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TWI745871B - 顯示裝置及顏色調整方法 - Google Patents

顯示裝置及顏色調整方法 Download PDF

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TWI745871B
TWI745871B TW109105852A TW109105852A TWI745871B TW I745871 B TWI745871 B TW I745871B TW 109105852 A TW109105852 A TW 109105852A TW 109105852 A TW109105852 A TW 109105852A TW I745871 B TWI745871 B TW I745871B
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matrix
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陳烽霖
吳俊昌
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佳世達科技股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置，包含一儲存單元、一顯示單元以及一處理單元。儲存單元儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，其中色彩空間已預先經過色彩校正。顯示單元顯示一調整介面。調整介面用以偏移參考點，以產生參考點之一偏移座標。處理單元耦接於儲存單元與顯示單元。處理單元根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與色彩參數得到一顏色轉換矩陣。處理單元以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比。

Description

顯示裝置及顏色調整方法
本發明關於一種顯示裝置及顏色調整方法，尤指一種可讓使用者即時調整顏色之顯示裝置及顏色調整方法。
隨著對於解析度的要求愈來愈高，高階顯示器的應用也愈來愈廣泛。高階顯示器在色彩精準度的要求較高。目前，用以校正顯示器色彩的色度測量器(colorimeter)大都是使用CIE1931座標系統來測量顯示器的色度。然而，CIE1931座標系統並不適合做為人眼色覺的比對計算，導致不同顯示器之間即使經過色彩校正仍然會有同色異譜的問題，使得顯示器出廠後使用者需要自行微調顏色，才能獲得一致的色彩輸出。於先前技術中，使用者係藉由調整RGB之增益(gain)及/或偏移(offset)來調整顏色。然而，此種調整方式會額外影響顯示器之亮度、色域與伽瑪，且操作也較不方便。
本發明的目的之一在於提供一種可讓使用者即時調整顏色之顯示裝置及顏色調整方法，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之顯示裝置包含一儲存單元、一顯示單元以及一處理單元。儲存單元儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，其中色彩空間已預先經過色彩校正。顯示單元顯示一調整介面。調整介面用以偏移參考點，以產生參考點之一偏移座標。處理單元耦接於儲存單元與顯示單元。處理單元根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與色彩參數得到一顏色轉換矩陣。處理單元以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比。
根據另一實施例，本發明之顏色調整方法適用於一顯示裝置。顏色調整方法包含下列步驟：顯示裝置儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，其中色彩空間已預先經過色彩校正；顯示裝置顯示一調整介面；藉由調整介面偏移參考點，以產生參考點之一偏移座標；顯示裝置根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與色彩參數得到一顏色轉換矩陣；以及顯示裝置以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比。
綜上所述，當使用者欲調整顯示裝置之目前顏色時，使用者可藉由調整介面偏移參考點。此時，顯示裝置即會自動計算出顏色轉換矩陣，且以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比，進而即時將目前顏色更新為經使用者調整後之顏色。由於顏色轉換矩陣不需使用外部的色彩分析儀器來計算，對於一般使用者而言，相當方便。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1:顯示裝置
10:儲存單元
12:顯示單元
14:處理單元
16a~16i:調整介面
S10~S18:步驟
第1圖為根據本發明一實施例之顯示裝置1的功能方塊圖。
第2A圖至第2I圖為根據本發明不同實施例之調整介面的示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例之顏色調整方法的流程圖。
請參閱第1圖至第2I圖，第1圖為根據本發明一實施例之顯示裝置1的功能方塊圖，第2A圖至第2I圖為根據本發明不同實施例之調整介面16a~16i的示意圖。
如第1圖所示，顯示裝置1包含一儲存單元10、一顯示單元12以及一處理單元14，其中處理單元14耦接於儲存單元10與顯示單元12。於實際應用中， 儲存單元10可為記憶體或其它資料儲存裝置，顯示單元12可為顯示面板，且處理單元14可為具有資料處理功能之處理器或控制器。一般而言，顯示裝置1中還會設有運作時必要的軟硬體元件，如輸入/輸出連接埠、應用程式、電路板、電源供應器、通訊模組等，視實際應用而定。
儲存單元10儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，其中色彩空間已預先經過色彩校正。於此實施例中，上述色彩空間可為線性色彩空間，亦即可執行矩陣線性轉換的三軸座標系統，例如CIE1931XYZ、CIE1931RGB、CIE2015XYZ、LMS色彩空間，或是其它以三特徵向量
Figure 109105852-A0305-02-0005-1
描述光譜I(λ)的色彩空間。由於上述色彩空間已預先經過色彩校正，因此，上述色彩空間符合國際組織所定義之標準色域，例如sRGB、AdobeRGB、DCI-P3、BT.709、BT.2020、NTSC、Apple RGB、CIE1931 RGB等，且白點色溫符合D50、D55、D65、D75、D93、E、DCI-P3、3000K~10000K黑體輻射曲線等規範。因此， WRGB色彩表現可以RGB三激值矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0005-2
表示，其中XYZ為上述色彩空間之座標軸分量。
於此實施例中，顯示裝置1可提供用以觸發顏色調整功能之按鈕(未繪示於圖中)。當使用者欲調整顯示裝置1之目前顏色時，使用者可按壓此按鈕。此時，顯示單元12即會顯示一調整介面，如第2A圖至第2I圖中的任一所示。調整介面係用以偏移上述參考點，以產生參考點之一偏移座標。進一步來說，使用者可藉由調整介面偏移參考點來調整顯示裝置1之目前顏色。在參考點偏移後，處理單元14會根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與色彩參數得到一顏色轉換矩陣。接著，處理單元會以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比，進而即時將目前顏色更新為經使用者調整後之顏色。
以下先針對第2A圖至第2I圖中的調整介面16a~16i進行說明。
如第2A圖至第2D圖所示，本發明之調整介面16a~16d可為二維調整介面或三維調整介面，且每一個調整介面16a~16d可包含複數個輸入欄位。
第2A圖中的調整介面16a係針對CIE1931XYZ而設計。調整介面16a可包含讓使用者輸入參考點之偏移向量dx、dy與L%之欄位。在使用者輸入參考點之偏移向量後，處理單元14即可根據參考點之原始座標與偏移向量產生參考點之偏移座標。需說明的是，L係表示亮度，且為非必要選項。當調整介面16a僅包含dx與dy之欄位時，調整介面16a係為二維調整介面。當調整介面16a包含dx、dy與L%之欄位時，調整介面16a係為三維調整介面。
第2B圖中的調整介面16b亦是針對CIE1931XYZ而設計。調整介面16b可包含讓使用者輸入參考點之偏移座標x、y與L之欄位。因此，使用者可直接於調整介面16b輸入參考點之偏移座標。需說明的是，L係表示亮度，且為非必要選項。當調整介面16b僅包含x與y之欄位時，調整介面16b係為二維調整介面。當調整介面16b包含x、y與L之欄位時，調整介面16b係為三維調整介面。
第2C圖中的調整介面16c係針對CIE1976LAB而設計。調整介面16c可包含讓使用者輸入參考點之偏移向量da*、db*與L%之欄位。在使用者輸入參考點之偏移向量後，處理單元14即可根據參考點之原始座標與偏移向量產生參考點之偏移座標。需說明的是，L係表示亮度，且為非必要選項。當調整介面16c僅包含da*與db*之欄位時，調整介面16c係為二維調整介面。當調整介面16c包含da*、db*與L%之欄位時，調整介面16c係為三維調整介面。
第2D圖中的調整介面16d係針對LMS色彩空間而設計。調整介面16d可包含讓使用者輸入參考點之偏移向量L%、M%與S%之欄位。在使用者輸入參考點之偏移向量後，處理單元14即可根據參考點之原始座標與偏移向量產生參考點之偏移座標。需說明的是，M係用以調整亮度，且為非必要選項。當調整介面16d僅包含L%與S%之欄位時，調整介面16d係為二維調整介面。當調整介面16d 包含L%、M%與S%之欄位時，調整介面16d係為三維調整介面。
如第2E圖至第2I圖所示，本發明之調整介面16e~16i可為三維調整介面，且每一個調整介面16e~16i可包含一色彩調整樣板以及一亮度調整樣板。如第2E圖所示，調整介面16e之色彩調整樣板可包含二色彩調整軸。如第2F圖所示，調整介面16f之色彩調整樣板為一色彩圖樣。如第2G圖所示，調整介面16g之色彩調整樣板包含複數個不連續之色塊。如第2H圖所示，調整介面16h之色彩調整樣板為一色彩調整軸。如第2I圖所示，調整介面16i之色彩調整樣板為一色溫調整軸。使用者可操作色彩調整樣板與亮度調整樣板調整參考點之顏色與亮度，以輸入參考點之偏移向量。在使用者輸入參考點之偏移向量後，處理單元14即可根據參考點之原始座標與偏移向量產生參考點之偏移座標。
需說明的是，每一個調整介面16e~16i亦可僅為色彩調整樣板，而不包含亮度調整樣板。此時，每一個調整介面16e~16i係為二維調整介面。當調整介面為二維調整介面時，使用者可操作色彩調整樣板調整參考點之顏色，以輸入參考點之偏移向量。在使用者輸入參考點之偏移向量後，處理單元14即可根據參考點之原始座標與偏移向量產生參考點之偏移座標。
於一實施例中，上述色彩參數可為WRGB之色座標，其中W為白色，R為紅色，G為綠色，且B為藍色。此時，處理單元14可根據WRGB之色座標得到一RGB三激值矩陣。接著，處理單元14即可根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與RGB三激值矩陣得到顏色轉換矩陣。
根據一實施例，WRGB之色座標(x,y,z)之數據可如下表1所示。於此實施例中，儲存單元10可儲存如下表1所示之WRGB之色座標(x,y)，且色座標z可由1-x-y計算得到。如上所述，表1中的WRGB之色座標(x,y,z)已預先經過色彩校正。
表1
Figure 109105852-A0305-02-0008-3
表1中的RGB之色座標(x,y,z)可以表示為一RGB色域矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0008-4
。接著，RGB色域矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0008-5
可轉換為RGB色域反矩 陣
Figure 109105852-A0305-02-0008-6
。根據表1之數據，
Figure 109105852-A0305-02-0008-7
即為
Figure 109105852-A0305-02-0008-8
。此外，可以W之色座標y將W之色座標(x y z) W 正 規化為
Figure 109105852-A0305-02-0008-9
，其中
Figure 109105852-A0305-02-0008-10
。接著，可經由下列公式一得到W之色座標之組成係數(r W g W b W )，其中(r W g W b W )係由正規化的 W之色座標
Figure 109105852-A0305-02-0008-11
與RGB色域反矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0008-12
得到。
Figure 109105852-A0305-02-0008-13
根據公式一，W之色座標之組成係數(r W g W b W )即為(0.644361 1.191948 1.203205)。
接著，可經由下列公式二得到RGB三激值矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0008-14
。
Figure 109105852-A0305-02-0009-15
根據公式二，RGB三激值矩陣
Figure 109105852-A0305-02-0009-16
之數據可如下表2所示。
Figure 109105852-A0305-02-0009-17
於另一實施例中，上述色彩參數亦可為RGB三激值矩陣。換言之，本發明可根據上述方式預先計算RGB三激值矩陣，再將RGB三激值矩陣儲存於儲存單元10。
於此實施例中，上述參考點可為色彩空間中的任意點(例如，白點或其它色點)。參考點之原始座標可經由下列公式三得到。
Figure 109105852-A0305-02-0009-18
於公式三中，(X Y Z) Original 為參考點之原始座標，(r g b) Original 為參 考點之RGB之輸出百分比，且
Figure 109105852-A0305-02-0009-19
為RGB三激值矩陣。
假設參考點之RGB之輸出百分比(r g b) Original 為(0.8 0.9 1)。根據公式三，參考點之原始座標(X Y Z) Original 即為(0.8322 0.8860 1.0733)。
接著，顏色轉換矩陣可經由下列公式四至公式六得到。
公式四：(X Y Z) Shift =(X Y Z) Original ＊M T 。
Figure 109105852-A0305-02-0010-20
Figure 109105852-A0305-02-0010-21
於公式四至公式六中，(X Y Z) Original 為參考點之原始座標， (X Y Z) Shift 為參考點之偏移座標，M T 為一座標轉換矩陣，
Figure 109105852-A0305-02-0010-22
為RGB三激值矩陣，且M C 為顏色轉換矩陣。
假設參考點之色座標(0.2981 0.3174)經由上述二維調整介面偏移為(0.3 0.32)，其中亮度無調整。此時，參考點之偏移座標(X Y Z) Shift 可經由下列公式七得到。
Figure 109105852-A0305-02-0010-23
需說明的是，由於Y代表亮度，且亮度無調整，因此，參考點之偏移座標中的Y值等於參考點之原始座標中的Y值。根據公式七，參考點之偏移座標(X Y Z) Shift 即為(0.830583 0.8860 1.052072)。
根據公式四與公式五，座標轉換矩陣M T 即為
Figure 109105852-A0305-02-0010-24
。接 著，根據公式六，顏色轉換矩陣M C 即為
Figure 109105852-A0305-02-0010-26
。
接著，處理單元14即可根據下列公式八以顏色轉換矩陣M C 調整RGB 之輸出百分比，進而即時將目前顏色更新為經使用者調整後之顏色。
公式八：(r g b) Adjusted =(r g b) Original ＊M C 。
於公式八中，(r g b) Adjusted 為以顏色轉換矩陣M C 調整後之RGB之輸出百分比。當(r g b) O r i 為(0.8 0.9 1)時，(r g b) A d j 即為(0.8053 0.9007 0.9775)。
於另一實施例中，假設參考點之色座標(0.2981 0.3174)經由上述三維調整介面偏移為(0.3 0.32)，且參考點之亮度經由上述三維調整介面調整為95%。由於Y代表亮度，且亮度調整為95%，因此，參考點之偏移座標中的Y值等於參考點之原始座標中的Y值乘以95%。根據公式七，參考點之偏移座標(X Y Z) shift 即為(0.789054 0.8417 0.999468)。
根據公式四與公式五，座標轉換矩陣M T 即為
Figure 109105852-A0305-02-0011-27
。 接著，根據公式六，顏色轉換矩陣M C 即為
Figure 109105852-A0305-02-0011-28
。
接著，處理單元14即可根據下列公式八以顏色轉換矩陣M C 調整RGB之輸出百分比，進而即時將目前顏色更新為經使用者調整後之顏色。
公式八：(r g b) Adjusted =(r g b) Original ＊M C 。
於公式八中，(r g b) Adjusted 為以顏色轉換矩陣M C 調整後之RGB之輸出百分比。當(r g b) O r i 為(0.80.91)時，(r g b) A d j 即為(0.7650 0.8557 0.9286)。
請參閱第3圖，第3圖為根據本發明一實施例之顏色調整方法的流程圖。第3圖中的顏色調整方法適用於第1圖中的顯示裝置1。首先，執行步驟S10，顯示裝置1儲存色彩空間下之參考點之原始座標以及色彩參數，其中色彩空間已預先經過色彩校正。接著，執行步驟S12，顯示裝置1顯示調整介面。接著，執 行步驟S14，藉由調整介面偏移參考點，以產生參考點之偏移座標。接著，執行步驟S16，顯示裝置1根據參考點之原始座標、參考點之偏移座標與色彩參數得到顏色轉換矩陣。接著，執行步驟S18，顯示裝置1以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比。
需說明的是，本發明之顏色調整方法之詳細實施例係如上所述，在此不再贅述。此外，本發明之顏色調整方法的控制邏輯中的各個部分或功能皆可透過軟硬體的組合來實現。
綜上所述，當使用者欲調整顯示裝置之目前顏色時，使用者可藉由調整介面偏移參考點。此時，顯示裝置即會自動計算出顏色轉換矩陣，且以顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比，進而即時將目前顏色更新為經使用者調整後之顏色。由於顏色轉換矩陣不需使用外部的色彩分析儀器來計算，對於一般使用者而言，相當方便。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
S10~S18:步驟

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包含：一儲存單元，儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，該色彩空間已預先經過色彩校正；一顯示單元，顯示一調整介面，該調整介面用以偏移該參考點，以產生該參考點之一偏移座標；以及一處理單元，耦接於該儲存單元與該顯示單元，該處理單元根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該色彩參數得到一顏色轉換矩陣，該處理單元以該顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比；其中該顏色轉換矩陣經由下列公式得到：(X Y Z) Shift =(X Y Z) Original ＊M T ；
    Figure 109105852-A0305-02-0013-30
    ；以及
    Figure 109105852-A0305-02-0013-31
     其中，(X Y Z) Original 為該參考點之該原始座標，(X Y Z) Shift 為該參考點 之該偏移座標，M T 為一座標轉換矩陣，
    Figure 109105852-A0305-02-0013-32
    為一RGB三激值矩陣，且M C 為該顏色轉換矩陣。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該調整介面為二維調整介面或三維調整介面，且該調整介面包含複數個輸入欄位。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該調整介面為二維調整介面， 且該調整介面為一色彩調整樣板。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該調整介面為三維調整介面，且該調整介面包含一色彩調整樣板以及一亮度調整樣板。
  5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該色彩參數為WRGB之色座標，該處理單元根據該WRGB之色座標得到該RGB三激值矩陣，該處理單元根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該RGB三激值矩陣得到該顏色轉換矩陣。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該色彩參數為該RGB三激值矩陣，該處理單元根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該RGB三激值矩陣得到該顏色轉換矩陣。
  7. 如請求項5或6所述之顯示裝置，其中該參考點之該原始座標經由下列公式得到：
    Figure 109105852-A0305-02-0014-33
     其中，(X Y Z) Original 為該參考點之該原始座標，(r g b) Original 為該參考點 之RGB之輸出百分比，且
    Figure 109105852-A0305-02-0014-34
    為該RGB三激值矩陣。
  8. 一種顏色調整方法，適用於一顯示裝置，該顏色調整方法包含：該顯示裝置儲存一色彩空間下之一參考點之一原始座標以及一色彩參數，其中該色彩空間已預先經過色彩校正；該顯示裝置顯示一調整介面；藉由該調整介面偏移該參考點，以產生該參考點之一偏移座標；該顯示裝置根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該色彩參數得到一顏色轉換矩陣；以及 該顯示裝置以該顏色轉換矩陣調整RGB之輸出百分比；其中該顏色轉換矩陣經由下列公式得到：(X Y Z) Shift =(X Y Z) Original ＊M T ；
    Figure 109105852-A0305-02-0015-36
    ；以及
    Figure 109105852-A0305-02-0015-37
     其中，(X Y Z) Original 為該參考點之該原始座標，(X Y Z) Shift 為該參考點 之該偏移座標，M T 為一座標轉換矩陣，
    Figure 109105852-A0305-02-0015-38
    為一RGB三激值矩陣，且M C 為該顏色轉換矩陣。
  9. 如請求項8所述之顏色調整方法，其中該調整介面為二維調整介面或三維調整介面，且該調整介面包含複數個輸入欄位。
  10. 如請求項8所述之顏色調整方法，其中該調整介面為二維調整介面，且該調整介面為一色彩調整樣板。
  11. 如請求項8所述之顏色調整方法，其中該調整介面為三維調整介面，且該調整介面包含一色彩調整樣板以及一亮度調整樣板。
  12. 如請求項8所述之顏色調整方法，其中該色彩參數為WRGB之色座標，該顯示裝置根據該WRGB之色座標得到該RGB三激值矩陣，該顯示裝置根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該RGB三激值矩陣得到該顏色轉換矩陣。
  13. 如請求項8所述之顏色調整方法，其中該色彩參數為該RGB三激值 矩陣，該顯示裝置根據該參考點之該原始座標、該參考點之該偏移座標與該RGB三激值矩陣得到該顏色轉換矩陣。
  14. 如請求項12或13所述之顏色調整方法，其中該參考點之該原始座標經由下列公式得到：
    Figure 109105852-A0305-02-0016-39
     其中，(X Y Z) Original 為該參考點之該原始座標，(r g b) Original 為該參考點 之RGB之輸出百分比，且
    Figure 109105852-A0305-02-0016-40
    為該RGB三激值矩陣。
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