TW201337903A - 將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法，該方法係應用於一顯示器，且包括下列步驟：分別設定已知理想白色、紅色、綠色及藍色之色度座標值，並分別假設其亮度值，再以CIE XYZ表色系統，將上述理想白色、紅色、綠色、藍色之色度座標值及亮度值，皆換算成三刺激值；接著於該面板上分別顯示數個不同灰階值之全白影像畫面，並以量測裝置量測該面板，分別獲得一原始白色的三刺激值、一組背景刺激值及複數亮度參數；將該理想白色、該紅色、該綠色、該藍色及該原始白色的三次激值分別扣除該組背景刺激值，以分別獲得一組第一修正刺激值、一組第二修正刺激值、一組第三修正刺激值、一組第四修正刺激值及一組第五修正刺激值；嗣，依據格拉斯曼配色定律，該組第一修正刺激值及該組第五修正刺激值能分別由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值依一定的混合比例混合而成，而分別求出一第一混合比例及一第二混合比例；依據該第一混合比例及該第二混合比例求出一組增益常數；由該等複數亮度參數求出該面板之一灰階亮度曲線值，並以該灰階亮度曲線值修正該組增益常數，以求得一組調校增益值。如此，該顯示器即能依據該組調校增益值自動調校該面板之色彩表現，以有效解決傳統手動調校灰階白平衡所造成的時間及人力的浪費問題，且由於已針對該顯示器之白色亮度參數進行修正，故能提高該顯示器畫面表現之一致性。

Description

將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法

本發明係有關顯示器之灰階白平衡的調校方法，尤指一種可自動量測及調校顯示器的灰階白平衡，並藉偵測顯示器面板之白色亮度參數，提高其調校的精準度之方法，以解決傳統手動進行調校所耗費之工時及人力成本，且令顯示器能呈現出最佳的色彩表現。

按，為了達成與使用者互動溝通之目的，許多電子裝置(如：電視機、個人電腦、數位相框、個人數位助理或智慧型手機等)都設有一顯示器，以便使用者能透過該顯示器之一面板觀看呈現於其上的各種資訊。做為視覺資訊的傳達媒介，顯示器的畫面表現一直是相關技術領域研究發展的重點之所在。因此，為使顯示器的畫面表現能達到一定的正確性與一致性，廠商必須在出貨前對各顯示器之灰階白平衡(Grayscale white balance)逐一進行調整，傳統上的作法係以量測裝置分別量測各顯示器呈現白色時的色溫及色偏差，再以手動方式逐一調整各該顯示器之紅、綠、藍三原色的增益值(Gain)，直到其所呈現的白色接近於目標色溫及色偏差為止。然而，此一手動調校灰階白平衡參數的作法，不但非常耗費時間及人力，且難以避免在調校的過程中產生人為誤差，以致調校工作的進行效率十分低落。

承上，為能加快灰階白平衡參數的調校速度，以節省時間及人力的成本，部份廠商會由每一批次生產的顯示器中，先挑選一顯示器進行灰階白平衡參數的調校作業，嗣，依調校該顯示器時所獲得的紅、綠、藍三原色的一組增益值，作為用以調校同一批次生產之其它顯示器的增益值，簡言之，同一批次生產的顯示器係依固定之一組增益值進行調校。查，由於面板的材料與製程等因素，即使是同一廠牌、相同製程且同一批次生產的顯示器，在製作與組裝完成後，各別顯示器之間的色彩表現仍必然會有相當程度的差異，故，此種調校方式，雖加快了顯示器之灰階白平衡的調校速度，並節省了大量的時間及人力成本，然而，卻無法兼顧不同顯示器間存在的色彩特性之差異，而犧牲了多數顯示器的色彩表現，以致顯示器的色彩表現無法達到一致，因此仍有出貨品質不穩定之問題。

為解決上述問題，發明人曾提出一種自動量測及調校顯示器的灰階白平衡之方法，如臺灣第I316822號發明專利所揭露之方法，該方法係將一白色畫面之數位資訊輸入至一顯示器，以在該顯示器之面板上顯示一實際白色畫面，並量測該實際白色畫面的量測色度值及量測亮度值，嗣，依據色度學的格拉斯曼配色定律進行計算，以求得將該實際白色畫面的量測色度值及量測亮度值轉換成一理想白色畫面的理想色度值及理想亮度值所需之一組增益常數，並將該組增益常數設定至該顯示器，以令該顯示器能依據該組增益常數處理後續輸入之數位資訊，並據以呈現出符合理想畫面表現之影像，如此，便能在兼顧各別顯示器的色彩表現之差異的前提下，達成自動調校顯示器之灰階白平衡的效果。

雖然發明人所設計的方法已大幅提昇了顯示器校正的便利性與正確性，惟，發明人認為該方法仍不夠完善，究其原因，係由於顯示器之面板不僅在色彩表現上有相當的差異，各該面板之灰階亮度曲線(Gamma Curve)亦各不相同，因此，透過前述方法分別針對各該顯示器進行調校後，顯示器之畫面表現仍會產生差異，故，如何在顯示器之調校技術上精益求精，以令相關廠商能藉技術水準的提昇，生產出更高品質的產品，即成為本發明在此亟欲解決之課題。

為確保所有顯示器之畫面皆能達到一定的正確性與一致性，且在此前提下，提供一種自動調校顯示器之灰階白平衡的調校技術，發明人長年浸淫於相關技術領域，經過長久地細心研究及驗證，乃開發出本發明之一種將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法。

本發明之目的，係提供一種將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法，該方法係應用於一顯示器，且包括下列步驟：分別設定已知理想白色、紅色、綠色及藍色之色度座標值，並分別假設其亮度值，再以CIE XYZ表色系統，將上述理想白色、紅色、綠色、藍色之色度座標值及亮度值，皆換算成三刺激值；接著於該面板上分別顯示數個不同灰階值之全白影像畫面，並以量測裝置量測該面板，以分別獲得一原始白色的三刺激值、一組背景刺激值及複數亮度參數；將該理想白色、該紅色、該綠色、該藍色及該原始白色的三激值分別扣除該組背景刺激值，以分別獲得一組第一修正刺激值、一組第二修正刺激值、一組第三修正刺激值、一組第四修正刺激值及一組第五修正刺激值；嗣，依據格拉斯曼配色定律，該組第一修正刺激值及該組第五修正刺激值能分別由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值依一定的混合比例混合而成，而分別求出一第一混合比例及一第二混合比例；依據該第一混合比例及該第二混合比例求出一組增益常數；由該等複數亮度參數求出該面板之一灰階亮度曲線值，並以該灰階亮度曲線值修正該組增益常數，以求得一組調校增益值。如此，該顯示器即能依據該組調校增益值自動調校該面板之色彩表現，以有效解決傳統手動調校灰階白平衡所造成的時間及人力的浪費問題，且由於已針對該面板之漏光因素及灰階亮度曲線值進行修正，故能提高該顯示器畫面表現之一致性。

為便　貴審查委員能對本發明之目的、構造裝置、技術特徵及其功效，有更進一步的認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法，該方法係應用至一顯示器，且當該顯示器接受到一攜帶有原始白色資訊之一輸入訊號，並依該輸入訊號於該顯示器之一面板顯示一原始白色時，該方法能在量測並獲得該原始白色之一組原始刺激值後，透過一定的計算方式，求得一組調校增益值，以令該輸入訊號能藉該組調校增益值而被轉換成一輸出訊號，進而使該顯示器能依該輸出訊號於該面板上呈現一理想白色。該方法所使用的計算方式係根據格拉斯曼配色定律所述之原理，即，任意色光皆能以紅、綠、藍三原色混合而成之自然法則，求得一組增益常數，並藉由該面板之灰階亮度曲線值修正該組增益常數，以求得該組調校增益值。

為能明確指出本發明所據以實施之技術背景，茲針對本發明之原理進行說明。按，在國際照明協會(Commission Intornation De'l E'clairage，簡稱CIE)於1931年所制定的CIE 1931表色系統中，係透過三個刺激值參數X、Y及Z對人類所能感知的色彩進行描述，意即，若欲藉由CIE 1931表色系統描述某目標色溫下之一理想白色W _i ，該理想白色W _i 係以三刺激值X _wi 、Y _wi 及Z _wi 表示如下：

W _i (X _wi ,Y _wi ,Z _wi )

同理，色度空間中之紅色R _i 、綠色G _i 及藍色B _i 能以其三刺激值分別表示如下：

R _i (X _ri ,Y _ri ,Z _ri )

G _i (X _gi ,Y _gi ,Z _gi )

B _i (X _bi ,Y _bi ,Z _bi )

此外，當一顯示器接收到攜帶有原始白色資訊之一輸入訊號，並依該輸入訊號於該顯示器之一面板顯示一原始白色W _p 時，可藉由量測裝置直接量測該原始白色W _p ，並將該原始白色W _p 之三刺激值定義為一組原始刺激值X _wp 、Y _wp 及Z _wp ，此時，該原始白色W _p 能以該組原始刺激值表示如下：

W _p (X _wp ,Y _wp ,Z _wp )

承上，考慮到不同面板間於全黑畫面時之漏光程度不盡相同，故，進一步修正前述之各該刺激值，以期能排除各別面板間漏光程度之差異所產生的誤差，令各該顯示器在經過調校後，其畫面表現能獲得更高的正確性與一致性。茲針對本發明中用以排除漏光因素之技術，說明其原理如下：

當該顯示器接收另一輸入訊號，且該另一輸入訊號攜帶有灰階值為零(即，全黑畫面)之一影像資訊時，該顯示器能於該面板上顯示灰階值為零之一背景畫面W ₀，此時，藉由量測裝置量測該背景畫面W ₀，並將該背景畫面W ₀之三刺激值定義為一組背景刺激值X _{w 0}、Y _{w 0}及Z _{w 0}，此時，該背景畫面W ₀能以該組背景刺激值表示如下：

W ₀(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})

將該理想白色W _i 之三刺激值扣除該背景畫面W ₀之該組背景刺激值，以獲得一組第一修正刺激值；將該紅色R _i 之三刺激值扣除該背景畫面W ₀之該組背景刺激值，以獲得一組第二修正刺激值；將該綠色G _i 之三刺激值扣除該背景畫面W ₀之該組背景刺激值，以獲得一組第三修正刺激值；將該藍色B _i 之三刺激值扣除該背景畫面W ₀之該組背景刺激值，以獲得一組第四修正刺激值；將該原始白色W _p 之三刺激值扣除該背景畫面W ₀之該組背景刺激值，以獲得一組第五修正刺激值。本發明係依下列公式(1)～(5)所示，對該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 、該藍色B _i 及該原始白色W _p 之三刺激值，進行下列修正：

嗣，根據格拉斯曼配色定律所述之原理，該組第一修正刺激能由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值依一定的混合比例混合而成，故，在此特將其定義為一第一混合比例M ₁，該第一混合比例M ₁係以各該修正刺激值的混合比例值m _ri 、m _gi 及m _bi 表示如下：

M ₁(m _ri ,m _gi ,m _bi )

意即，一單位亮度之該組第一修正刺激值，係由m _ri 單位之該組第二修正刺激、m _gi 單位之該組第三修正刺激值及m _bi 單位之該組第四修正刺激值共同混合形成，如下列公式(6)所示：

同理，根據格拉斯曼配色定律所述之原理，該組第五修正刺激能由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值依一定的混合比例混合而成，故，在此特將其定義為一第二混合比例M ₂，該第二混合比例M ₂，係以各該修正刺激值的混合比例值m _rp 、m _gp 及m _bp 表示如下：

M ₂(m _rp ,m _gp ,m _bp )

意即，一單位亮度之該原始白色W _p ，係由m _rp 單位之該紅色R _i 、m _gp 單位之該綠色G _i 及m _bp 單位之該藍色B _i 共同混合形成，如下列公式(7)所示：

為使該顯示器在接收到該輸入訊號時，能將該輸入訊號轉換成一輸出訊號，以令該顯示器能依該輸出訊號，於該面板上呈現出符合該理想白色W _i 之影像畫面，而非直接依該輸入訊號，於該面板上呈現出符合該原始白色W _p 之影像畫面，故，藉由該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂，求出將該輸入訊號轉換成該輸出訊號所需之一組增益常數C，該組增益常數C能以各增益常數c _r 、c _g 及c _b 表示如下：

C(c _r ,c _g ,c _b )

由於該組增益常數C相當於該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂之比值，因此該組增益常數C與該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂間之關係，將如下列公式(8)所示：

嗣，為使具有不同灰階亮度曲線(Gamma Curve)之各該面板均能呈現出相同的畫面表現，本發明特別導入各該面板中與白色亮度參數相關之一灰階亮度曲線值γ _W ，以藉該灰階亮度曲線值γ _W 對該組增益常數C進行修正，進而求得適用於各該面板之一組調校增益值G，該組調校增益值G能以各調校增益值G _r 、G _g 及G _b 表示如下：

G(G _r ,G _g ,G _b )

該灰階亮度曲線值γ _W 之獲得方式，係藉由將攜帶有不同灰階值之白色資訊的輸入訊號輸入至該顯示器，令該顯示器能於該面板上顯示複數組不同灰階值之白色，同時，藉量測裝置分別量測並獲取該面板所呈現之白色畫面的複數個亮度參數，嗣，依據該等亮度參數計算出該面板之該灰階亮度曲線值γ _W 。查，一般常用於灰階亮度曲線修正之公式如下列公式(9)所示：

輸出亮度=(最大亮度-最小亮度)‧(灰階值/255)^γ+最小亮度　……………(9)

其中γ係灰階亮度曲線值，因此，該組調校增益值G之各調校增益值G _r 、G _g 及G _b ，能透過下列公式(10)所示之算式求得：

惟，本發明並不以此為限，本發明所提供之方法，係在獲取對應一面板之白色畫面的灰階亮度曲線值γ _W 後，能依該灰階亮度曲線值γ _W ，對同樣獲取自該面板之一組增益常數C進行修正，據以求得一組調校增益值G，以令該顯示器能依據該組調校增益值G，對其後續接收到的其他輸入訊號進行增益補償；本發明之核心精神，係為了排除因不同面板間灰階亮度曲線之差異所產生的誤差，而藉由導入該灰階亮度曲線值γ _Ｗ ，以提高該顯示器畫面表現之一致性。查，不同類型的顯示器之灰階亮度曲線往往具有不同的特性(如：LCD顯示器與CRT顯示器具有不同的灰階亮度曲線計算公式)，為了因應此一現象，相關技術領域已研發出各種不同的灰階亮度曲線修正公式，例如國際電信聯盟(International Telecommunication Union，簡稱ITU)針對其所制定的ITU-R BT.709標準，亦提供了一套不同於前述公式(9)的灰階亮度曲線修正公式，因此，若在求得該灰階亮度曲線值γ _W 後，依ITU所提供之公式對該組增益常數C進行修正，而求得另一組調校增益值G'，同樣符合本發明之精神，而應屬不脫本案所欲主張保護之範疇，合先陳明。由以上說明可知，只要係藉該灰階亮度曲線值γ _W ，對前述方式計算出之該組增益常數C進行修正，即符合本發明之核心精神，至於將該組增益常數C轉換為該組調校增益值G時，進行修正運算所使用的計算公式則不在此限。

為能更清楚、明確地說明本發明之實施方式，茲舉一較佳實施例，以說明當廠商透過本發明之方法對一顯示器進行調校，以令該顯示器能對其後續接收到之輸入訊號進行增益補償時，其實施過程及方法，請參閱第1圖所示，本發明係應用至一顯示器11，該顯示器11具備一系統電路板111、一面板112及一記憶體113，其中該系統電路板111包括一視訊解碼器(Video Decoder)111a、一解交錯掃瞄器(De-interlacer)111b及一縮放控制器(Scaler)111c，當儲存有影像資訊之一輸入訊號被傳輸至該顯示器11時，該視訊解碼器111a、該解交錯掃瞄器111b及該縮放控制器111c能依序對該輸入訊號進行處理，以使該輸入訊號能被轉換成一輸出訊號，且該縮放控制器111c能依該輸出訊號，於該面板112上呈現出一影像畫面；於此一實施例中，該記憶體113係與該縮放控制器111c相連接，以令該縮放控制器111c能依儲存於該記憶體113之資訊，對其所接收到的輸入訊號進行處理。嗣，廠商能藉一量測裝置12對該面板112進行量測，以獲得呈現於該面板112之畫面的影像參數(如色度座標值、亮度值或三刺激值)，並將其量測所得之參數輸入至一運算單元13，此外，該運算單元13尚能與一輸入裝置14及該記憶體113相連接，以令廠商能透過該輸入裝置14提供其他參數予該運算單元13，且使該運算單元13能依據該量測裝置12所獲得之各該畫面的影像參數或廠商所提供的其他參數，執行後續之計算程序，並將計算之結果寫入至該記憶體113。

復請參閱第1圖所示，若廠商希望能藉由調校該顯示器11之灰階白平衡，以令該顯示器11之該面板112能呈現出白色色溫為D93的畫面，由於在CIE 1931表色系統之色度座標圖中，於D93等溫線上所定義之白色點的(x,y)色度座標值係(0.283,0.298)，故將色度座標值(0.283,0.298)定義為此較佳實施例之一理想白色W _i 的色度座標值，惟，該理想白色W _i 之色度座標值並不以此為限，廠商亦可選用其他色度座標值做為該理想白色W _i 之色度座標值，例如：採用D65做為目標色溫，並以等溫線上的白色點之色度座標值(0.313,0.329)做為該理想白色W _i 之色度座標值，或是在其他實施例中，自行定義其他色度座標值做為該理想白色W _i 之色度座標值，廠商得視實際需求自行變化該理想白色W _i 之色度座標值，合先陳明。

嗣，選取色度座標圖上的三個色點做為三原色，據此分別定義出紅色R _i 、綠色G _i 及藍色B _i 之色度座標值，於此較佳實施例中，係根據歐洲廣播聯盟(European Broadcasting Union，簡稱EBU)所制定的視訊規範，將該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 之色度座標值分別定義為(0.64,0.33)、(0.29,0.6)及(0.15,0.06)，惟，該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 之色度座標值，並不限於採用已知視訊規範所定義的三原色之座標值，廠商亦可視需求自行定義該等三原色之色度座標值。

在CIE所制定的表色系統中，若是在(x,y)色度座標值之外再導入一亮度參數Y，即可將具有特定色度座標值及特定亮度值之一色彩定義至CIE所制定的色彩空間中，此時該色彩能依其色度座標值及亮度值表示為(x,y,Y)，此外，依據CIE所制定的表色系統轉換公式可知，該色彩的色度座標值及亮度值(x,y,Y)可依下列公式(11)轉換成三個刺激值參數X、Y及Z：

由於三個刺激值參數X、Y及Z均包含一個因數Y，故，能將公式(11)進一步簡化成下列公式(12)：

因此，當廠商透過該輸入裝置14將前述之該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 輸入至該運算單元13，且針對該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 分別給定一亮度值Y _wi 、Y _ri 、Y _gi 及Y _bi ，並將該等亮度值輸入至該運算單元13後，該運算單元13可依公式(12)分別求得該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 之三刺激值，且令該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 能分別依下列公式(13)～(16)，以其亮度值Y _wi 、Y _ri 、Y _gi 及Y _bi 表示如下：

W _i (X _wi ,Y _wi ,Z _wi )=(0.9497,1,1.4060)‧Y _wi ………………(13)

R _i (X _ri ,Y _ri ,Z _ri )=(1.9393,1,0.0909)‧Y _ri …………………(14)

G _i (X _gi ,Y _gi ,Z _gi )=(0.4833,1,0.1833)‧Y _gi ………………(15)

B _i (X _bi ,Y _bi ,Z _bi )=(2.500,1,13.1667)‧Y _bi ………………(16)

在此需特別一提的是，前述之該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 及該藍色B _i 之三刺激值的獲得方式，係由廠商先分別定義對應色點之色度座標值，再分別給予一亮度值，以令該運算單元13能透過前述計算方式求得該等色點之三刺激值，惟，本發明並不以此為限，廠商亦可視其需要，直接定義分別對應各該色點之三刺激值，並透過該輸入裝置14分別將對應於各該色點之三刺激值輸入至該運算單元13，合先陳明。至此，廠商已將其所預期之畫面表現，藉由前述之前置作業完成定義，嗣，為使該顯示器11能在該面板112上呈現出廠商所預期的畫面表現，廠商必須針對該顯示器11進行量測及調校。

請交互參照第1圖及第2圖所示，在此較佳實施例中，廠商係將複數組輸入訊號輸入至該顯示器11，該等輸入訊號分別攜帶有不同灰階值之白色影像資訊，以令該顯示器11能依據該等輸入訊號，於該面板112上呈現出具有不同灰階值之白色影像W _n ，此時，廠商能藉該量測裝置12量測該面板112所顯示之畫面的三刺激值，以令該量測裝置12能分別獲得各該白色影像W _n 的三刺激值以及複數個不同灰階值之白色影像W _n 的複數個亮度參數Y _wn ，嗣，該量測裝置12能將其量測所得的數值分別輸入至該運算單元13，以令該運算單元13能依據各該畫面的三刺激值執行後續之計算程序，或依據該等亮度參數Y _wn 計算出該面板112之一灰階亮度曲線值γ _W 。按，由於該灰階亮度曲線值γ _W 之計算方式係相關領域的習知技術，故本文將不再贅述其計算過程，在此較佳實施例中，根據該等亮度參數Y _wn 求得之該灰階亮度曲線值γ _W 係2.45。

在該顯示器11尚未經過調校前，當該顯示器11接收到一輸入訊號，且該輸入訊號攜帶有原始白色的影像資訊時，該顯示器11會依該輸入訊號所攜帶之資訊在該面板112上顯示一原始白色W _p 之影像畫面，此時，廠商能藉由該量測裝置12直接量測該原始白色W _p 之三刺激值，在此較佳實施例中，該原始白色W _p 能依下列公式(17)，以其三刺激值表示如下：

W _p (X _wp ,Y _wp ,Z _wp )=(65.1595,69.4793,72.6394)………(17)

按，雖然在此較佳實施例中，廠商係以該量測裝置12直接量測該面板112所顯示之影像畫面的三刺激值，惟，實際施作時並不以此為限，廠商亦可透過該量測裝置12量測其他相關參數(例如：量測該面板112所顯示之影像畫面的色度座標值與亮度值)，並透過該運算單元13間接求得該面板112所顯示之影像畫面的三刺激值。

為了排除因各別面板間漏光程度之差異而產生的誤差，以令各別顯示器在經過調校後，其畫面表現間能具備更高的一致性，於此較佳實施例中，將另一輸入訊號輸入至該顯示器11，該另一輸入訊號係攜帶有灰階值為零(即，全黑畫面)的影像資訊，以令該顯示器11能依該另一輸入訊號，在該面板112上顯示一背景畫面W ₀，且廠商能藉由該量測裝置12量測該面板112，並獲得該背景畫面W ₀之一組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})，在此較佳實施例中，該背景畫面W ₀能依下列公式(18)，以該組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})表示如下：

W ₀(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})=(0.1765,0.1886,0.2805)　…………(18)

嗣，該量測裝置12能將該組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})輸入至該運算單元13，以令該運算單元13能藉該背景畫面W ₀之該組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})，對該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 、該藍色B _i 及該原始白色W _p 之三刺激值進行修正，進而分別獲得一組第一修正刺激值、一組第二修正刺激值、一組第三修正刺激值、一組第四修正刺激值及一組第五修正刺激值，如下列公式(19)～(23)所示：

復請參閱第1圖及第2圖所示，依據格拉斯曼配色定律所述之原理，該組第一修正刺激值能由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該第四修正刺激值依一第一混合比例M ₁混合而成，意即，一單位亮度的該組第一修正刺激值係由m _ri 單位亮度的該組第二修正刺激值、m _gi 單位亮度的該組第三修正刺激值與m _bi 單位亮度的該第四修正刺激值混合而成；同理，該組第五修正刺激值能由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該第四修正刺激值依一第二混合比例M ₂混合而成，意即，一單位亮度的該組第五修正刺激值係由m _rp 單位亮度的該組第二修正刺激值、m _gp 單位亮度的該組第三修正刺激值與m _bp 單位亮度的該第四修正刺激值混合而成，如下列公式(24)及(25)所示：

將前述公式(1)～(5)代入公式(24)及(25)，能得到下列公式(26)及(27)：

為便於計算，特將前述公式(26)及(27)進一步整理成下列公式(28)及(29)：

因Y _wi 、Y _ri 、Y _gi 及Y _bi 之值往往都超過100，而(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})、(m _ri ,m _gi ,m _bi )及(m _rp ,m _gp ,m _bp )皆為小數點之值，故，將公式(19)～(23)之各項數值代入公式(28)及(29)，可對所獲得之方程式進行簡化及聯立求解，即能獲得下列公式(30)及(31)所示之結果：

嗣，為使該顯示器11在接收到該輸入訊號時，能將該輸入訊號轉換成一輸出訊號，以令該顯示器能依該輸出訊號，於該面板上呈現出符合該理想白色W _i 之影像畫面，而非直接依該輸入訊號，於該面板上呈現出符合該原始白色W _p 之影像畫面，因此，必須藉由該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂，求出將該輸入訊號轉換成該輸出訊號所需之一組增益常數C。已知該組增益常數C相當於該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂之比值，因此，將公式(30)除以公式(31)，即能獲得下列公式(32)所示之結果：

嗣，將公式(32)代入公式(8)，該組增益常數C能以下列公式(33)表示之：

C(c _r ,c _g ,c _b )=(0.0124,0.0144,0.0202)‧Y _wi 　…………(33)

在此較佳實施例中，為便於後續之計算，該運算單元13係依下列公式(34)將該組增益常數C予以正規化，以令正規化後之該組增益常數C'之各個參數中的最大值成為1：

在此較佳實施例中，將公式(33)之各項數值代入公式(34)後，即能得到正規化後之該組增益常數C'之數值為(0.6139,0.7129,1)。嗣，為了排除各別面板間灰階亮度曲線之差異所產生的誤差，以令各別的顯示器在經過調校後，其所呈現出的畫面表現間能具備更高的正確性與一致性，該運算單元13會藉該灰階亮度曲線值γ _W ，對正規化後之該組增益常數C'進行修正，此外，於此較佳實施例中，為便於該顯示器11之數位電路能依計算之結果，對該顯示器11後續接收到的輸入訊號進行增益補償，因此，將所求得之數值放大2的冪次方倍，並採四捨五入之計算方式取最接近之一組整數數值做為一組調校增益值G，惟，其放大倍數並不以2的冪次方倍為限，合先陳明。在此較佳實施例中，係將所求得之數值放大2⁷=128倍，並分別求各調校增益值G _r 、G _g 及G _b ，如下列公式(35)所示：

將各項數值代入後，最接近計算結果之一組整數數值係(105,112,128)，故，取(105,112,128)分別做為該組調校增益值G之各調校增益值，嗣，該運算單元13能將該組調校增益值G寫入至該記憶體113中，以令該縮放控制器111c能依儲存於該記憶體113中的該組調校增益值G，對後續輸入至該顯示器11之輸入訊號進行增益補償，以令該等輸入訊號能被轉換成輸出訊號，且使該顯示器11能依該等輸出訊號於該面板112上呈現出最佳的色彩表現。

在此需特別一提的是，前述將數值正規化及放大2的冪次方倍等步驟，其主要目的皆係便於數位電路依該等數值執行後續之訊號處理，因此，並不限於將該組增益常數C之數值正規化，實際施作時，亦可直接以該灰階亮度曲線值γ _W 對未正規化之該組增益常數C進行修正，並求得該組調校增益值G，嗣，將該組調校增益值G予以正規化，亦可收到相等之功效，故，凡基於本發明之精神所進行之等效變化，均應屬不脫本發明之申請專利範圍所欲主張保護之範疇，此外，於前述較佳實施例中，該記憶體113係直接設置在該系統電路板111上，惟，本發明並不以此為限，製造廠商在根據本發明之概念，製造該系統電路板111及該面板112時，亦可將該記憶體113內建於該縮放控制器111c上，或者，將該記憶體113設置於該面板112中，再進一步言之，廠商亦可依照國際色彩協會(International Color Consortium，簡稱ICC)所制定的色彩描述檔(ICC profile)之格式，將該組調校增益值G寫入一色彩描述檔中，並將該色彩描述檔提供予一電子裝置(圖式未顯示)，以令該電子裝置與該顯示器11相連接時，該電子裝置能根據該色彩描述檔之內容修正其發送至該顯示器11之影像訊號，如此，同樣能達成本發明之較佳實施例所欲追求的效果，凡本技術領域之人士，在參閱該等實施例所揭露之技術後所能輕易思及之等效變化或修飾，皆應涵蓋在本發明之申請專利範圍內，合先陳明。

綜上所述，為便　貴審查委員能清楚瞭解本發明之技術大綱，茲列舉一流程圖說明本發明之主要實施步驟，請參閱第3圖所示：

(201)分別設定理想白色、紅色、綠色及藍色之色度座標值及亮度值，並各別換算成三刺激值；

(202)於該面板上顯示不同灰階值之全白畫面，以分別獲得一原始白色之三次激值、一組背景刺激值及複數個不同灰階值的白色影像之複數個亮度參數；

(203)將該理想白色、該紅色、該綠色、該藍色及該原始白色之三次激值分別扣除該組背景刺激值，以分別獲得一組第一修正刺激值、一組第二修正刺激值、一組第三修正刺激值、一組第四修正刺激值及一組第五修正刺激值；

(204)依據格拉斯曼配色定律，求出由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值混合成該組第一修正刺激值所需之一第一混合比例，以及由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值混合成該組第五修正刺激值所需之一第二混合比例；

(205)依據該第一混合比例及該第二混合比例求出一組增益常數；

(206)由該等複數個亮度參數求出該面板之一灰階亮度曲線值；及

(207)以該灰階亮度曲線值修正該組增益常數，進而求得一組調校增益值。

在此特別一提者，於步驟(201)所述之「分別設定理想白色W _i 、紅色R _i 、綠色G _i 及藍色B _i 之三刺激值」，係表示廠商能直接指定分別對應於該等色點之三刺激值，或指定分別對應於該等色點之色度座標值，並針對該等色點分別給予一亮度值，以藉分別定義該等色點之色度座標值及亮度值，設定分別對應於該等色點之三刺激值，實際施作時，能依該領域所熟知之技術自行變化，合先陳明。藉由本發明之技術特徵，該顯示器即能依據該組調校增益值G，自動調校該面板112之色彩表現，由於本發明之方法在計算出該組調校增益值G的過程中，同時考量了面板112之該灰階亮度曲線值γ _W ，以及灰階值為零(背景畫面W ₀ )的漏光因素，因此，不僅能改善傳統人工調校耗費時間及人力成本的問題，大幅提高廠商對顯示器之面板進行調校時的工作效率，更能兼顧不同顯示面板間畫面表現特性之差異，令調校後之面板所呈現的畫面表現，能具備更高的的正確性與一致性，有效改善習知調校方式的諸多問題。

此外，前述實施例中，雖然在計算第一色彩混合比例與第二色彩混合比例之前，會先將該理想白色W _i 、該紅色R _i 、該綠色G _i 、該藍色B _i 及該原始白色W _p 之三刺激值，分別扣除該組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})，但在本發明之其它實施例中，亦可不扣除該組背景刺激值(X _{w 0},Y _{w 0},Z _{w 0})，而直接計算出該第一混合比例M ₁及該第二混合比例M ₂，主要原因在於，目前的顯示器之漏光程度均會被業者控制於一標準範圍內，以降低其對面板之顯示影像的影響，因此，本發明之方法能夠省略前述步驟(203)，使得本發明能夠應用於不同需求的產品上。

按，以上所述，僅為本發明之一較佳具體實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之相關技術領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之專利範圍中。

11．．．顯示器

111．．．系統電路板

111a．．．視訊解碼器

111b．．．解交錯掃瞄器

111c．．．縮放控制器

112．．．面板

113．．．記憶體

12．．．量測裝置

13．．．運算單元

14．．．輸入裝置

第1圖係實施本發明之硬體架構參考圖；

第2圖係本發明之該組調校增益值的計算流程示意圖；及

第3圖係本發明之主要實施步驟流程圖。

Claims (8)

1. 一種將顯示器面板之白色亮度參數導入依據顯示器面板的白色光學特性計算灰階白平衡增益值以提高其灰階白平衡調校精準度之方法，該方法係應用於一顯示器，且包括下列步驟：分別設定一理想白色、一紅色、一綠色及一藍色之色度座標值及亮度值，並各別換算成三刺激值；於該面板上顯示數個不同灰階值之影像畫面，並以量測裝置量測該面板，以分別獲得該顯示器於該面板所呈現之一原始白色的三刺激值、灰階值為零之一背景畫面的一組背景刺激值，以及複數個不同灰階值的白色影像之複數個亮度參數；將該理想白色、該紅色、該綠色、該藍色及該原始白色的三次激值分別扣除該組背景刺激值，以分別獲得一組第一修正刺激值、一組第二修正刺激值、一組第三修正刺激值、一組第四修正刺激值及一組第五修正刺激值；依據格拉斯曼配色定律，求出由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值混合成該組第一修正刺激值所需之一第一混合比例；依據格拉斯曼配色定律，求出由該組第二修正刺激值、該組第三修正刺激值及該組第四修正刺激值混合成該組第五修正刺激值所需之一第二混合比例；依據該第一混合比例及該第二混合比例求出一組增益常數；及由該等複數個亮度參數求出該面板之一灰階亮度曲線值，並以該灰階亮度曲線值修正該組增益常數，以求得一組調校增益值。
2. 如請求項1所述之方法，係依下列步驟分別設定該理想白色、該紅色、該綠色及該藍色之三刺激值：選定目標色溫之白色點的色度座標值為該理想白色之色度座標值；選定色度座標圖上的三個色點之色度座標值，分別做為該紅色、該綠色及該藍色之色度座標值；針對該等色點分別給予一亮度值；及依據國際照明協會所制定的表色系統轉換公式，分別求得該理想白色、該紅色、該綠色及該藍色之三刺激值。
3. 如請求項2所述之方法，係將該組增益常數之各原色的增益常數，分別取該灰階亮度曲線值的倒數次方，以透過該灰階亮度曲線值修正該組增益常數之各原色的增益常數。
4. 如請求項3所述之方法，係先將該組增益常數正規化，再藉由該灰階亮度曲線值修正該組增益常數。
5. 如請求項3所述之方法，係先以該灰階亮度曲線值修正該組增益常數，並求得該組調校增益值，再將該組調校增益值予以正規化。
6. 如請求項4或5所述之方法，尚包括：將該組調校增益值予以放大，並取最相近之一組整數做為該組調校增益值之各原色的調校增益值。
7. 如請求項6所述之方法，尚包括：將該組調校增益值寫入該顯示器之一記憶體中，以令該顯示器能依據該組調校增益值，對後續輸入至該顯示器之輸入訊號進行增益補償。
8. 如請求項6所述之方法，尚包括：將該組調校增益值寫入一色彩描述檔中，並將該色彩描述檔提供予一電子裝置，以令該電子裝置與該顯示器相連接時，該電子裝置能根據該色彩描述檔之內容修正其發送至該顯示器之影像訊號。