DE102011075634A1 - Method for adapting color display i.e. red, green, blue LCD, in motor car, involves determining brightness of primary color, forming mixed colors by combining primary colors, and altering input color into output color - Google Patents

Method for adapting color display i.e. red, green, blue LCD, in motor car, involves determining brightness of primary color, forming mixed colors by combining primary colors, and altering input color into output color Download PDF

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Markus Lindner
Igor Katchan
Andreas Gehrig
Hermann Kroener
Stefan Muelling
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Abstract

The method involves transferring input colors into output colors that are represented at a color display, where the output colors comprise primary colors and mixed colors. The brightness of the primary color is determined, where the mixed colors are formed by combining the primary colors. A certain gray scale value is assigned to each primary color based on the brightness of the primary color. One of the input colors is altered into the output color for adapting a color display. One of gray scale values is altered based on a mathematical function. An independent claim is also included for a device for adapting a color display in a motor car.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung von Farbdisplays, insbesondere in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 sowie ein LCD-Display nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The invention relates to a method for adapting color displays, in particular in motor vehicles according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 10 and an LCD display according to the preamble of claim 13.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind aus dem Stand der Technik herkömmliche Verfahren zur Farbanpassung bzw. Farbprofilierung (konventioneller Weißabgleich). Conventional methods for color matching or color profiling (conventional white balance) are known from the prior art.

Aufgabe und Vorteile der ErfindungPurpose and advantages of the invention

Herkömmliche Flüssigkristalldisplays (LCD-Displays) verwenden Primärfarben, welche durch die Wahl von Hintergrundbeleuchtung, optischen Folien usw. durch Farbfiltermaterialien und deren Verarbeitung bestimmt sind. Im optimalen Fall werden die Farben innerhalb der nötigen Toleranzen erreicht, und die Mischung der Primärfarben in der höchsten Graustufe ergibt den erforderlichen Weißfarbort. Meistens wird der gewünschte Farbort allerdings nicht erreicht, und der tatsächliche Farbort weicht vom gewünschten Farbort zu stark ab.Conventional liquid crystal displays (LCD displays) use primary colors, which are determined by the choice of backlighting, optical films, etc., through color filter materials and their processing. In the optimal case, the colors are achieved within the required tolerances, and the mixture of the primary colors in the highest gray level produces the required white color location. Mostly, however, the desired color location is not achieved, and the actual color location deviates too much from the desired color location.

Zudem können bei Displays infolge von Temperaturschwankungen ungewünschte Farbverschiebungen auftreten.In addition, unwanted color shifts can occur in displays due to temperature fluctuations.

Bei der Abstimmung der Farborte bei einem Display wird regelmäßig auf Raumtemperatur abgestellt. Temperaturveränderungen können jedoch Transmissionsschwankungen einzelner Bauelemente des Displays zur Folge haben, und zwar sowohl beim Erwärmen als auch dann, wenn das Display zum Beispiel kalten Temperaturen ausgesetzt war. Insbesondere kann sich die bei Einsatz einer LED-basierten Hintergrundbeleuchtung deren spektrale Emission ändern. Insgesamt kann dies zu Schwankungen der auf dem Display dargestellten Farben und damit zur Verfälschung der gewünschten Bildinformation führen.When adjusting the color coordinates of a display is regularly turned off to room temperature. Temperature changes, however, can result in transmission variations of individual components of the display, both during heating and when the display has been exposed to cold temperatures, for example. In particular, when using an LED-based backlight their spectral emission may change. Overall, this can lead to fluctuations of the colors shown on the display and thus to the falsification of the desired image information.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Anpassung von Farbdisplays, insbesondere in Kraftfahrzeugen, vorzuschlagen, mit dem eine verbesserte Farbanzeige ermöglicht wird.It is therefore an object of the invention to propose a method for adapting color displays, in particular in motor vehicles, with which an improved color display is made possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Anpassung von Farbdisplays mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 sowie ferner durch ein LCD-Display mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. This object is achieved by a method for adjusting color displays with the characterizing features of claim 1 or by an apparatus for performing the method with the characterizing features of claim 10 and further by an LCD display with the characterizing features of claim 13.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen werden vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ermöglicht.The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and refinements of the invention are made possible.

Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Anpassung von Farbdisplays, insbesondere in Kraftfahrzeugen, dadurch aus, dass wenigstens eine der Eingangsfarben in eine Ausgangsfarbe zur Anpassung geändert wird.Accordingly, a method according to the invention for adapting color displays, in particular in motor vehicles, is characterized in that at least one of the input colors is changed into an output color for adaptation.

Grundsätzlich wird ein Bild oder eine Information, die auf einem Farbdisplay dargestellt werden soll, als Eingangssignal an das Farbdisplay übermittelt. Dementsprechend soll an einem gewissen Punkt auf dem Farbdisplay eine Eingangsfarbe, die an das Farbdisplay übermittelt wird, angezeigt werden. Tatsächlich wird in der Regel jedoch auf dem Farbdisplay eine andere Farbe, hier als Ausgangsfarbe bezeichnet, angezeigt. Eine Farbdarstellung kann im Allgemeinen beschrieben werden durch die Verwendung so genannter Primärfarben. Anwendung findet beispielsweise die so genannte RGB-Skala, bei der die Primärfarben Rot, Grün und Blau sind. Die Primärfarben selbst können dargestellt werden in verschiedenen Helligkeitsstufen, so genannte Graustufen. Zudem finden jedoch auch eine Reihe anderer Farbsysteme Verwendung, auch solche, die mehr als drei Primärfarben verwenden.Basically, an image or information to be displayed on a color display is transmitted as an input signal to the color display. Accordingly, at some point on the color display, an input color to be transmitted to the color display should be displayed. In fact, however, a different color, referred to here as the source color, is usually displayed on the color display. A color representation can generally be described by the use of so-called primary colors. For example, the so-called RGB scale is used, where the primary colors are red, green and blue. The primary colors themselves can be displayed in different brightness levels, so-called grayscale. However, a number of other color systems are also used, including those that use more than three primary colors.

Trägt man im Falle der RGB-Skala die Primärfarben jeweils auf einer Achse eines dreiachsigen, rechtwinkligen Koordinatensystems auf, so kann man die unterschiedlichen Helligkeiten jeweils dadurch darstellen, dass man sich auf einer Koordinatenachse vom Ursprung aus entlang bewegt. Die verwendete Farbtiefe bestimmt die Anzahl an zugelassenen Graustufenwerten. Üblicherweise werden somit in einem 8-bit-Farbsystem als Graustufenwertesystem Graustufenwerte im Intervall zwischen 0 und 255 zugelassen. Für die einzelnen Primärfarben Rot, Grün und Blau liegt also dementsprechend bei 0 der niedrigste Helligkeitswert und bei 255 der hellste. Mischfarben entstehen durch Addition von Primärfarben, die jeweils in einer bestimmten Helligkeitsstufe vorliegen können; je nach Helligkeitsstufe ist also der zu addierenden Primärfarbe ein spezieller Graustufenwert zugeordnet. In einem entsprechenden Koordinatensystem kann demnach eine Mischfarbe durch einen bestimmten Vektor dargestellt werden. Vektoren einzelner Primärfarben in ihrer speziellen Helligkeitsabstufung liegen folglich auf der jeweiligen Achse des Koordinatensystems.If, in the case of the RGB scale, the primary colors are respectively applied to one axis of a three-axis, rectangular coordinate system, the different brightnesses can be represented by moving along a coordinate axis from the origin. The color depth used determines the number of gray scale values allowed. Thus, in an 8-bit color system, grayscale values in the interval between 0 and 255 are usually permitted as grayscale value system. For the Accordingly, individual primary colors red, green and blue are at 0 the lowest brightness value and 255 the brightest. Mixed colors result from the addition of primary colors, each of which can be present in a certain brightness level; Depending on the brightness level, the primary color to be added is assigned a special gray scale value. Accordingly, in a corresponding coordinate system, a mixed color can be represented by a specific vector. Vectors of individual primary colors in their particular brightness gradation are therefore on the respective axis of the coordinate system.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann insbesondere die entsprechende Änderung der Eingangsfarbe in eine Ausgangsfarbe zur Anpassung dadurch erfolgen, dass wenigstens einer der Graustufenwerte wenigstens einer der Eingangsfarben anhand einer mathematischen Funktion geändert wird. Denkbar ist beispielsweise, dass eine Abstimmung der Anzeige in Bezug auf den gewünschten Weißfarbort erfolgt. Idealerweise würde bei der beschriebenen RGB-Skala der Weißfarbort dadurch erreicht, dass Rot mit einer Helligkeitsstufe von 255 sowie jeweils Grün und Blau mit einer Helligkeitsstufe von jeweils 255 aufaddiert würden. Gemäß dem oben bereits beschriebenen Verhalten von LCD-Displays kann allerdings auch in der Praxis ein anderer Farbort für Weiß gewünscht sein, zum Beispiel eine Addition aus Rot bei einem Helligkeitswert von 210, Grün bei einem Helligkeitswert von 230 und Blau bei einem Helligkeitswert von 245. Sodann können nun auch für alle anderen Farborte, also insbesondere auch die Mischfarben, die Graustufen linear entsprechend dem vorgegebenen Weißfarbort angepasst werden. Wird beispielsweise für das vorliegende Beispiel als Eingangsfarbe die Farbe Grün in einer bestimmten Helligkeitsstufe, also mit einem bestimmten Graustufenwert als Eingangsfarbe angegeben, so würde sich der entsprechende Graustufenwert dadurch berechnen, dass der eingegebene Graustufenwert mit dem Faktor 230/255 multipliziert wird.In an advantageous embodiment, in particular, the corresponding change of the input color into an output color for adaptation can be effected by changing at least one of the grayscale values of at least one of the input colors on the basis of a mathematical function. It is conceivable, for example, that a vote of the display takes place with respect to the desired Weißfarbort. Ideally, in the described RGB scale, the white color location would be achieved by adding red with a brightness level of 255, and green and blue respectively with a brightness level of 255 in each case. However, according to the behavior of LCD displays already described above, another color locus for white may also be desired in practice, for example an addition from red at a brightness value of 210, green at a brightness value of 230 and blue at a brightness value of 245. Then, for all other color locations, ie in particular also the mixed colors, the gray levels can now be adjusted linearly in accordance with the given white color location. If, for example, the color green in a given brightness level, ie with a certain greyscale value, is given as the input color for the present example, the corresponding gray scale value would be calculated by multiplying the input gray scale value by the factor 230/255.

Nachteilig an dieser Methode ist insbesondere, dass dadurch ein großer Teil des Farbraums, der für die Darstellung grundsätzlich zur Verfügung stünde, nicht mehr verwendet werden kann.A particular disadvantage of this method is that it makes it impossible to use a large part of the color space, which is basically available for the display.

Zudem betrifft der Helligkeitsverlust den gesamten Farbraum. Darüber hinaus werden die Primärfarben auch nicht mehr korrekt nach dem Farbfilterdesign angezeigt. Grund hierfür ist die ungenügende Filterung von ausgeschalteten Subpixeln. Das bedeutet, dass zu einer Primärfarbe immer die minimalen Dunkelwerte der anderen Primärfarben zugemischt werden und damit per se bereits schon eine Mischfarbe entsteht. Bei geringerer Helligkeit des Subpixels der einzelnen Primärfarbe verschiebt sich somit auch deren Farbort. Prinzipiell werden die Primärfarben selbst nicht angepasst, sondern unterliegen höchstens einer meist ungewollten Verschiebung durch die Anpassung einer Mischfarbe.In addition, the loss of brightness affects the entire color space. In addition, the primary colors are no longer displayed correctly after the color filter design. The reason for this is the insufficient filtering of switched-off subpixels. This means that the minimum dark values of the other primary colors are always added to a primary color, and thus a mixed color is already created per se. With lower brightness of the subpixel of the individual primary color thus shifts their color location. In principle, the primary colors themselves are not adjusted, but are subject at most to a mostly unwanted shift by adjusting a mixed color.

Eine der einfachsten Methoden zur Anpassung besteht darin, einen Graustufenwert wenigstens einer der Primärfarben mittels einer mathematischen Funktion anzupassen bzw. abzuändern. One of the simplest methods of adaptation is to adjust or modify a gray scale value of at least one of the primary colors by means of a mathematical function.

Dabei kann die mathematische Funktion auch derart ausgebildet sein, dass die mathematische Formel unter anderem auch von den Graustufen der Rot- und Blauanteile der Eingangsfarben abhängig ist. Ein Beispiel für eine solche Formel lautet:

Figure 00040001
wobei GS(outi) der Graustufenwert der Ausgangsfarbe für eine Primärfarbe i (Grün, Rot oder Blau) ist, GS(ini) der entsprechende Eingangsgraustufenwert, GSmax,i der maximal mögliche Graustufenwert der entsprechenden Primärfarbe und GSmax,i,angepasst der angepasste maximale Graustufenwert, im vorherigen Beispiel also 230. Die Summen werden über alle entsprechenden Primärfarben, also zum Beispiel Rot, Grün und Blau gebildet.In this case, the mathematical function can also be designed such that the mathematical formula is inter alia also dependent on the gray levels of the red and blue components of the input colors. An example of such a formula is:
Figure 00040001
where GS (out i ) is the greyscale value of the primary i (green, red or blue) output color, GS (in i ) the corresponding gray scale input value, GS max, i the maximum possible greyscale value of the corresponding primary color and GS max, i the adjusted maximum greyscale value, in the previous example 230. The sums are formed over all corresponding primary colors, for example red, green and blue.

Dennoch kann es vorkommen, dass die Mischfarbe bei geringeren Graustufenwerten nicht optimal angepasst wird. Damit der Grauverlauf einer anzuzeigenden Mischfarbe weniger Sprünge oder sichtbare Farbverschiebungen aufweist, können beispielsweise auch Minimalwerte einzelner Graustufen verwendet werden, etwa

Figure 00040002
Nevertheless, it may happen that the mixed color is not optimally adjusted at lower gray level values. So that the gray gradient of a mixed color to be displayed has fewer jumps or visible color shifts, it is also possible, for example, to use minimum values of individual gray shades, for example
Figure 00040002

Ein derartiges Verfahren besitzt ebenfalls den Vorteil, dass ein geringerer Anteil des Farbraums durch die Anpassung verloren geht. Darüber hinaus ist die Helligkeit der Primärfarben von der Anpassung unberührt, und es kommt zu keiner ungewollten Farbverschiebung bei Anzeige der Primärfarben. Lediglich die Helligkeit der angepassten Mischfarbe kann beeinflusst werden.Such a method also has the advantage that a smaller proportion of the color space is lost due to the adaptation. In addition, the brightness of the primary colors is unaffected by the adjustment and there is no unwanted color shift when the primary colors are displayed. Only the brightness of the adjusted mixed color can be influenced.

Wie bereits beschrieben, ist es ferner möglich, statt einer Primärfarbe mit maximaler Helligkeit eine Mischfarbe einzusetzen, die sich aus wenigstens zwei Primärfarben zusammensetzt. Die zusätzlichen Primärfarben können dabei beispielsweise niedrige Helligkeitswerte aufweisen. Beispielsweise kann statt einem Grünton mit Helligkeitswert 255 eine Summe aus einem Grünton mit Graustufenwert 255, einem Rotton mit Graustufenwert 10 und einem Blauton mit Graustufenwert 5 gefordert werden. Dementsprechend kann die mathematische Funktion ebenfalls analog zu der oben beschriebenen Methode angewandt werden. Ferner gibt es die Möglichkeit, dass eine entsprechende Anpassung nur für die betroffene Primärfarbe an sich erfolgt, also beispielsweise in diesem Fall nur für grün. Aber auch eine entsprechende Linearisierung der Graustufen ist möglich.As already described, it is also possible, instead of a primary color with maximum brightness, to use a mixed color composed of at least two primary colors. The additional primary colors can have, for example, low brightness values. For example, instead of a green tone with brightness value 255, a sum of a green tone with gray scale value 255, a red tone with gray scale value 10 and a blue tone with gray scale value 5 may be required. Accordingly, the mathematical function can also be applied analogously to the method described above. Furthermore, there is the possibility that a corresponding adaptation only takes place for the affected primary color per se, ie in this case only for green, for example. But also a corresponding linearization of the grayscale is possible.

Insbesondere hat man festgestellt, dass in der Nähe einer Primärfarbe das menschliche Auge Farbnuancen schlechter wahrnehmen kann. Dementsprechend ist es möglich, die Graustufen über eine Rundungsfunktion anzupassen. Eine derartige Rundungsfunktion könnte beispielsweise wie folgt formuliert werden:

Figure 00050001
In particular, it has been found that in the vicinity of a primary color, the human eye can perceive color shades less well. Accordingly, it is possible to adjust the gray levels via a rounding function. Such a rounding function could, for example, be formulated as follows:
Figure 00050001

Ferner ist es möglich, eine Anpassung der Helligkeitsverteilung der Graustufenwerte, der so genannten Gammakennlinie vorzunehmen. Eine Gammakorrektur ist eine Möglichkeit, ein optisches Eingangssignal beispielsweise entsprechend dem menschlichen Empfinden des Auges in ein Ausgangssignal anzupassen. Dabei wird beispielsweise die Eingangsintensität einer Farbe entsprechend einer Exponentialfunktion angepasst und als Ausgangsintensität verwendet. Der Begriff Gammakennlinie rührt daher, dass die Ausgangsintensität als Exponentialfunktion mit der Eingangsintensität als Basis und dem Exponenten γ beschrieben wird. Nimmt γ den Wert 1 an, ist die Abbildung linear, für γ < 1 ist die Abbildung konkav, für γ > 1 konvex. Bei den meisten Displays erfolgt höchstens ein Weißabgleich, während die Gammakennlinien nicht entsprechend vorgegeben sind.Furthermore, it is possible to adapt the brightness distribution of the grayscale values, the so-called gamma characteristic. Gamma correction is one way of adapting an input optical signal, for example, to an output signal according to the human sensation of the eye. For example, the input intensity of a color is adjusted according to an exponential function and used as the output intensity. The term gamma characteristic is due to the fact that the output intensity is described as an exponential function with the input intensity as base and the exponent γ. If γ assumes the value 1, the mapping is linear, for γ <1 the mapping is concave, for γ> 1 it is convex. Most displays do not have more than white balance, while gamma characteristics are not set accordingly.

Um eine spätere digitale Anpassung zu ermöglichen, können beispielsweise für ein bestimmtes Display einzelne Helligkeiten bzw. Grauwerte für Primärfarben oder Mischfarben gemessen werden, so dass daraus aus eine Gammakennlinie angefittet werden kann. Um Sprünge bzw. Stufen im Graustufenverlauf zu vermeiden, genügt es in der Regel, dass die entsprechend gefittete Funktion stetig und monoton ist. Besonders vorteilhaft an der Verwendung von Exponentialfunktionen ist es, dass daraus das menschliche Empfinden möglichst genau nachempfunden werden kann. Dementsprechend können auch sonstige mathematische Funktionen zur Anpassung von Graustufen durch Exponentialfunktionen beschrieben werden.In order to enable later digital adaptation, it is possible, for example, to measure individual brightnesses or gray values for primary colors or mixed colors for a particular display, so that a gamma characteristic curve can be fitted from this. In order to avoid jumps or steps in the gray scale course, it is usually sufficient for the suitably fitted function to be continuous and monotonic. It is particularly advantageous with the use of exponential functions that human perception can be modeled as precisely as possible from this. Accordingly, other mathematical functions for adjusting grayscale by exponential functions can also be described.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die entsprechende mathematische Funktion mit Hilfe eines so genannten FPGA's (engl.: field programmable gate array) berechnet wird. Besonders vorteilhaft sind derartige FPGA's, da sie eine sehr schnelle Ausführung ermöglichen. Mitunter sind FPGA's auch kostengünstig zu erwerben und können gegebenenfalls auch mehrfach programmiert werden. Somit können FPGA's auch für verschiedene Systeme eingesetzt werden. Eine derartige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann im Übrigen auch in einer Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs integriert werden. Gerade im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik finden Displays immer mehr Anwendung, beispielsweise im Zusammenhang mit Navigationssystemen.A device for carrying out the method according to the invention can be realized, in particular, by calculating the corresponding mathematical function with the aid of a so-called FPGA (field programmable gate array). Particularly advantageous are such FPGA's, since they allow a very fast execution. Sometimes FPGA's are also inexpensive to purchase and can optionally be programmed multiple times. Thus, FPGAs can also be used for various systems. Incidentally, such a device for carrying out the method can also be integrated in a display device of a motor vehicle. Especially in the field of automotive technology, displays are becoming more and more applicable, for example in connection with navigation systems.

Eine derartige Vorrichtung kann zum Beispiel für ein RGB-Display, insbesondere ein LCD-Display, verwendet werden bzw. in ein LCD-Display integriert werden.Such a device can be used, for example, for an RGB display, in particular an LCD display, or integrated into an LCD display.

Um entsprechende Farbverschiebungen aufgrund von Temperaturschwankungen korrigieren zu können, kann bei der Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ein Temperatursensor, insbesondere ein Heißleiter (NTC-Widerstand, NTC: engl. Abkürzung für negative temperature coefficient), vorgeschlagen sein. Besonders vorteilhaft ist es, diesen Temperatursensor in der Nähe großer Wärmequellen bei einem entsprechenden Display anzuordnen, da diese durch Erwärmung regelmäßig den größten Einfluss auf solche Temperaturveränderungen, die eine Verschiebung der Farborte bewirken, ausüben. Eine solche Wärmequelle kann zum Beispiel die LED(engl.: light-emitting diode)-Leiste der Hintergrundbeleuchtung (engl. backlight) darstellen.In order to be able to correct corresponding color shifts due to temperature fluctuations, in the case of the device for carrying out the method according to the invention, a temperature sensor, in particular a thermistor (NTC resistor, NTC: English abbreviation for negative temperature coefficient) be proposed. It is particularly advantageous to arrange this temperature sensor in the vicinity of large heat sources in a corresponding display, as they regularly exert the greatest influence on such temperature changes, which bring about a shift of the color locations, by heating. Such a heat source can be, for example, the LED (engl .: light-emitting diode) bar of the backlight.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden im Einzelnen dargestellt und unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert:An embodiment of the invention will be described in detail below and further explained by stating further advantages:

1 schematische Darstellung einer RGB-Skala in einem Koordinatensystem. 1 schematic representation of an RGB scale in a coordinate system.

1 zeigt noch einmal zur Verdeutlichung ein als Koordinatensystem 1 aufgetragenes RGB-System, bei dem eine Mischfarbe als Vektor 2 eingezeichnet ist. Die Koordinatenachsen R, G, B bezeichnen die entsprechenden Primärfarben Rot, Grün und Blau. Auf den Koordinatenachsen RGB sind die entsprechenden Graustufenwerte aufgetragen, welche den Intervallbereich 0 vom Ursprung bis m = 255 abdecken. Die entsprechende Mischfarbe, die durch den Vektor 2 dargestellt wird, besitzt die Koordinaten (r/g/b). Das heißt, sie setzt sich aus einer Addition der Farbe Rot mit dem Graustufenwert r, der Farbe Grün mit dem Graustufenwert g und der Farbe Blau mit dem Graustufenwert b zusammen. 1 shows again for clarity as a coordinate system 1 applied RGB system in which a mixed color as a vector 2 is drawn. The coordinate axes R, G, B denote the corresponding primary colors red, green and blue. On the coordinate axes RGB, the corresponding gray scale values are plotted, which cover the interval range 0 from the origin to m = 255. The corresponding mixed color by the vector 2 has the coordinates (r / g / b). That is, it is composed of an addition of the color red with the gray scale value r, the color green with the gray scale value g and the color blue with the gray scale value b.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können insbesondere die bereits oben beschriebenen Methoden kombiniert werden, aber auch alleine für sich jeweils angewendet werden. Hierzu im Einzelnen:
Erste Methode: Dabei geht es um einen besseren Mischfarbenabgleich, um bessere Primärfarben anzuzeigen. Leuchtendere, sattere Farben sind hierbei der Eindruck des Betrachters bei gleichzeitigem Eindruck einer einheitlichen Mischfarbe verschiedener Displays. Diese Methode kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass bei der Berechung der Graustufenwerte für eine verwendete Primärfarbe die jeweiligen Graustufenwerte der anderen Primärfarben berücksichtigt werden.
Zweite Methode: Diese behandelt die Anpassung der Primärfarben. Dabei wird entweder der Umstand ausgenutzt, dass die gelieferten Farbfilter gesättigtere Farben als nötig bereitstellen oder aber die Farben durch Rundung angepasst werden, da das menschliche Auge in der Nähe der Primärfarben Graustufenunterschiede schwächer wahrnimmt.
Dritte Methode: Hierbei wird durch eine Gammakorrektur der Grauverlauf der Primärfarben korrigiert. Zudem wird der Grauverlauf der Mischfarben angepasst. Damit gelingt eine digitale Anpassung der Farbverläufe über unterschiedliche Graustufen von unterschiedlichen Displays. In an advantageous embodiment, in particular the methods already described above can be combined, but also be used alone for each. In detail:
First method: It is about a better mixing color balance to display better primary colors. Brighter, richer colors are here the impression of the viewer with the simultaneous impression of a uniform mixed color of different displays. This method can be realized, for example, by taking into account the gray scale values of the other primary colors when calculating the gray scale values for a primary color used.
Second Method: This handles the adjustment of the primary colors. Either the circumstance is exploited that the supplied color filters provide more saturated colors than necessary or that the colors are adjusted by rounding, since the human eye perceives gray scale differences to be weaker in the vicinity of the primary colors.
Third method: Gamma correction corrects the gray color of the primary colors. In addition, the gray gradient of the mixed colors is adjusted. This enables a digital adaptation of the color gradients over different gray levels of different displays.

Insgesamt kann durch die Erfindung eine Verbesserung der Farbortstabilität (etwa bei Temperaturschwankungen) bzw. eine verbesserte Anpassung des tatsächlichen an den gewünschten Farbort erreicht werden.Overall, an improvement in the color stability (for example in the case of temperature fluctuations) or an improved adaptation of the actual to the desired color location can be achieved by the invention.

Bei einer temperaturbedingten Anpassung können im Grunde ähnliche Methoden, wie sie oben beschrieben wurden, angewandt werden, das heißt, die Anpassung kann anhand einer mathematischen Funktion erfolgen:
Die möglichen Algorithmen sollten vorzugsweise monotone und stetige Funktionen darstellen, um Schwankungen und Sprünge in der Darstellung der Bildinformation zu vermeiden.In the case of a temperature-related adaptation, basically similar methods as described above can be used, that is to say the adaptation can take place by means of a mathematical function:
The possible algorithms should preferably be monotonic and continuous functions in order to avoid fluctuations and jumps in the representation of the image information.

Der einfachste Fall eines Algorithmus besteht darin, dass man die am häufigsten verwendete Mischfarbe, i. A. Weiß, korrigiert. Hierzu muss zunächst bekannt sein, wie sich die Farbe ohne Korrektur verändert und wie dieses durch Graustufen repräsentiert werden kann.The simplest case of an algorithm is to use the most commonly used mixed color, i. A. White, corrected. For this purpose, it must first be known how the color changes without correction and how this can be represented by gray levels.

Als Beispiel wird im Folgenden ein RGB-Display verwendet, dessen Farbe Weiß angepasst werden soll.As an example, an RGB display whose color is to be adjusted white is used below.

Die Mischfarbe wird bei Raumtemperatur durch die Graustufengruppe {ΔGSi} repräsentiert. The mixed color is represented at room temperature by the grayscale group {ΔGS i }.

Beispiel: Die Farbe weiß wird durch das RGB-Tripel GSrot = 230; GSgrün = 245 und GSblau = 255 repräsentiert.Example: The color becomes white by the RGB-triple GS red = 230; GS green = 245 and GS blue = 255.

Nun muss die Graustufengruppe bei dem Stützwert der Temperatur Tx bestimmt werden, so dass die Farborte zum Beispiel nach der Methodik des Farbsystems CIE1976 (Lu'v') die gleichen sind, wie bei der Mischfarbe bei Raumtemperatur. Abgeleitet hiervon werden die Differenzen {ΔGSi} ermittelt.Now, the grayscale group at the support value of the temperature T x has to be determined so that the color locations CIE1976 (Lu'v ') are the same, for example, according to the methodology of the ink system, as in the color mixing at room temperature. Derived from this, the differences {ΔGS i } are determined.

Beispiel: Die Farbe weiß wird bei der Stütztemperatur von Tx = 85°C bläulicher und rötlicher, das heißt, das neue Tripel lautet zum Beispiel: GSrot = 225; GSgrün = 240 und GSblau = 250. Die Differenzen lauten demnach ΔGSrot = –5; ΔGSgrün = 0 und ΔGSblau = –5.Example: The color white becomes bluish and redder at the support temperature of T x = 85 ° C, that is, the new triple is for example: GS red = 225; GS green = 240 and GS blue = 250. The differences are therefore ΔGS red = -5; ΔGS green = 0 and ΔGS blue = -5.

Diese Differenzen werden nun linear an die Temperaturmessung angepasst. Hierzu kann ein möglicher Algorithmus lauten:

Figure 00090001
wobei ΔT den Messwert des Temperatursensors beinhaltet, welcher den Unterschied zur Ursprungstemperatur T0 angibt.These differences are now adjusted linearly to the temperature measurement. One possible algorithm for this is:
Figure 00090001
where ΔT contains the measured value of the temperature sensor, which indicates the difference to the original temperature T 0 .

Dementsprechend gibt es beispielsweise folgende Methoden:Accordingly, there are, for example, the following methods:

Erste Methode:First method:

Die Korrektur findet auch bei Primärfarben statt.The correction also takes place with primary colors.

Zweite Methode: Second method:

Es werden mehrere Stützstellen verwendet; damit ergibt sich ein Algorithmus in Form von

Figure 00090002
Several interpolation points are used; this results in an algorithm in the form of
Figure 00090002

Zudem kann eine nichtlineare Anpassung der Graustufen vorgenommen werden, um die Form der Helligkeitsverläufe bzw. die Form der temperaturbedingten Farbverschiebung besser zu repräsentieren.

Figure 00090003
In addition, a non-linear adjustment of the gray levels can be made to better represent the shape of the brightness gradients or the shape of the temperature-induced color shift.
Figure 00090003

Dritte Methode:Third method:

Die Anpassung kann auch mit Hilfe eines Gamma-Reglers, implementiert im Hardware-Konzept, realisiert werden. Ein solcher Gamma-Regler verfügt i. A. über Stützspannungen, welche geändert werden, um die Graustufenverläufe zu beeinflussen. Hierbei kann es wichtig sein, dass die Gamma-Regelung in Echtzeit geändert werden kann. Der Unterschied in dieser Variante ist, dass keine digitale Anpassung, sondern eine analoge Anpassung über die eingestellten Stützspannungen erfolgt. The adaptation can also be realized with the aid of a gamma controller, implemented in the hardware concept. Such a gamma controller has i. A. about support voltages, which are changed to affect the gray scale gradients. It may be important to be able to change the gamma control in real time. The difference in this variant is that there is no digital adjustment, but an analog adjustment via the adjusted backup voltages.

Claims (14)

Verfahren zur Anpassung von Farbdisplays, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zur Darstellung von Eingangsfarben, die an das Farbdisplay übermittelt werden, in Ausgangsfarben, die vom Farbdisplay dargestellt werden, wobei Eingangs- und Ausgangsfarben Primärfarben und Mischfarben umfassen und wobei die Helligkeit einer Primärfarbe durch einen Graustufenwert bestimmt wird und Mischfarben durch Addition von Primärfarben, denen jeweils bezüglich ihrer Helligkeit ein bestimmter Graustufenwert zugeordnet ist, gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Eingangsfarben in eine Ausgangsfarbe zur Anpassung geändert wird.Method for adapting color displays, in particular in motor vehicles, for representing input colors transmitted to the color display, in output colors represented by the color display, input and output colors comprising primary colors and mixed colors, and the brightness of a primary color being determined by a gray scale value is formed and mixed colors by addition of primary colors, each of which is associated with a given gray level value in terms of their brightness, characterized in that at least one of the input colors is changed to an output color for adaptation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Graustufenwerte wenigstens einer der Eingangsfarben anhand einer mathematischen Funktion geändert wird. A method according to claim 1, characterized in that at least one of the gray level values of at least one of the input colors is changed on the basis of a mathematical function. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Graustufenwert wenigstens einer der Primärfarben angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a gray level value of at least one of the primary colors is adjusted. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Graustufenwerte wenigstens einer der Primärfarben in Abhängigkeit von Graustufenwerten der übrigen Primärfarben geändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the gray level values of at least one of the primary colors is changed as a function of gray level values of the remaining primary colors. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Graustufe wenigstens einer der Primärfarben geändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum gray level of at least one of the primary colors is changed. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Primärfarben mit maximalem Graustufenwert dadurch geändert wird, dass sie durch eine Mischfarbe ersetzt wird, indem wenigstens eine weitere Primärfarbe beigemischt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the primary colors with maximum gray scale value is changed by being replaced by a mixed color by admixing at least one further primary color. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine durch eine Mischfarbe ersetzte Primärfarbe dadurch geändert wird, dass eine Rundung der Graustufenwerte der Primärfarben, aus denen sich die Mischfarbe zusammensetzt, geändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one replaced by a mixed color primary color is changed by that a rounding of the grayscale values of the primary colors, which make up the mixed color, is changed. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Graustufenwerte wenigstens einer der Primärfarben gemäß einer Exponentialfunktion erfolgt, insbesondere einer Gamma-Kennlinie.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change of the grayscale values of at least one of the primary colors takes place according to an exponential function, in particular a gamma characteristic. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung wenigstens einer der Eingangsfarben in eine Ausgangsfarbe anhand einer mathematischen Funktion erfolgt, die von der Temperatur abhängig ist, wobei die Temperatur mittels eines Temperatursensors gemessen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change of at least one of the input colors into an initial color takes place on the basis of a mathematical function which depends on the temperature, the temperature being measured by means of a temperature sensor. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein FPGA zur Anpassung der Graustufen vorhanden ist.Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that an FPGA for adjusting the gray levels is present. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese in die Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs integriert ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that it is integrated in the display device of a motor vehicle. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor, insbesondere ein NTC-Widerstand, zur Messung der Temperatur vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that a temperature sensor, in particular an NTC resistor, is provided for measuring the temperature. LCD-Display, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 integriert ist.LCD display, characterized in that a device according to one of claims 10 to 12 is integrated. LCD-Display nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine LED-Leiste für die Hintergrundbeleuchtung vorhanden und der Temperatursensor so angeordnet ist, dass die von der LED-Leiste erzeugte Wärme durch den Temperatursensor bestimmbar ist.LCD display according to claim 12, characterized in that an LED bar for the backlight is present and the temperature sensor is arranged so that the heat generated by the LED bar can be determined by the temperature sensor.
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