TWI291163B - A color clone technology for video color enhancement - Google Patents

Description

1291163 九、發明)說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種影視訊號的處理方法以及裝置。 【先前技術】 隨著具有多媒體顯示介面之顯示系統的蓬勃發展，色 彩展現的品質已成為鑑別產品優劣的評判標準。本案中的 顯示系統泛指各種可以完全或部分支援顯示電視訊號、電 腦介面及網頁瀏覽等功能的產品，該產品可能由包括顯示 晶片、顯示介面或其他相關的影像處理單元組成，例如： 筆記型電腦、準系統、智慧型手機、PDA或數位電視等。 而顯不介面可能是液晶面板或陰極射線管等其他成像裝 置。 ’ 傳統顯示系統的色彩增艷模組，不論以硬體或軟體技 術實現均以特定演算法調整影視訊號源的對比、色溫、色 調、色飽和度等參數達到色彩增艷的目的。這類的色彩增 絶的技術，為了適用於不同的作業系統或應用程式，僅以 影像處理的層面進行色彩㈣，並沒有考量不同顯示系統 (:不系、，包合顯示晶片、顯示介面及其他相關的影像處 理單元）最終呈現的色彩顯示物理特性，只是片面假設該 ΐΐί?為Γ符合色彩編碼標準之顯示系統，而這樣的假 Λ吊*疋不成立的°再者’不同的使用者對於色彩有著主 觀的偏好’―個符合色彩編碼標準之顯示系統所呈現出的 視訊色彩效果往往無法滿足各種觀賞者對色彩的偏好，而 以往的色料_魅^㈣紐及多樣性，無法提供 1291163 使用者多樣化的選擇。 【發明内容】 本發明迥異於習知技術，採逆向工程的角度直接擷取 並分析各種參考顯㈣統的色彩分布特徵，同時參考了不 同顯示系統的色_示物理特性，使得不關示系統均能 付到最佳的衫像色彩效果，而非傳統對影視訊號源進行處 里本毛明可，、針對特定視訊晝面（不論是RGB或色 彩模式的視窗)做處理，而不會影響到其他的晝面。而且， 本發明可僅使用軟體技術達成，並不需增加額外的硬體設 計費用。再者，透過軟體的形式，此處理裝置可藉由網路 或其他媒體來達成調整、修改或升級的功能，如此協助觀 賞者在不同情境下找到最喜好的色調。 因此本發明一方面就是在提供一套機制使能夠模擬各 種參考顯示系統所呈現的偏好色彩分布，使待模擬顯示系 統中的顯示介面（以下簡稱待模擬顯示介面）得以選擇性 顯示出多種不同顯示系統的色彩效果，如此可改善顯示系 統對影視訊號的顯示效果，並增加使用者對於不同情境下 的使用彈性與選擇性。 根據本發明之一較佳實施例，此方法係根據參考顯示 系統以及待模擬顯示系統之色彩顯示物理特性，建立色參 模擬參數表。然後接收影視訊號，再根據該色彩模擬參數 表調整該影視訊號。調整後之影視訊號在待模擬顯示介面 上的顯示效果會近似於影視訊號於參考顯示系統所輪出的 顯示效果。之後，將調整後之影視訊號傳送至待模擬顯示 1291163 系統之一顯示介面。 本發明又一方面是在提供一種顯示系統之影視訊號的 處理裝置，改善顯示系統的色彩表現能力、降低製造商的 庫存壓力，並提供可輕易調整、修改或升級的功能。 根據本發明之一較佳實施例，此處理裝置包含一影視 訊號接收單元、一色彩模擬運算單元以及一影視訊號運算 單元。影視訊號接收單元係用以接收電影或影視等影音串 流訊號。色彩樣擬運算單元則根據色彩模擬參數表調整該 影視訊號。調整後之影視訊號在待模擬顯示系統上的顯示 效果會近似於影視訊號在參考顯示系統上的顯示效果。影 視訊號運算單元係用以運算調整後之影視訊號，以得到影 視影像。 【實施方式】 本發明係先紀錄參考顯示系統與待模擬顯示系統個別 對應的色彩顯示物理特性，並以其色彩特性為基礎，使調 整後之〜視爪號此夠在待模擬顯示介面上顯示出近似於參 考顯示系統的顯示效果。而且，上述調整方式可藉由軟體 技術來達成但可節省硬體成本，減少製造商的庫存壓 力而且可輕易地對此調整内容提供調整、修改或升級的 功能。 、 ^案中的參考顯示系統可以是液晶電視、電聚電視或 其他同畫質顯示系統。—般而言，此處的參考顯示系統可 選用經過特定廢家（例如Sony'Toshiba、Sharp等）調教過 1291163 的顯示系統，這些特定的顯示系統擁有自各不同的個別顯 示效果。藉由上述調整步驟，調整後之影視訊號可在待模 擬顯示介面上顯示出如同參考顯示系統般的顯示效果。 本發明之一較佳實施例之方法流程分為三階段：量測 階段、訓練階段與執行階段。量測階段的目的在於量測與 紀錄各種顯示系統的色彩顯示物理特性與色彩分布；訓練 階段的目的在於建立色彩模擬參數表；執行階段則是套用 色彩模擬參數表進行視訊的色彩模擬及增艷。因此使用者 在觀賞經處理增艷後的視訊時，只是在執行階段中搜尋參 數表中對應的訊號關係而不會增加額外的計算量。 第1圖係繪示本發明之一較佳實施例之量測階段流程 圖。量測階段首先以色塊產生程式（步驟102)產生不同的顏 色色塊並分別顯示在參考顯示系統（步驟104)及待模擬顯 示系統（步驟106)上，接著使用色彩分析儀丨44及146分別 取得參考顯示系統及待模擬顯示系統的色彩顯示物理特 性，例如色度值，接著，放入色彩量測程式丨14與丨16進 行運算。接著將量測得到的色度值分別經過内插及色域轉 換單元（步驟124及126)處理後，會分別產生參考顯示系統 及待模擬顯示系統的特性描述檔（步驟134及136)。 其中内插及色域轉換單元内包含了線性及非線性三維 内插次鼻法’以及從没備從屬色彩空間（Device Dependent Color Space，例如：RGB )轉換到設備獨立色彩空間（Device

Independent Color Space，例如：XYZ 與 Lab 等）的相關演 算法。而顯示系統特性描述檔則紀錄了顯示系統之最大色 彩再現域、色溫、珈瑪曲線等所有描述顯示系統色彩特徵 1291163 的必要資訊。 第2圖係繪示本發明之一較佳實施例之訓練階段流程 圖。訓練階段的目的在於建立色彩模擬參數表。在分別對 參考顯示系統與待模擬顯示系統建立相映的顯示系統特性 描述檔後，設計各種不同組合的數位色彩訊號（步驟202)， 計算訊號在經過參考顯示系統特性描述擋的正向轉換（步 驟204)及待模擬顯示系統特性描述檔的反向轉換（步驟 208)後的對應關係，輸出該些數位色彩轉換訊號（步驟 210)，並將輸入以及輸出之數位色彩訊號的對應關係紀錄 於色彩模擬參數表中（步驟212)。在上述流程中，色域對應 及壓縮演算法則負責將訊號在經過上述正向及反向轉換時 產生的不對映情形重新計算出最佳的近似對應關係（步驟 206)。 執行階段如第3圖所示。第3圖係繪示本發明之一較 佳實施例之處理裝置的設備示意圖。此處理裝置3〇〇包含 影視訊號接收單元302、色彩模擬運算單元3〇4以及影視訊 號運算單元306。影視訊號接收單元3〇2係用以接收由影•視 訊號源301所提供的影視訊號。色彩模擬運算單元3〇4則 根據色彩模擬參數表312調整該影視訊號。調整後之影視 訊號在待杈擬顯示介面上的顯示效果會近似於影視訊號呈 現於參考顯不系統上的顯示效果。影視訊號運算單元鳩 係用以運算調整後之影視訊號，以得到影視影像。 #此調整步驟可藉由將色彩模擬運算單元3〇4附加於待 模擬顯示系統之驅動程式中來實現，以達到即時調整影視 訊號的目的。更具體的說，此較佳實施例將色彩模擬運算 1291163 單元 304 以 DirectShow 的 API ( Application Programming Interface ;應用程式介面）來設計，使用Intel MMX指令集 (Multi Media extension ;多媒體擴展指令集）及現有硬體 資源（例如：frame buffer lookup table，overlay buffer lookup table)以加速轉換效率，達到30 fps 720x576以上的晝質 改善。甚至，可設計一種DirectShow VMR7與VMR9( Video Mixing Render ;視頻合流輸出器）的外掛機制，用以攔截 Windows平台上的視訊程式（如Media Player、DVD Player)，直接將該色彩模擬運算單元304附加到視訊程式 上。 上述較佳實施例係以先類比調整而後數位調整來兩階 段地調整影視訊號。這種兩階段調整方式可藉由調整待模 擬顯示介面所提供的類比控制項（例如：亮度、對比及色 溫），先將影視訊號先大略調整成近似於參考顯示介面的效 果，然後再由色彩模擬運算單元304進行數位方式（例如調 整畫素資料的數值）的微整。藉由此種兩階段的調整方法， 可以將色彩訊號因為經過色彩棋擬的重新對應後減少的可 展現色降至最低。 此外，此較佳實施例係利用軟體搭配既有硬體資源， 具有傳統硬體技術無法達成的優點。亦即，可只針對特定 視訊晝面（不論是RGB或YUV色彩模式的視窗）做處理，而 不會影響到其他的晝面。在筆記型電腦或是準系統中，通 常係同時顯示視訊以及其他系統操作介面等非視訊畫面， 硬體實際上並無法判斷何者為視訊或其他非視訊畫面，因 而只好將所有晝面都作色彩增艷的處理。這種方式會導致 1291163 非視訊晝面嚴重失真。 而1知技藝者當可理解，本發明可只針對視訊晝面做 處理’而不會影響到其他非視訊晝面。而且，$需增加額 外的硬體設計費用。習知的數位影視訊號處理設備不但會 增加製造生產成本，而且其Dsp 1/〇

Pn)CeSSing lnput/0utput;數位訊號處理出入/輸出）介面與顯 示晶片的連接設計也十分複雜。然而，此較佳實施例只要 使用現已十分普及且具有高運算速度的中央處理介面，再 配合具有快速存取能力的記憶體與匯淥排（例如DDR以及 PCI-E(Peripheral Comp〇nent Interc()nnect_Express ;高速周 邊零件連接介面))，即可取代習知昂貴且設計複雜的數位影 視訊號處理設備。 此外’也由於此較佳實施例係以軟體技術實現，故可 利用網路或其他管道更新下載不同參考顯示系統所對應的 色彩增艷模式，這種的色彩增艷機制所帶來的擴充性及便 利性可以藉由資料庫的不斷擴充與更新來協助觀賞者在不 同U *兄下找到最喜好的色調，這也是以往任何軟、硬體色 彩增艷技術所沒有提供的。再者，藉由更新過程中的檢查 機制除了可針對不同硬體組合下載最佳化設定檔，更可突 顯產品的特色使競爭者無法仿冒。 第4圖係繪示本實施例的色彩增艷技術其更新機制及 檢查機制的架構。首先藉由一個色彩管理模組401向顯示 系統402(例如：個人電腦、筆記型電腦或個人數位助理等） β旬問並取得相關硬體元件的辨識碼（ID)，例如LCD面板等 顯示介面的ID或/及VGA顯示晶片的ID等，接著色彩管 11 1291163 理模組401藉由網路或其他管道將上述id送到伺服器端 403後，權限驗證單元4〇4進行權限的驗證。若驗證成功則 將ID傳入資料庫405進行比對後，傳回合適的更新資料及 模組。最後色彩管理模組4〇1將負責將下載回來的 資訊及 模組套用至顯示系統402。 由於必須同時考量參考顯示系統以及待模擬顯示系統 兩者之作業系統、顯示晶片以及顯示介面三者所產生的裝 置從屬色彩（Device Dependent Color; DDC)，才能完成上 述調整步驟，因此相較於上游的顯示介面製造廠、顯示晶 片製造廠、作業系統提供者或是視訊軟體業者而言，下游 的系統廠反而較適於使用本發明之方法及裝置來最佳化影 視訊號在其產品（如筆記型電腦、準系統、智慧型手機、pda 或數位電視等）上的顯示效果。而且，透過軟體的形式，此 處理裝置可藉由網路或其他媒體來達成調整、修改或升級 的功能，如此使得使用者對於不同情境下具有更多的顯示 效果選擇性。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 濩範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 月b更明顯易懂’所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係繪示本發明之一較佳實施例之量測階段流程 12 1291163 圖； 第2圖係繪示本發明之一較佳實施例之訓練階段流程 圖， 第3圖係繪示本發明之一較佳實施例之處理裝置的設 備示意圖；以及 第4圖係繪示本實施例的色彩增艷技術其更新機制及 檢查機制的架構。 【主要元件符號說明】 102、104、106、114、116、124、126、134、136、144、 146 :步驟 202 、 204 、 206 、 208 、 210 、 212 : #驟 300 :處理裝置 301 :影視訊號源 302 :影視訊號接收單元 304 ··色彩模擬運算單元 306 :影視訊號運算單元 312 :色彩模擬參數表 401 :色彩管理模組 402 :顯示系統 403 :伺服器端 404 :權限驗證單元 405 ··資料庫 13

Claims (1)

1291163 十、申請專利範圍： 1 · 一種影視訊號的處理方法，適用於一待模擬顯示系 統上，該方法包含： 接收一影視訊號； ， 調整該影視訊號，其中調整後之該影視訊號在該待模 擬顯示系統上的顯示效果會近似於該影視訊號在_ I考顯 示系統上的顯示效果；以及 • 將調整後之該影視訊號傳送至該待模擬顧示系統以顯 像於該待模擬顯示系統之一顯示介面。 2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該調整步 驟係附加色彩模擬運算單元該待模擬顯示系統之驅動程式 中’以即時調整該影視訊號。 $ 3.如申請專利範圍第β所述之方法，其中該方法係 根據一色彩模擬參數表調整該影視訊號。 包含： 4·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該方法更 取得該參考顯示系統及該彳车握 一 物理特性； 料擬顯不线的色彩顯示 =該些色彩顯示物理特性，分別產生—參考顯示系 t以及—待模擬顯示系統特性描述檔；以及 叶异一色彩訊號經過該參考顯示系統特性描述檔之正 1291163 向轉換及待模擬顯示系統特性描述檔之反向轉換後的對應 關係’並將該對應關係記錄於該色彩模擬參數表中。 5· —種影視訊號之處理方法，適用於一待模擬顯示系 統，該方法包含： 根據一參考顯示系統以及該待模擬顯示系統之色彩顯 示物理特性，建立一色彩模擬參數表； 接收一影視訊號； 根據該色彩模擬參數表調整該影視訊號，其中調整後 之該影視訊號在該待模擬顯示系統上的顯示效果會近似於 該影視訊號在該參考顯示系統上的顯示效果；以及 將調整後之該影視訊號傳送至該待模擬顯示系統。 6·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該色彩模 擬參數表係為可更新的。 7·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該方法更 包含： 透過網路更新下載不同參考顯示系統所對應的色彩模 擬參數表。 8.如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該色彩模 擬參數表係包含該影視錢在該參考㈣及該待模 擬顯示系統間之色域空間的轉換參數。 15 1291163 9.如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該方法係 使用一色彩分析儀取得該參考顯示系統以及該待模擬顯示 系統之色彩顯示物理特性。 ’ 1〇·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該調整 、 步驟係附加一色彩模擬運算單元於該待模擬顯示系統之驅 動程式中，以即時調整該影視訊號。 U · 種待模擬顯示系統之影視訊號的處理裝置，該 處理裝置包含·· 一影視訊號接收單元，用以接收一影視訊號； 一色彩模擬運算單元，根據一色彩模擬參數表調整該 影視訊號’其中調整後之該影視訊號在該待模擬顯示系統 上的顯不效果會近似於該影視訊號在一參考顯示系統上的 顯示效果；以及 _ 一影視訊號運算單元，用以運算該調整後之影視訊 號，以得到一影視影像。 - 12·如申請專利範圍第11項所述之處理裝置，其中該 色彩模擬參數表係包含該影視訊號在該參考顯示系統以及 該待模擬顯示系統間之色域空間的轉換參數。 13·如申請專利範圍第11項所述之處理裝置，其中該 參考顯示系統係包含一陰極射線管顯示器。 16 1291163 I4·如申請專利範圍第11項所述之處理裝置，其中診 色彩模擬運算單元係附加於該待模擬顯示系統之驅^ 中’以即時調整該影視訊號。 壬χ 15.如申請專利範圍第^ 色彩模擬運算單元係以先類比 整該影視訊號。 項所述之處理裝置，其中該 而後數位之兩階段方式來調

%如申請專利範圍第u項所述之處置 影視訊號接收單元、該色彩模擬運曾 裝置八中該 運算單元係配置於一電腦系統中。…以及該影視訊號 17.如申請專利範圍第 色彩模擬運算單元係藉由 上0 11項所述之處理裝置，其中該 外掛機制附加到一視訊程式 18·如申請專利範圍第u項 調整後之該影視訊號係被傳送至誃：之處理裝置’其中將 像於該待模擬顯示系統之一顯示模擬顯示系統，以顯 17