專利名稱：表現(xiàn)特定色彩空間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示組件色彩修正的方法，特別是涉及一種應(yīng)用在顯示面板色差補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
液晶顯示組件(liquid crystal display，以下簡稱LCD)是目前平面顯示器發(fā)展的主流，其顯示原理是利用液晶分子所具有的介電異方性及導(dǎo)電異方性，于外加電場時(shí)使液晶分子的排列狀態(tài)轉(zhuǎn)換，造成液晶薄膜產(chǎn)生各種光電效應(yīng)。液晶顯示器的面板結(jié)構(gòu)一般為由兩片基板迭合而成，中間留有一定距離的空隙用以灌注液晶，而在上下兩基板上分別形成有對(duì)應(yīng)電極，用以控制液晶分子的轉(zhuǎn)向及排列。藉由電場的變化來控制液晶分子的排列，造成光線的遮蔽或通透，形成亮點(diǎn)(bright dots)或暗點(diǎn)(dark dots)，而在屏幕上構(gòu)成圖像及顯現(xiàn)色彩。
LCD分成兩種被動(dòng)矩陣式LCD(passive matrix LCD)和主動(dòng)矩陣式LCD(active matrix LCD)。在被動(dòng)矩陣式LCD方面，每一像素(pixel)的顯示由每一列終點(diǎn)的晶體管與每一行起點(diǎn)的晶體管的電流大小決定其所顯示的顏色，優(yōu)點(diǎn)是便宜、體積小，缺點(diǎn)是掃瞄速度慢及視角很小。在主動(dòng)矩陣式LCD方面，每一像素可以單獨(dú)開關(guān)，且掃瞄速度較快。
主動(dòng)矩陣式LCD的液晶面板是以百萬個(gè)以上晶體管組件所組成，且靠許多液晶顯示單元排列成一塊平面，而一個(gè)顯示單元又由三個(gè)次顯示單元<R.G.B>組成。
然而，液晶顯示面板因?yàn)橛新┕猬F(xiàn)象(cell light leakage)，及環(huán)境變動(dòng)(flare)等因素，無法實(shí)現(xiàn)每一顏色顯色獨(dú)立(channel independent)，且因?yàn)橐壕Х肿?LC)與光波波長(λ)相關(guān)的變因，產(chǎn)生例如色散(dispersion)，光電轉(zhuǎn)換曲線(gamma)曲線分離，因此無法達(dá)到每一顏色色度固定(channel chromaticity constancy)，也因此顯示面板無法表現(xiàn)出準(zhǔn)確的色彩。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種表現(xiàn)特定色彩空間的方法，建立一三原色的數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)其數(shù)據(jù)庫對(duì)顯示組件的色偏作修正及補(bǔ)償。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種表現(xiàn)特定色彩空間的方法。首先，選取一顯示組件的三原色(R、G、B)的一亮度特征值及一色域特征值。重復(fù)輸入三原色的信號(hào)以使顯示組件顯示多個(gè)不同的顏色。其后，量測上述顏色以得到多個(gè)色度特征值。接下來，根據(jù)亮度特征值、色域特征值、量測色度特征值及輸入的信號(hào)，利用矩陣轉(zhuǎn)換觀念建立一顏色數(shù)據(jù)庫。當(dāng)欲顯示某特定色彩空間時(shí)，只要知道目標(biāo)色度值，即可結(jié)合上述顏色數(shù)據(jù)庫中修正色差顯示組件的數(shù)據(jù)特征值，以推算得一修正信號(hào)特征值。最后，輸入修正信號(hào)特征值于上述欲修正色差顯示組件以表現(xiàn)出特定色彩空間的顏色。
為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。


圖1說明本發(fā)明較佳實(shí)施例建立顏色數(shù)據(jù)庫的流程圖。
圖2說明本發(fā)明較佳實(shí)施例的修正顯示組件色差的方法的流程圖。
圖3示出了一般狀況下的gamma曲線圖。
圖4示出了修正過后的gamma曲線圖。
附圖符號(hào)說明100-顯示組件；200-欲修正色差的顯示組件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本實(shí)施例建立顏色數(shù)據(jù)庫的方法流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1。首先，輸入多個(gè)三原色信號(hào)值于一顯示組件100(S102)，并量測顯現(xiàn)顏色的色度特征值S104。接下來，于顯示組件選取的一亮度特征值及一色域特征值S106。其后，輸入三原色信號(hào)值、色度特征值、顯示組件所選取的一亮度特征值及一色域特征值，以建立一顏色數(shù)據(jù)庫S108。
數(shù)據(jù)庫建立完成之后，每一欲修正表現(xiàn)色彩的顯示組件即可依照以下圖2的步驟修正顏色。首先，于顏色數(shù)據(jù)庫中選取一欲修正表現(xiàn)色彩的顯示面板的數(shù)據(jù)特征值S202。接下來，輸入目標(biāo)色度特征值S204利用矩陣運(yùn)算以推算得一修正信號(hào)特征值S206。最后，輸入修正信號(hào)特征值于欲修正表現(xiàn)色彩的顯示組件200以表現(xiàn)出一修正顏色S208。
接下來將詳細(xì)說明本實(shí)施例圖1建立顏色數(shù)據(jù)庫的方法。在本實(shí)施例中，上述步驟S106于顯示組件選取的一亮度特征值及一色域特征值可采用以下的方法。在一般狀況下，R、G、B光的強(qiáng)度是不一致的，尤其是LCD顯示器，也因此在圖3的光電轉(zhuǎn)換曲線(gamma)標(biāo)準(zhǔn)化后，圖上顯示有三條不重合的曲線。本實(shí)施例為求亮度特征值一致性，先將R、G、B的gamma曲線修正至R、G、B一致的gamma曲線圖，如圖4所示。其后，由于R、G、B的gamma曲線已修正至一條曲線，可以根據(jù)上述修正后的gamma曲線圖選取一固定數(shù)值的亮度特征值。同時(shí)以最具代表性的色域特征值作后續(xù)的矩陣運(yùn)算。
在本實(shí)施例，上述建立顏色數(shù)據(jù)庫S108分別用3×3的矩陣(matrix)關(guān)系，將三原色R、G、B的信號(hào)特征值轉(zhuǎn)換成色度特征值，如以下的公式XYZ=[S]×ar000ag000ab×[L]×TrTgTb]]>其中X、Y、Z分別代表顯示組件所顯示的顏色經(jīng)由量測所得的色度特征值；[S]為一色域的矩陣可表示為JrJgJbKrKgKbLrLgLb,]]>在本較佳實(shí)施例中其為一固定數(shù)值的矩陣；ar000ag000ab]]>為包含(ar、ag、ab)的數(shù)據(jù)庫的矩陣； 為一亮度的矩陣可表示為Lr000Lg000Lb,]]>在本較佳實(shí)施例中其亦為一固定數(shù)值的矩陣；Tr、Tg、Tb分別為三原色R、G、B的標(biāo)準(zhǔn)化后信號(hào)值，數(shù)字范圍0～1。其后，重復(fù)輸入三原色的信號(hào)，亦即代入不同的(Tr、Tg、Tb)于上述公式中。接下來，使顯示組件顯示多個(gè)不同的顏色，并以一量測儀器，例如分光頻譜儀，量測顯示組件顯示每一顏色的色度X、Y、Z以代入上述公式。
根據(jù)上述的公式，由于色域的矩陣[S]及亮度的矩陣[L]皆為一固定數(shù)值的矩陣，僅有色度的向量和信號(hào)的向量為包含變量的向量，因此可以重復(fù)代入量測得的色度向量X、Y、Z，及相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)向量Tr、Tg、Tb于上述公式中，藉此以推得到一顏色的數(shù)據(jù)庫。
在本發(fā)明的更佳實(shí)施例中，三原色R、G、B的信號(hào)值Tr、Tg、Tb，可采取分開輸入，以下特舉只建立R的數(shù)據(jù)庫的范例如下XYZ=[S]×ar000ag000ab×[L]×Tr00]]>根據(jù)上述公式，只重復(fù)輸入R的信號(hào)，例如Tr(0、8/255、16/255、...、1)，而G、及B的信號(hào)輸入0，同時(shí)顯示組件顯示多個(gè)不同顏色。其后，以一量測儀器，例如分光頻譜儀，量測顯示組件的每一顏色的色度，得到色度特征值X、Y、Z。同時(shí)設(shè)定色域的矩陣[S]，及亮度的矩陣[L]為固定數(shù)值的矩陣。如此根據(jù)上述步驟代入只改變R信號(hào)的多個(gè)信號(hào)組，及其所顯示的顏色所量測得的多個(gè)相對(duì)應(yīng)的色度X、Y、Z于上述公式，以建立R的數(shù)據(jù)庫。接下來，以同樣的方法建立G的數(shù)據(jù)庫，及B的數(shù)據(jù)庫。如此，以上述方法可分開建立三原色R、G、B的數(shù)據(jù)庫(ar、ag、ab)。
此外，在本實(shí)施例中，圖1所示的量測表現(xiàn)顏色的色度特征值的步驟S104亦可以包括一去除噪聲(noise)的步驟，亦即將所量測得的色度特征值X、Y、Z，經(jīng)由以下公式處理X′Y′Z′output=XYZmeasured-XYZL0;]]>
其中，XYZmeasured]]>為一顯示組件所量測得的色度向量；XYZL0]]>為R、G、B在信號(hào)強(qiáng)度皆等于0時(shí)，所量測得的色度向量，其可視為一噪聲(noise)或閃爍(flare)。因此根據(jù)上述公式X′Y′Z′output]]>可以視為一已修正噪聲(noise)的色度向量，X’、Y’、Z’為修正噪聲后的色度特征值。依此，在建立數(shù)據(jù)庫S108的輸入色度特征值時(shí)，以X’、Y’、Z’取代X、Y、Z，可推得一修正噪聲后的顏色的數(shù)據(jù)庫。
接下來將詳細(xì)說明本實(shí)施例圖2修正顯示組件顏色的方法。將圖2的步驟，以3×3矩陣公式表示如下R′G′B′=ar000ag000ab-1×1/Lr0001/Lg0001/Lb-1×[S]-1×XSYSZStarget]]>其中ar000ag000ab-1]]>是在之前步驟所建立的顏色數(shù)據(jù)庫中根據(jù)欲修正色差的顯示組件選取的一組數(shù)據(jù)(ar、ag、ab)的反矩陣；1/Lr0001/Lg0001/Lb-1]]>為欲修正顏色顯示組件的亮度倒數(shù)的反矩陣，(Lr、Lg、Lb)為一亮度特征值；[S]-1為欲修正顏色顯示組件色域的反矩陣可表示為JrJgJbKrKgKbLrLgLb-1,]]>而[S]-1為一固定數(shù)值的反矩陣；
XSYSZStarget]]>為欲顯示色域空間目標(biāo)色度向量(Xs、Ys、Zs)；R′G′B′]]>為修正后的欲修正顏色顯示組件的信號(hào)向量；依據(jù)上述的公式由于亮度反矩陣及色域反矩陣皆為固定數(shù)值的反矩陣。因此，在步驟S108所建立的顏色數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)原先色彩空間三原色信號(hào)特征值選取一組數(shù)據(jù)(ar、ag、ab)，并將目標(biāo)色度及數(shù)據(jù)庫中所選取的數(shù)據(jù)(ar、ag、ab)代入上述公式，以求得配合目標(biāo)色度的修正色差R’、G’、B’。如此，推得的R’、G’、B’即為顯示組件修正色差后的信號(hào)特征值。并且，根據(jù)此修正過后的信號(hào)R’、G’、B’，輸入顯示組件可以顯示出接近標(biāo)準(zhǔn)顏色的色彩空間。
因此，依據(jù)本實(shí)施例，可以依照顯示組件(例如顯示面板)的特性，建立一顏色數(shù)據(jù)庫。其后，即可根據(jù)其數(shù)據(jù)庫，以目標(biāo)色彩空間例如(sRGB)作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)顯示組件的色偏作修正及補(bǔ)償，以改善顯示組件色偏的問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本利用的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作若干的變更與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種表現(xiàn)特定色彩空間的方法，包括(a)選取一顯示組件的一亮度特征值及一色域特征值；(b)輸入多個(gè)三原色信號(hào)特征值以使該顯示組件顯示多個(gè)不同的顏色；(c)量測所述顏色以得到多個(gè)色度特征值；(d)輸入該亮度特征值、該色域特征值、所述色度特征值及所述三原色信號(hào)特征值以建立一顏色數(shù)據(jù)庫；及(e)輸入一目標(biāo)色度特征值，及該顏色數(shù)據(jù)庫中所選取的一欲修正色差顯示組件的數(shù)據(jù)特征值，以推算得一修正信號(hào)特征值。
2.如權(quán)利要求1所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(d)步驟中建立該顏色數(shù)據(jù)庫是利用以下公式XYZ=S×ar000ag000ab×L×TrTgTb]]>其中X、Y、Z為(c)步驟該色度特征值；[S]為包含該色域特征值的矩陣JrJgJbKrKgKbLrLgLb,]]>為固定數(shù)值的矩陣；ar000ag000ab]]>為包含(ar、ag、ab)的該顏色數(shù)據(jù)庫的矩陣；[L]為包含該亮度特征值的矩陣Lr000Lg000Lb]]>為固定數(shù)值的矩陣；Tr、Tg、Tb分別為三原色信號(hào)特征值，藉由輸入所述Tr、Tg、Tb及相對(duì)應(yīng)的色度特征值(X、Y、Z)，計(jì)算得到該顏色數(shù)據(jù)庫的矩陣，進(jìn)而建立該顏色數(shù)據(jù)庫。
3.如權(quán)利要求2所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(b)步驟的輸入三原色的信號(hào)特征值是先輸入信號(hào)特征值(Tr、0、0)以建立一R數(shù)據(jù)庫，輸入信號(hào)特征值(0、Tg、0)以建立一G數(shù)據(jù)庫、及輸入信號(hào)特征值(0、0、Tb)以建立一B數(shù)據(jù)庫。
4.如權(quán)利要求3所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(d)步驟的數(shù)據(jù)庫包括該R數(shù)據(jù)庫、該G數(shù)據(jù)庫、及該B數(shù)據(jù)庫，且建立格式可包含一維LUT(Look-Up-Table)、三維LUT及多項(xiàng)式計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，(c)步驟還包括將所述色度特征值去除噪聲的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(a)步驟的選取一亮度特征值步驟還包括先將光電轉(zhuǎn)換曲線中的R曲線，G曲線，B曲線修正至一致，再在該曲線中選取該亮度特征值。
7.如權(quán)利要求1所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(e)步驟的推算該修正信號(hào)特征值系利用以下公式R′G′B′=ar000ag000ab-1×1/Lr0001/Lg0001/Lb-1×S-1×XSYSZStarget]]>其中ar000ag000ab-1]]>是在該數(shù)據(jù)庫中所選取的一組數(shù)據(jù)(ar、ag、ab)的反矩陣；1/Lr0001/Lg0001/Lb-1]]>為該亮度特征值倒數(shù)的反矩陣，且為一固定值的反矩陣；[S]為該色域的反矩陣可表示為JrJgJbKrKgKbLrLgLb-1,]]>且為一固定數(shù)值的反矩陣；XSYSZStarget]]>為特定色彩空間的目標(biāo)色度特征值(XS、YS、ZS)向量；R′G′B′]]>為欲修正色差顯示組件，修正過后信號(hào)值向量；在該上述公式中，輸入(ar、ag、ab)及(XS、YS、ZS)，計(jì)算得R′G′B′,]]>進(jìn)而推算得該修正信號(hào)特征值(R’、G’、B’)。
8.如權(quán)利要求7所述的選取的一組數(shù)據(jù)(ar、ag、ab)的方法，其運(yùn)算格式包含一維LUT、三維LUT及多項(xiàng)式計(jì)算。
9.如權(quán)利要求1所述的表現(xiàn)特定色彩空間的方法，其中該(e)步驟更包括輸入該修正信號(hào)特征值于該欲修正色差顯示組件以表現(xiàn)出一修正顏色。
全文摘要
本發(fā)明為當(dāng)顯示組件有色差現(xiàn)象時(shí)，可以藉由此法表現(xiàn)特定色彩空間的方法。首先，分別輸入三原色信號(hào)特征值，并量測所表現(xiàn)出色彩的色度特征值。之后，以輸入信號(hào)特征值、色度特征值，利用矩陣轉(zhuǎn)換觀念建立一顏色數(shù)據(jù)庫。接下來，依照一目標(biāo)色度特征值，結(jié)合上述顏色數(shù)據(jù)庫中修正色差顯示組件的數(shù)據(jù)特征值，以推算得一修正信號(hào)特征值。最后，輸入修正信號(hào)特征值于上述欲修正色差顯示組件以表現(xiàn)出特定色彩空間的顏色。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1588186SQ20041005899
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者陳志偉, 江新昌, 林克峰 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司