应用于显示装置的校正方法、校正装置以及建立色彩表现数据库的方法

摘要

本发明提供一种应用于显示装置的校正方法。首先，针对N种原始灰阶组合，该显示装置的色彩表现被分别量测，以产生N个量测结果。根据该N个量测结果，一组色彩混合公式被用以针对M种原始灰阶组合产生M个加成结果。随后，自该N个量测结果与该M个加成结果中，各自与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现被搜寻出来。该P个目标色彩表现系对应于P种目标灰阶组合。该P笔色彩表现系对应于该(N+M)种原始灰阶组合中的P种原始灰阶组合。利用该P种目标灰阶组合与相对应的该P种原始灰阶组合，供校正该显示装置的一查找表被建立。

说明书

技术领域

本发明与显示装置相关，并且尤其与用以校正显示装置的色彩表现的技术相关。

背景技术

近年来，随着各种电子产品的蓬勃发展，家庭剧院等多媒体系统日益普及。在多数多媒体系统中，最重要的硬件装置就属影像显示装置。对于显示装置的色彩表现，每个制造商或厂牌都有各自的偏好，期待藉此展现品牌特色或维持产品的一致性。由于每一批面板的色彩表现会因生产制程的细微差异略有不同，在新的一批产品出厂前，制造者通常须测试并调校其色彩显示设置。

先前技术中的一种做法是，由测试人员先选定一部具有符合期望的色彩表现的靶机(bench)，并量测出该靶机对应于各种输入信号的色彩表现，藉此建立一标准数据库。以靶机提供的灰阶范围是0～255为例，若选择红/绿/蓝三色各自的九种灰阶值(0，31，63，95，127，159，191，223，255)来排列组合，总共会有729(＝9*9*9)种灰阶组合。测试人员可依序将这729种灰阶组合输入靶机，并分别量测该靶机的输出画面的CIE XYZ数值，据此为该靶机的标准数据库产生729笔色彩表现参考数据。随后，测试人员可依序将多种红/绿/蓝灰阶组合输入一待测显示装置，并分别量测该待测显示装置的输出画面的CIE XYZ数值，藉此建立包含多笔取样数据的一取样数据库。接着，测试人员可自该取样数据库中选出色彩表现与该729笔参考数据最接近的729笔取样数据，以建立一个三维的映射(mapping)查找表。举例而言，假设该标准数据库中对应于红/绿/蓝灰阶值(0，0，0)的CIE XYZ值为X_RY_RZ_R，而该取样数据库中CIE XYZ值与X_RY_RZ_R最接近的取样数据为红/绿/蓝灰阶值(3，7，0)，则取样数据中的红/绿/蓝灰阶值(3，7，0)将被设定为与参考数据中的红/绿/蓝灰阶值(0，0，0)具有映射关系。该映像查找表会被储存至待测显示装置内部的存储器中。日后该待测显示装置接收到红/绿/蓝灰阶值(0，0，0)的输入数据时，便会依据上述映像关系控制其驱动电路送出红/绿/蓝灰阶值(3，7，0)。

可理解的是，取样数据库中的取样数据笔数愈多，愈有机会自其中找到色彩表现更接近于某一笔参考数据的取样数据。举例而言，若于建立取样数据库时测试所有待测显示装置可能呈现的红/绿/蓝灰阶组合，便总共会有16,777,216(＝256*256*256)笔取样数据。然而，由于量测工作十分耗时，在采用现行技术的情况下，要建立数据量如此庞大的取样数据库几乎是不可能的。因此，实际上可供比对的取样数据数量通常相当有限，导致即使是经过调校后的显示装置仍然难以具有近似靶机的色彩表现，甚至失去预先进行色彩调校的意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种新的色彩表现数据库建立方案。于根据本发明的校正方法及校正装置中，待测显示装置的色彩表现数据库中有一部分的色彩表现数据是透过色彩混合所产生。相较于实际量测某一种灰阶组合的色彩表现，利用色彩混合公式计算其色彩表现更为省时。藉此，不需要耗费大量人力及时间，便能建立取样数据数量庞大的色彩表现数据库，进而提升色彩校正的成效。

根据本发明的一具体实施例为一种应用于显示装置的校正方法。首先，针对N种原始灰阶组合，该显示装置的色彩表现被分别量测，以产生N个量测结果。根据该N个量测结果，一组色彩混合公式被用以针对M种原始灰阶组合产生M个加成结果。随后，自该N个量测结果与该M个加成结果中，各自与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现被搜寻出来。该P个目标色彩表现系对应于P种目标灰阶组合。该P笔色彩表现系对应于该(N+M)种原始灰阶组合中的P种原始灰阶组合。利用该P种目标灰阶组合与相对应的该P种原始灰阶组合，供校正该显示装置的一查找表被建立。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于显示装置的校正装置，其中包含一量测模块、一色彩混合模块、一搜寻模块与一查找表建立模块。该量测模块系用以分别针对N种原始灰阶组合，量测该显示装置的色彩表现，以产生N个量测结果。该色彩混合模块系用以根据该N个量测结果，利用一组色彩混合公式针对M种原始灰阶组合产生M个加成结果。该搜寻模块系用以自包含该N个量测结果与该M个加成结果的一色彩表现数据库中搜寻各自与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现。该P个目标色彩表现系对应于P种目标灰阶组合。该P笔色彩表现系对应于该(N+M)种原始灰阶组合中的P种原始灰阶组合。该查找表建立模块系用以利用该P种目标灰阶组合与相对应的该P种原始灰阶组合建立一查找表，供校正该显示装置之用。N为大于1的一整数，M为一正整数，P为一正整数。

根据本发明的另一具体实施例为一种为显示装置建立一色彩表现数据库的方法。首先，针对N种灰阶组合，该显示装置的色彩表现被分别量测，以产生N个量测结果。根据该N个量测结果，一组色彩混合公式被利用以针对M种灰阶组合产生M个加成结果。随后，包含该N个量测结果与该M个加成结果的该色彩表现数据库被建立。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例中的校正方法的流程图。

图2为根据本发明的一实施例中的校正装置的功能方块图。

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为一种应用于显示装置的校正方法，其流程图系绘示于图1。须说明的是，此处所谓本发明一辞系用以指称该等实施例所呈现的发明概念，但其涵盖范畴并未受限于该等实施例本身。此外，本揭露书中的数学表示式系用以说明与本发明的实施例相关的原理和逻辑，除非有特别指明的情况，否则不对本发明的范畴构成限制。本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，有多种技术可实现该等数学式所对应的物理表现形式。

首先，步骤S11为针对N种原始灰阶组合，分别量测受测显示装置的色彩表现，以产生N个量测结果。N为大于1的一整数。于一实施例中，在待测显示装置能呈现的最高灰阶值为255的情况下，N被设定为等于766，且该766种原始灰阶组合包含：(0，0，1)、(0，0，2)、...、(0，0，255)、(0，1，0)、(0，2，0)、...、(0，255，0)、(1，0，0)、(2，0，0)、...、(255，0，0)及(0，0，0)。除了包含对应于黑色的灰阶组合(0，0，0)之外，该766种原始灰阶组合还对应于亮度由低至高的255种红色、255种绿色和255种蓝色。在这个情况下，步骤S11便会产生766种量测结果，也就是待测显示装置的766种单色色彩表现。实务上，该等量测结果不限于特定形式，且各种色彩表现形式之间亦有互相转换的可能。举例而言，该N个量测结果可为CIE XYZ值或是CIE Lab值。

接着，步骤S12为根据步骤S11产生的N个量测结果，利用色彩混合公式针对M种原始灰阶组合产生M个加成结果。M为一正整数。换句话说，步骤S12为根据该N个量测结果进一步混合出其他原始灰阶组合的色彩表现。一实施例中，假设该M种原始灰阶组合中的一原始灰阶组合为(R_O，G_O，B_O)，对应为红绿蓝三色的色彩组合，且以(X′，Y′，Z′)表示其加成结果。于一实施例中，该组色彩混合公式可为：

X′＝X(R_O，0，0)+X(0，G_O，0)+X(0，0，B_O)，

Y′＝Y(R_O，0，0)+Y(0，G_O，0)+Y(0，0，B_O)，

Z′＝Z(R_O，0，0)+Z(0，G_O，0)+Z(0，0，B_O)，

其中X(R_O，0，0)、Y(R_O，0，0)、Z(R_O，0，0)代表原始灰阶组合(R_O，0，0)于CIEXYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，G_O，0)、Y(0，G_O，0)、Z(0，G_O，0)代表原始灰阶组合(0，G_O，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，0，B_O)、Y(0，0，B_O)、Z(0，0，B_O)代表原始灰阶组合(0，0，B_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现。值得注意的是，无论灰阶组合(R_O，G_O，B_O)中的三个灰阶值为何，上述色彩混合公式中做为运算基础的所有色彩表现都已包含于步骤S11所产生的766种量测结果内。举例而言，若待决定色彩表现的灰阶组合(R_O，G_O，B_O)为(125，79，200)，上述色彩混合公式据以计算(X′，Y′，Z′)的便是三种灰阶组合(125，0，0)、(0，79，0)、(0，0，200)的色彩表现。

若测试人员的目标在于令取样数据库涵盖所有待测显示装置可能呈现的红/绿/蓝灰阶组合的色彩表现，也就是建立取样数据总数量为16,777,216(＝256*256*256)的取样数据库，则步骤S12中的数值M可被设定为16,777,216-N(例如16,777,216-766＝16,776,450)。易言之，除了于步骤S11中透过量测产生的N种色彩表现之外，可于步骤S12中藉由计算找出待测显示装置所有可能的色彩表现。须说明的是，M可为其他任何正整数，且可由测试人员根据实际需要决定。相较于实际量测某一种灰阶组合的色彩表现，利用色彩混合公式计算其色彩表现更为省时。经实验证明，虽然根据上述色彩混合公式计算所得的混合结果(X′，Y′，Z′)与待测显示装置实际对应于灰阶组合(R_O，G_O，B_O)的色彩表现可能略有出入，但两者已相当接近。

于另一实施例中，步骤S11中的数值N被设定为等于1,021，且该1,020种原始灰阶组合包含：(0，0，1)、(0，0，2)、...、(0，0，255)、(0，1，0)、(0，2，0)、...、(0，255，0)、(1，0，0)、(2，0，0)、...、(255，0，0)、(0，0，0)、(1，1，1)、...、(255，255，255)。除了对应于亮度由低至高的255种红色、255种绿色和255种蓝色，该1,021种原始灰阶组合还对应于256种亮度不同的灰色(最深为黑色，最浅为白色)。在这个情况下，步骤S12所采用的该组色彩混合公式可为：

X′＝X_R+X_G+X_B，

Y′＝Y_R+Y_G+Y_B，

Z′＝Z_R+Z_G+Z_B，

$>X_R=X(R_O,\mathrm{0,0})\times \frac{X(R_O,R_O,R_O)}{X(R_O,0,0)+X(0,R_O,0)+X(\mathrm{0,0},R_O)},$>

$>X_G=X(0,G_O,0)\times \frac{X(G_O,G_O,G_O)}{X(G_O,\mathrm{0,0})+X(0,G_O,0)+X(\mathrm{0,0},G_O)},$>

$>X_B=X(\mathrm{0,0},B_O)\times \frac{X(B_O,B_O,B_O)}{X(B_O,0,0)+X(0,B_O,0)+X(\mathrm{0,0},B_O)},$>

$>Y_R=Y(R_O,\mathrm{0,0})\times \frac{Y(R_O,R_O,R_O)}{Y(R_O,0,0)+Y(0,R_O,0)+Y(\mathrm{0,0},R_O)},$>

$>Y_G=Y(0,G_O,0)\times \frac{Y(G_O,G_O,G_O)}{Y(G_O,\mathrm{0,0})+Y(0,G_O,0)+Y(\mathrm{0,0},G_O)},$>

$>Y_B=Y(\mathrm{0,0},B_O)\times \frac{Y(B_O,B_O,B_O)}{Y(B_O,0,0)+Y(0,B_O,0)+Y(\mathrm{0,0},B_O)},$>

$>Z_R=Z(R_O,\mathrm{0,0})\times \frac{Z(R_O,R_O,R_O)}{Z(R_O,0,0)+Z(0,R_O,0)+Z(\mathrm{0,0},R_O)},$>

$>Z_G=Z(0,G_O,0)\times \frac{Z(G_O,G_O,G_O)}{Z(G_O,\mathrm{0,0})+Z(0,G_O,0)+Z(\mathrm{0,0},G_O)},$>

$>Z_B=Z(\mathrm{0,0},B_O)\times \frac{Z(B_O,B_O,B_O)}{Z(B_O,0,0)+Z(0,B_O,0)+Z(\mathrm{0,0},B_O)},$>

其中X(R_O，0，0)、Y(R_O，0，0)、Z(R_O，0，0)代表原始灰阶组合(R_O，0，0)于CIEXYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，G_O，0)、Y(0，G_O，0)、Z(0，G_O，0)代表原始灰阶组合(0，G_O，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，0，B_O)、Y(0，0，B_O)、Z(0，0，B_O)代表原始灰阶组合(0，0，B_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(R_O，R_O，R_O)、Y(R_O，R_O，R_O)、Z(R_O，R_O，R_O)代表原始灰阶组合(R_O，R_O，R_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(G_O，G_O，G_O)、Y(G_O，G_O，G_O)、Z(G_O，G_O，G_O)代表原始灰阶组合(G_O，G_O，G_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(B_O，B_O，B_O)、Y(B_O，B_O，B_O)、Z(B_O，B_O，B_O)代表原始灰阶组合(B_O，B_O，B_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，R_O，0)、Y(0，R_O，0)、Z(0，R_O，0)代表原始灰阶组合(0，R_O，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，0，R_O)、Y(0，0，R_O)、Z(0，0，R_O)，代表原始灰阶组合(0，0，R_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(G_O，0，0)、Y(G_O，0，0)、Z(G_O，0，0)，代表原始灰阶组合(G_O，0，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，0，G_O)、Y(0，0，G_O)、Z(0，0，G_O)，代表原始灰阶组合(0，0，G_O)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(B_O，0，0)、Y(B_O，0，0)、Z(B_O，0，0)，代表原始灰阶组合(B_O，0，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现，X(0，B_O，0)、Y(0，B_O，0)、Z(0，B_O，0)，代表原始灰阶组合(0，B_O，0)于CIE XYZ色彩空间中的色彩表现。

前述两组色彩混合公式的主要差异在于，第二组色彩混合公式得出的加成结果更为接近实际色彩表现，但运算程序较为复杂。相似地，无论灰阶组合(R_O，G_O，B_O)中的三个灰阶值为何，第二组色彩混合公式中做为运算基础的所有色彩表现都已包含于步骤S11所产生的1,021种量测结果内。举例而言，若待决定色彩表现的灰阶组合(R_O，G_O，B_O)为(125，79，200)，上述色彩混合公式据以计算(X′，Y′，Z′)的是以下十二种灰阶组合的色彩表现：(125，0，0)、(0，125，0)、(0，0，125)、(125，125，125)、(79，0，0)、(0，79，0)、(0，0，79)、(79，79，79)、(200，0，0)、(0，200，0)、(0，0，200)、(200，200，200)。相对应地，当数值N等于1,021，数值M可被设计为16,776,195(＝16,777,216-1,021)。

步骤S13为建立包含该N个量测结果与该M个加成结果的一色彩表现数据库，也就是整理出待测显示装置对应于(N+M)种灰阶组合的(N+M)种色彩表现。

接着，步骤S14为自步骤S13建立的色彩表现数据库中搜寻各自与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现。P为一正整数。易言之，步骤S14为自待测显示装置的(N+M)种色彩表现中找出与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现。该P个目标色彩表现对应于P种目标灰阶组合，且为测试人员期望待测显示装置被校正后达成的色彩表现。实务上，该P个目标色彩表现在执行步骤S14前便为已知信息。举例而言，P可能等于729，而该729个目标色彩表现为量测一靶机对应于729种灰阶组合所得的CIE XYZ值。

于实际应用中，针对某一个目标色彩表现，可利用循环式运算程序逐一比对该(N+M)种色彩表现与该目标色彩表现的差异，并找出差异最小者。如本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，决定两个色彩表现的差异的方式有很多，例如根据下列方程式评估CIE XYZ色彩空间中的第一色彩表现(X₁，Y₁，Z₁)与第二色彩表现(X₂，Y₂，Z₂)的差异ΔE：

$>\mathrm{\Delta E}=\sqrt{{(X_1-X_2)}^2+{(Y_1-Y_2)}^2+{(Z_1-Z_2)}^2},$>

或根据下列方程式评估CIE Lab色彩空间中的第一色彩表现(L₁，a₁，b₁)与第二色彩表现(L₂，a₂，b₂)的差异ΔE：

$>\mathrm{\Delta E}=\sqrt{{(L_1-L_2)}^2+{(a_1-a_2)}^2+{(b_1-b_2)}^2}.$>

如上所述，根据本发明的色彩表现数据库中的取样数据数量与N和M的大小相关，但不以特定数值为限。于实际应用中，较理想的设计是令(N+M)为P的八倍以上，有助于缩小自色彩表现数据库中被搜寻出的P笔色彩表现各自与P个目标色彩表现的差异的总平均值，进而提升将靶机的色彩表现复制至待测显示装置的效果。

显然，该P笔色彩表现系对应于该(N+M)种原始灰阶组合中的P种原始灰阶组合。随后，步骤S15为利用该P种目标灰阶组合与相对应的该P种原始灰阶组合建立一查找表，供校正待测显示装置之用。该查找表可被视为储存有P种映像关系。须说明的是，步骤S11～S15的运行时间通常会是在显示装置出厂前，而步骤S15所建立的查找表主要是供显示装置出厂后的校正程序使用。举例而言，在供用户观看影像的一般运作模式中，针对输入信号中的某一灰阶组合，该显示装置可以此输入灰阶组合为索引，自上述查找表中找出与该输入灰阶组合相同或最接近的一种目标灰阶组合，并控制其驱动电路送出对应于该目标灰阶组合的原始灰阶组合。

实务上，当输入灰阶组合介于多种目标灰阶组合间，也就是同时接近于多种目标灰阶组合时，显示装置亦可同时找出对应于该多种目标灰阶组合的多种原始灰阶组合，并根据该多种原始灰阶组合内插产生一种新的灰阶组合。该内插技术为本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，因此不再赘述。

根据本发明的一具体实施例为一种应用于显示装置的校正装置，其功能方块图系绘示于图2。校正装置200包含一量测模块22、一色彩混合模块24、一搜寻模块26与一查找表建立模块28。量测模块22系用以分别针对N种原始灰阶组合，量测显示装置300的色彩表现，以产生N个量测结果。色彩混合模块24系用以根据该N个量测结果，利用一组色彩混合公式针对M种原始灰阶组合产生M个加成结果。搜寻模块26系用以自包含该N个量测结果与该M个加成结果的一色彩表现数据库中搜寻各自与P个目标色彩表现最接近的P笔色彩表现。该P个目标色彩表现系对应于P种目标灰阶组合。该P笔色彩表现系对应于该(N+M)种原始灰阶组合中的P种原始灰阶组合。查找表建立模块28系用以利用该P种目标灰阶组合与相对应的该P种原始灰阶组合建立一查找表32，供校正显示装置300之用。N为大于1的一整数，M为一正整数，P为一正整数。

实务上，查找表32可被储存在显示装置300内建的存储器中。先前在介绍图1呈现的校正流程时描述的各种操作变化(例如使用不同的色彩混合公式)亦可应用至校正装置200，其细节亦不再赘述。

根据本发明的另一具体实施例为一种为显示装置建立一色彩表现数据库的方法。首先，针对N种灰阶组合，该显示装置的色彩表现被分别量测，以产生N个量测结果。根据该N个量测结果，一组色彩混合公式被利用以针对M种灰阶组合产生M个加成结果。随后，包含该N个量测结果与该M个加成结果的该色彩表现数据库被建立。易言之，根据本发明的色彩表现数据库可被应用至建立校正查找表之外的情况。

如上所述，本发明提出一种新的色彩表现数据库建立方案。于根据本发明的校正方法及校正装置中，待测显示装置的色彩表现数据库中有一部分的色彩表现数据是透过色彩混合所产生。相对于实际量测某一种灰阶组合的色彩表现，利用色彩混合公式计算其色彩表现更为省时。藉此，不需要耗费大量人力及时间，便能建立取样数据数量庞大的色彩表现数据库(甚至可涵盖显示装置可能呈现的所有色彩表现)，进而提升色彩校正的成效。

藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露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相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。