也披露一种喜好色调整技术。将数字色彩(RGB)进行色彩空间转换为CIELab色彩空间，再转换成亮度-彩度-色相(LCH)，于预设的色彩范围内进行连续且平滑地色度转换，来得到预设的喜好色输出。不过其缺点在于其硬件结构较为复杂，导致电路成本提高。

不过，上述现有技术无法提供显示器最佳与一致性的输出结果，这是因为为了达到较好的调整效果，色彩调整硬件装置需要有大量的运算时间，导致真正实际应用上的困难。

故而，需要有一种显示器的色彩调整方法与装置，其不需复杂软/硬件，即可达到实时(real-time)运算/转换。还可分别或同时进行色域匹配和独立色调整，而且具有良好的色彩调整效果。

发明内容

为此，本发明的目的之一是提供一种显示器的色彩调整方法与装置，其硬件与软件可行性高。

本发明的另一目的是提供一种显示器的色彩调整方法与装置，其色彩调整原理不需复杂运算，可达到实时运算/转换。

本发明的又一目的是提供一种显示器的色彩调整方法与装置，其分别或同时进行色域匹配和独立喜好色调整，且色彩调整效果显著。

为达成上述或其它目的，本发明之一实施例提供一种数字色彩调整装置，可适用于显示器，进行该显示器的色域匹配以及独立色调整.该数字色彩调整装置包含色彩空间转换电路，色相差异对应表，饱和匹配对应表，加法器，乘法器，以及逆色彩空间转换电路.

在上述实施例中，该色彩空间转换电路将像素色彩数据(RGB)转换成YCH色彩信号。通过该色相差异对应表，根据该色彩信号的色相成份(H)产生色相差异值。通过该饱和匹配对应表，根据该色彩信号的色相成份产生饱和匹配值(Gc)。将该色相差异值加上原来的色相成份，以产生新的色相成份(H)。将该饱和匹配值乘上原来的饱和度成份与该饱和匹配值而产生新的饱和度(C)。该逆色彩空间转换电路根据新的H信号、新的C信号与该色彩信号的其它信号成份，进行逆色彩空间转换，以产生一像素色彩数据(RGB)。

本发明之另一实施例提供一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的色域匹配调整。该方法包括：输入多色相轴的色相差异值与饱和匹配值；依照多色相轴的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立色相差异对应表和饱和匹配对应表；将所建立的该色相差异对应表和饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及观看或测量显示器上的测试图样用以评估结果。

本发明之又一实施例提供一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的独立色调整。该方法包括：选择或增加欲调整的独立色；输入该独立色彩的色相差异值与饱和匹配值；依照所记录的该独立色彩的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立对应表的连续调整曲线；将所建立的该色相差异对应表和饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及以观测者评估或用仪器测量显示器上的测试图样用以评估结果。

本发明之另一实施例提供一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的色域匹配以及独立色调整。该方法包括：输入多色相轴的色相差异值与饱和匹配值；选择或增加欲调整的独立色；输入该独立色的色相差异值与饱和匹配值；依照上述步骤的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立色相差异对应表和饱和匹配对应表；将所建立的该色相差异对应表和该饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及以观测者评估或用仪器测量显示于该显示器上的测试图样用以评估结果。本发明各实施例的测试图样得以在图像中选取任意单一色或多色产生，也可以用色卡图表方式产生。

为让本发明之上述与其它特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的功能方框图。

图2为图1的色彩调整装置的功能方框图。

图3为色相差异对应表和饱和匹配对应表的初始状态。

图4为色域匹配调整的测试图样。

图5为色域匹配调整的软件界面。

图6为色域匹配调整的色相差异对应表和饱和匹配对应表的范例之一。

图7为色域匹配调整的流程图。

图8为独立色调整的软件界面。

图9为独立色输出调整的色相差异对应表和饱和匹配对应表的范例之一。

图10为独立色调整的流程图。

图11为同时进行色域匹配与独立色调整的色相差异对应表和饱和匹配对应表的范例之一。

图12为同时进行色域匹配与独立色调整的流程图。

主要元件标记说明

110：显示器驱动电路

120：数字色彩调整装置

140：显示器

160：人机界面

210：色彩转换电路

220：色相转换电路

230：乘法器

235：饱和匹配对应表

240：加法器

245：色相差异对应表

250：逆色相转换电路

260：逆色彩转换电路

具体实施方式

本发明一实施例提供显示器的数字色彩调整装置，由包含数字色彩调整功能的装置，接收显示器驱动电路传送出的像素色彩数据，进行数字色彩调整后再传送至显示器显示。此数字色彩调整装置，利用独立色调整色相差异对应表和多色相饱和匹配对应表，可根据需求分别或同时进行最佳显色特性的色域匹配，以及喜好色调整的独立色调整。以观测者评估或用仪器测量显示器上的测试图样，通过人机界面输入调整值，利用数值方法来进行对应表的连续性调整曲线建立，并用于更新数字色彩调整装置的色相差异对应表和饱和匹配对应表，达到显示器的色域匹配与独立色喜好色调整输出效果。

本发明另一实施例提供一种显示器的色域匹配与独立色调整的方法。在设定欲调整的色相差异与饱和匹配值后，利用如数值方法等建立色相差异对应表与饱和匹配对应表的连续性调整曲线。接着，利用所建立出的调整曲线来更新显示器内的色相差异对应表和饱和匹配对应表。此外，也将像素色彩数据RGB(例如由显示器驱动电路传送出)，进行色彩空间转换至电视常用的YUV信号以及YHC信号。再根据色相值H对应显示器内的(更新后)色相差异对应表和饱和匹配对应表，得出该色彩所需调整的色相差异值与饱和匹配值。根据色相差异值与饱和匹配值，来调整色相值H与饱和度值C。并根据原亮度值Y，调整后色相值H与饱和度值C，进行逆转换得到调整后的像素色彩数据RGB，最后传送至显示器显示。

图1为根据本发明一实施例的功能方框图。显示器驱动电路110传送出像素色彩数据R1G1B1。数字色彩调整装置120接收此像素色彩数据R1G1B1，进行色相差异和饱和匹配的数字色彩调整，以得到调整后的像素色彩数据R6G6B6。接着，调整后的像素色彩数据R6G6B6传送至显示器140进行显示。

有关于色相差异调整和饱和匹配调整的色相差异对应表和饱和匹配对应表由人机界面160提供。欲建立色相差异对应表和饱和匹配对应表时，使用者通过人机界面160来观看或测量显示器140上的测试图样，分别或同时进行色域匹配以及喜好色(独立色)调整。通过输入的色相差异调整值与饱和匹配调整值，使用数值方法来建立对应表的连续调整曲线。数值方法可以使用各种不同的插值法来计算连续均匀曲线。接着，将建立好的色相差异对应表和饱和匹配对应表下载至数字色彩调整装置120内的色相差异对应表和饱和匹配对应表，达到显示器140的色域匹配与独立色调整输出效果。

图1的数字色彩调整装置120的结构如图2所示。数字色彩调整装置120包括色彩转换电路210，色相转换电路220，乘法器230，饱和匹配对应表235，加法器240，色相差异对应表245，逆色相转换电路250与逆色彩转换电路260。

色彩转换电路210接收显示器驱动电路110传送出的像素色彩数据R1G1B1，通过色彩转换至电视信号Y2U2V2。接着，色彩转换电路210将转换后的电视信号Y2U2V2传送至色相转换电路220。色相转换电路220进行色相转换，将电视信号Y2U2V2转换成亮度-饱和度-色相度信号Y3C3H3。饱和匹配对应表235与色相差异对应表245乃是由图1的人机界面160所提供/更新。

H3信号通过色相差异对应表245对应出色相差异值ΔH，其中-180°≤ΔH≤180°。加法器240将色相差异值ΔH与H3信号相加成为调整后的色相值H4。H3信号通过饱和匹配对应表235对应出饱和匹配值Gc。为达到较好的调整结果，在本实施例中，Gc介于0.5～2之间。乘法器230将饱和匹配值Gc与C3信号相乘成为调整后的饱和度值C4。逆色相转换电路250将信号Y3C4H4进行逆色相转换，以得到电视信号Y5U5V5。逆色彩转换电路260将电视信号Y5U5V5转换回像素色彩数据R6G6B6，输出至显示器140显示。

在本实施例中，色彩转换电路210，色相转换电路220，乘法器230，加法器240，逆色相转换电路250与逆色彩转换电路260的结构可不需特别限定，只要能达成所需功能即可。色彩转换电路210与色相转换电路220可合称为色彩空间转换电路。逆色相转换电路250与逆色彩转换电路260可合称为逆色彩空间转换电路。

数字色彩调整装置可以为软件、固件或电子硬件电路等方式。此外，上述的YUV电视信号可以使用Y，B′-Y′，R′-Y′或YC_BC_R等其它格式。

色相差异对应表245和饱和匹配对应表235的初始状态如图3所示。在图3中，Hi为输入的色相值而ΔH为对应出的色相差异值，Gc为对应出的饱和匹配值。初始状态中由于没有色相差异与饱和度的改变，所以在每个输入Hi中的对应值ΔH均为0，同样地在每个输入Hi中的对应值Gc均为1。对应于初始状态，输入至数字色彩调整装置120的色彩信息R1G1B1，将不会进行任何的色彩调整而直接输出。

在本实施例中，显示器的数字色彩调整可分为三种：(1)进行显示器的色域匹配调整；(2)进行显示器的独立色调整；以及(3)同时进行显示器的色域匹配与独立色调整。分别就其使用方式叙述如下。

(1)进行显示器的色域匹配调整

进行显示器的色域匹配调整的基本测试图样如图4所示，测试图样乃是显示于显示器140上.在图4中，方块R/G/B/C/M/Y分别为红、绿、蓝、青、洋红、黄的颜色色块，供观测者实时地评估或用仪器测量色彩调整后的结果.

显示器的色域匹配调整的软件界面如图5为例。使用者可选择所要调整的色轴后，拖动色相差异滚动条，来改变该色轴的输出色相值，也可拖动饱和增益滚动条来改变该色轴的输出饱和度。

待使用者输入色相差异调整值与饱和匹配调整值后，本实施例通过数值方法来建立连续性调整曲线。譬如使用者将红色色相增加10和绿色色相减少10，以及黄色饱和度增加1.2倍和蓝绿色饱和度增加0.8倍，所建立出的色相差异对应表和饱和匹配对应表如图6所示。

接着，将描述本实施例如何进行色域匹配调整。请参照图7，其显示本实施例如何进行色域匹配调整的流程图。首先，使用者选择所要调整的色轴，如步骤708所示。接着，拖动色相滚动条来改变该色轴的色相差异值，也可拖动饱和滚动条来改变该色轴的输出饱和度，如步骤710所示。所谓的多轴是指至少三色调整轴，最多12色调整轴。使用者的输入方式可如图5所示，在此不再赘述。接着，人机界面会依照上述多轴的色相差异值与饱和匹配值，通过数值方法来建立色相差异对应表与饱和匹配对应表的连续性调整曲线，如步骤712所示。饱和匹配调整值可由线性方式及非线性方式达成。

之后，人机界面160将建立好的色相差异对应表与饱和匹配对应表(例如，如图6所示)传送至数字色彩调整装置120，以更新数字色彩调整装置120中的色相差异对应表245和饱和匹配对应表235，如步骤714所示。如前述，当色相差异对应表245和饱和匹配对应表235被更新后，会连带影响H4与C4信号，使得数字色彩调整装置120所输出的信号R6G6B6产生变化，亦即，会使得显示器140上的测试图样产生变化。

接着，以观测者评估或用仪器测量显示于显示器140上的调整后测试图样以评估结果，以确认测试图样经调整后是否符合要求，如步骤716与718所示。如果能符合要求，则色域匹配调整已达成，如果不能符合要求，则使用者再次选择色轴并输入另一组的多轴的色相差异值与饱和匹配值，直到符合色彩调整的效果。

该饱和匹配值的调整可由线性方式及非线性方式构成。

(2)进行显示器的独立色调整

显示器独立色输出调整的软件界面如图8为例。至于独立色调整流程则如图10所示。首先，使用者记录并选择所要调整的独立色(如肤色，天空色等)，如步骤1001所示。接着，使用者输入/改变独立色的色相差异值和饱和匹配值，如步骤1003所示。步骤1003的详细实施方式例如为，使用者拖动色相滚动条来改变该颜色的色相差异值，也可拖动饱和滚动条来改变该颜色的输出饱和度。

接着，人机界面160通过数值方法来计算连续性曲线的色相差异对应表和饱和匹配对应表，如步骤1005所示。譬如使用者将肤色的色相增加5以及饱和度增加1.4倍，而天空的色相减少5以及饱和度增加1.2倍，所建立出的色相差异对应表和饱和匹配对应表如图9所示。接着，通过人机界面将建立好的色相差异对应表和饱和匹配对应表下载至色彩调整装置，如步骤1007所示。

接着，以观测者评估或用仪器测量显示于显示器140上的调整后测试图样用以评估结果，以确认测试图样经调整后是否符合要求，如步骤1009与1011所示.如果能符合要求，则独立色调整已达成，如果不能符合要求，则使用者再次进行步骤1001～1007，直到符合独立色的所需调整效果.

上述的独立色调整代表对某一色相进行色相与饱和度调整，并调整结果仅仅影响该选择色附近的一定范围内色度。

(3)同时进行显示器的色域匹配与独立色调整

同时进行显示器的色域匹配与独立色调整的流程如图12所示。首先，使用者选择所要调整的色轴与独立色，如步骤1201所示。在此，使用者可通过图5与图8的软件界面来选择色轴与独立色。接着，使用者拖动色相滚动条来改变该色轴的色相差异值，也可拖动饱和滚动条来改变该色轴的输出饱和度，如步骤1203所示。所谓的多轴至少三色调整轴，最多12色调整轴。或者，使用者输入/改变独立色的色相差异值和饱和匹配值，如步骤1205所示。步骤1205的详细实施方式例如为，使用者拖动色相滚动条来改变该颜色的色相差异值，也可拖动饱和滚动条来改变该颜色的输出饱和度。请注意，步骤1203与1205的实施顺序并不固定，顺序可互相变换。

接着，人机界面160通过数值方法来计算连续性曲线的色相差异对应表和饱和匹配对应表，如步骤1207所示。所建立出的色相差异对应表和饱和匹配对应表如图11所示。通过人机界面将建立好的色相差异对应表和饱和匹配对应表下载至色彩调整装置，如步骤1209所示。

接着，以观测者评估或用仪器测量显示于显示器140上的调整后测试图样用以评估结果，以确认测试图样经调整后是否符合要求，如步骤1211与1213所示。如果能符合要求，则独立色调整已达成，如果不能符合要求，则使用者再次进行步骤1201～1209，直到达到所需调整效果为止。

上述的色域匹配及独立色调整的饱和匹配对应表可以设计成共用一个对应表，也可以设计成有各自的对应表。

本发明实施例所披露的显示器数字色彩调整方法及其装置，可以提供进行显示器最佳显色特性的色域匹配，以及喜好色调整的独立色调整。除了能使原始色彩准确转换到欲调整色彩之外，也通过连续性调整曲线而使得该色彩的周边色彩具有连续性变化，因而使调整后彩色图像所呈现的色调较为自然。此外，上述实施例进行转换色彩的运算上较为简单，在硬件装置的实现上可行性高，且具有良好的调整效果。本发明实施例基于独立色调整色相差异对应表和多色相饱和匹配对应表的数字色彩调整方法，达到显示器最佳与一致的输出结果，并提出可实现该色彩调整方法的硬件装置。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (13)

1.一种数字色彩调整装置，可适用于显示器，进行该显示器的色域匹配以及独立色调整，其特征是该数字色彩调整装置包含：

色彩空间转换电路，将输入图像信号转换成具有第一色相成份与第一饱和度的色彩信号；

色相差异对应表，其连续调整曲线是通过输入的色相差异调整值而建立，以利用该色相差异对应表的该连续调整曲线对应出该第一色相成份的色相差异值；

饱和匹配对应表，其连续调整曲线是通过输入的饱和匹配调整值而建立，以利用该饱和匹配对应表的该连续调整曲线对应出该第一色相成份的饱和匹配值；

第一运算单元，接收该色彩信号的该第一色相成份与该色相差异值，并响应于该色彩信号的该第一色相成份与该色相差异值而产生第二色相成份；

第二运算单元，接收该色彩信号的该第一饱和度与该饱和匹配值，并响应于该色彩信号的该第一饱和度与该饱和匹配值而产生第二饱和度；以及

逆色彩空间转换电路，接收该第一与第二运算单元所产生的该第二色相成份与该第二饱和度，以及该色彩信号的其它信号成份，进行逆色彩空间转换，以产生输出图像信号。

2.根据权利要求1所述的数字色彩调整装置，其特征是该数字色彩调整装置可为软件、固件或电子硬件电路。

3.根据权利要求1所述的数字色彩调整装置，其特征是该色相差异值范围介于-180°～180°之间。

4.根据权利要求1所述的数字色彩调整装置，其特征是该饱和匹配值范围介于0.5～2之间。

5.根据权利要求1所述的数字色彩调整装置，其特征是该第一运算单元为加法器，而该第二运算单元为乘法器。

6.一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的色域匹配调整，其特征是该方法包括：

输入多色相轴的色相差异值与饱和匹配值；

根据多色相轴的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立色相差异对应表和饱和匹配对应表；

将所建立的该色相差异对应表和饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及

观看或测量显示器上的测试图样用以评估结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是多色相轴至少包括三色调整轴，最多包括12色调整轴。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征是该数值方法包括：

使用插值法来计算该色相差异对应表和该饱和匹配对应表的连续均匀曲线。

9.一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的独立色调整，其特征是该方法包括：

选择或增加欲调整的独立色；

输入该独立色彩的色相差异值与饱和匹配值；

依照所记录的该独立色彩的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立对应表的连续调整曲线；

将所建立的该色相差异对应表和饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及

观看或测量显示器上的测试图样用以评估结果。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是该数值方法包括：使用插值法来计算该色相差异对应表和该饱和匹配对应表的连续均匀曲线。

11.一种显示器的数字色彩调整方法，用于进行该显示器的色域匹配以及独立色调整，其特征是该方法包括：

输入多色相轴的色相差异值与饱和匹配值；

选择或增加欲调整的独立色；

输入该独立色的色相差异值与饱和匹配值；

根据上述步骤的该色相差异值与该饱和匹配值，通过数值方法来建立色相差异对应表和饱和匹配对应表；

将所建立的该色相差异对应表和该饱和匹配对应表下载/更新至该显示器中的色相差异对应表和饱和匹配对应表；以及以观测者评估或用仪器测量显示于该显示器上的测试图样用以评估结果。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征是该数值方法包括：使用插值法来计算该色相差异对应表和该饱和匹配对应表的连续均匀曲线。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征是该饱和匹配值可由线性方式及非线性方式构成。

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