專利名稱：可降低色偏的影像處理方法
技術領域：
本發明屬于液晶顯示器的影像處理技術領域，尤其涉及一種可降低液晶顯 示器色偏的影像處理方法。
背景技術：
由于液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)具有低輻射、體積、及低耗 能等優點，因此逐漸取^代傳統的陰極射線管(cathode ray tube, CRT )顯示器， 廣泛地應用在筆記型計算才幾、個人數字助理(personal digital assistant, PDA )、 平面電視，或行動電話等信息產品上。
不同角度的光線在入射液晶層后會產生的不同的相位差值(retardation),亦 即光線的偏折系數會隨著觀察角度而變，因此液晶顯示器在正視和側視時的光 線穿透率并不相同。 一般會針對正視的條件進行色彩追蹤(color tracking), 使得液晶顯示器能達到最佳顯示效果。然而，不同視角會造成光線的亮度差異， 當不同色光(例如紅色光、綠色光及藍色光)在側視時各以不同亮度比例混色 之后，所顯示的顏色和正一見時并不相同，此種差異稱為色偏(color shift)現象。 色偏現象讓液晶顯示器無法在側視時達到最佳顯示質量，為了能提供大視角的 高顯示質量畫面，如何減少正視與側視液晶顯示器時的色偏是業界所致力的課 題之一。
請參考圖1，圖1說明了液晶顯示器在正視時的特性曲線。在圖1中，橫 軸代表灰階值(grayscale),縱軸代表光穿透率，R、 G、 B分別代表紅綠藍三 原色在正視時的特性曲線。現有技術中， 一般只針對三原色中的兩原色來做低 色偏校正，亦即只對色偏較明顯的藍色及綠色做轉換，而不更改紅色的原始灰 階值。透過執行色彩追蹤，R、 G、 B可分別調整為最佳化曲線，使得液晶顯示器能達到最佳顯示效果。
請參考圖2，圖2說明了液晶顯示器在側視時的特性曲線。在圖2中，橫 軸代表灰階值，縱軸代表光穿透率，R，、 G，、 B，分別代表紅綠藍三原色在側視 時的特性曲線。由于光偏折系數會隨角度而變，即使在相同灰階值，不同顏色 在側視與正視的光穿透率會不同，因而造成不同程度的色偏。如圖2所示，當 灰階值接近0或255時，側視與正視的常態化光穿透率的差較小，但在中間調 (灰階值約100~ 150)差異極大。由于側看的R，、 G，、 B，特性曲線無法調整至 最佳化，當顯示無彩度的顏色時，在側看視角會產生混色不正確而造成偏紅的 現象，因此會影響液晶顯示器的顯示質量。
美國專利第6,661,488號"Vertically-alligned (VA) liquid crystal display device"中^:出 一種解決正^L與側^見液晶顯示器時的色偏的方法。此現有4支術 在制程上作更動，在液晶層厚度固定的條件下，使紅、綠、藍像素像素有不同 的大小設計，并在各色層上制作不同厚度的樹脂層，使得紅、綠、藍像素各有 不同的晶胞間隙(cellgap)，以降低色偏現象。然而，在各色層上制作不同厚 度的樹脂層需要極高精密度，制程繁復且不易控制，可能會大幅增加生產成本 或降低良率。
美國專利/>開號2006/0215081 "Vertically aligned mode liquid crystal display w他differentiated B cell gap"中提出另 一種解決正視與側—見液晶顯示器時的色 偏的方法。此現有技術同樣在制程上作更動，透過改變紅、綠、藍各色層的膜 厚，使得紅、綠、藍像素各有不同的晶胞間隙，以降低色偏現象。然而，變更 各色層的膜厚可能會降低色飽和度，或是造成光穿透率不足的問題。
前述現有技術透過改變液晶顯示器的制程上來降低色偏現象，但可能會因 為制程繁復而增加生產成本或降低良率，或是造成光穿透率不足的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種可降低色偏的影像處理方法，旨在解決現有技術透過改變液晶顯示器的制程上來降低色偏現象，但可能會因為制程繁復而增 加生產成本或降低良率，或是造成光穿透率不足的問題。
本發明是這樣實現的， 一種可降低色偏的影像處理方法，所述方法包括以
下步驟
依據一預定階調特性來產生一預定影像；
量測所述預定影像在正;f見時的一第一色度坐標；
量測所述預定影像在側視時的一第二色度坐標；
依據所述第一色度坐標和所述第二色度坐標之間的差異來調整所述預定階 調特性以產生 一〗務正階調特性；
依據所述修正階調特性來產生一修正影像；
以及判斷所述修正影像在側視時的色彩特性是否實質上等于所述預定影像 在正視時的色彩特性。
在本發明中，依據影像在正視時和側視時色度坐標之間的差異來調整階調 特性，使得液晶顯示器的顯示影像在側視時的色彩特性實質上(substantially)等 于在正視時的色彩特性，因此能提供大視角的高顯示質量畫面。
圖1為現有技術的液晶顯示器在正視時特性曲線的示意圖。 圖2為現有技術的液晶顯示器在側視時特性曲線的示意圖。 圖3為本發明一實施例中一色彩調整方法的示意圖。 圖4為本發明的液晶顯示器在側視時特性曲線的示意圖。 圖5為本發明第一實施例中一影像處理方法的流程圖。 圖6為本發明第二實施例中一影像處理方法的流程圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實
6施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
在本發明實施例中，依據影像在正視時和側視時色度坐標之間的差異來調 整階調特性，使得液晶顯示器的顯示影像在側視時的色彩特性實質等于在正視 時的色彩特性，因此能提供大視角的高顯示質量畫面。
色彩空間是使用一組值(通常使用3個或4個值)或者顏色成分來表示顏 色的抽象數學模型，在數字影像處理中常使用三原色(RGB)色彩空間，分別以 獨立的通道來處理紅綠藍三原色(primary color)。依據實際使用設備系統能力 的不同，RGB色彩空間有各種不同的實現方法，在標準顯示裝置中最常用的是 24位實現方法，亦即紅色信道R、綠色信道G和藍色信道B各可提供8位的灰 階值或者256組灰階的數據。當三原色的色彩信道灰階值迭合在一起時，影像 便會以24位的真彩色(truecolor)來顯示，亦即能顯示224種顏色。舉例來 說，若驅動液晶顯示器的色彩信道灰階值(R， G， B)分別為(255, 0, 0)、 (0， 255， 0)、 (0, 0, 255)和(255, 255, 255),液晶顯示器會分別顯示純紅、純綠、純藍和純白影 像。換而言之，透過改變驅動液晶顯示器的色彩信道灰階值(R, G, B)即可顯 現不同顏色的影像。
調配一特定顏色所需要的紅、綠、藍三原色的數量，稱為RGB三刺激值 (tristimulus values )。色彩量測學(colorimetry)以三刺激值(X,Y,Z )來模擬 人眼對色彩的感覺，并將三刺激值轉換為使用上較容易的色彩坐標，例如CIE 色度圖。CIE色度圖中的色度坐標(x,y,z)所反映的是三原色各自在三刺激值 總量中的相對比例，反應出具相同顏色/彩度但不同亮度的顏色的共同特征。不 同色度坐標之間的轉換均為熟悉本技術領域的技術人員所理解，本發明并不限 定采用哪一種色度坐標，在此使用CIE色度坐標(x,y,z)來說明本發明的實施 例。
色彩信道灰階值(R， G， B)和CIE色度坐標(x,y,z)之間可互相轉換，若 使用256組數字色彩信道灰階值(255，255,255)、 (254,254,254)、...與(O，O,O)來驅動液晶顯示器，所顯示的256個灰階的色度坐標值由(x255， y255, z255)、 (x254，y254,z254)、...與(xO， y0, z0)來表示，色彩信道灰階值和色度坐標值之間 的關系即為液晶顯示器的階調特性。如前所述， 一般會針對正視的條件對液晶 顯示器進行色彩追蹤，因此在正視時配色正常的影像，在側一見時卻會產生色偏， 色度坐標也會偏離預定值。本發明首先使用一預定階調特性來驅動液晶顯示器， 再分別量測顯示影像在正視時的色度坐標為(x， y, z)和在側視時的色度坐標為 (x，， y， ， z，)。本發明依據正視時的色度坐標(x, y， z)和側視時的色度坐標(x，， y， ， z，) 之間的差異來調整預定階調特性，并判斷以調整后的階調特性來驅動液晶顯示 器時，是否能解決側視時所產生的色偏。
請參考圖3，圖3為本發明一實施例中一色彩調整方法的示意圖。圖3顯示 了一CIE色度圖，依據CIE色度坐標(x，y，z)的特性，紅、黃、綠、藍、與白等 色彩分別位于橢圓區域的右下角、右上角、左上角、左下角、與中央部分。由 于側視時所產生的色偏，色度坐標(x,y，z)和色度坐標(x，，y， ，z，)并未重合，本發
明可依據兩者之間的差異來調整預定階調特性。
本發明一實施例中可調整色度坐標(x，，y， ，z，)的紅色成分，例如可將預定階 調特性的紅色色彩信道灰階值R范圍從原本的0 ~ 255調整到0 ~ 2恥，亦即將 原先紅色色彩信道灰階值R二240時的色度坐標值x255，當作調整后新紅色色彩 信道灰階值R=255時的色度坐標值x255，，再將原色度坐標值x0 ~ x240展延以 對應出新色度坐標值xO， ~ x255，。本發明亦可調整色度坐標(x，， y， ， z，)的其它顏 色成分，例如可將預定階調特性的藍色色彩信道灰階值B范圍從原本的0~255 調整到0 ~ 230，亦即將原先藍色色彩信道灰階值B=230時的色度坐標值z230， 當作調整后新藍色色彩信道灰階值B=255時的色度坐標值z255',再將原色度 坐標值zO ~ z230展延以對應出新色度坐標值zO， ~ z255，。
為了判斷是否能有效降低側視時的色偏現象，本發明再次使用調整后的階 調特性來驅動液晶顯示器，以量測顯示影像在側視時的色度坐標為(x，， y， ， z，)， 并判斷調整后是否能降低正視時的色度坐標(x, y, z)和側視時的色度坐標(x，， y，，
8Z')的差異。
或者，在使用調整后的階調特性來驅動液晶顯示器后，本發明可針對液晶 顯示器在側視時的影像量測其透射率-灰階值的特性，并判斷紅綠藍三原色在側
視時的特性曲線是否重合。請參考圖4,圖4說明了本發明使用調整后的階調 特性來驅動液晶顯示器時在側視時的特性曲線。在圖4中，橫軸代表灰階值， 縱軸代表光穿透率，R"、 G"、 B"分別代表紅綠藍三原色在側視時的特性曲線。 如圖4所示，本發明的影-像處理方法可將紅綠藍三原色的特性曲線調至最佳化， 亦即在高色調、低色調和中間調(灰階值約100~ 150)時互相重迭，因此能解 決因側看視角而造成的色偏現象。
請參考圖5,圖5為本發明第一實施例中一影像處理方法的流程圖。圖5 的流程圖包含下列步驟
步驟510:依據一預定階調特性來驅動一液晶顯示器以顯示一預定影像； 步驟520:量測此預定影像在正視時的一第一色度坐標；步驟530:量測此預 定影像在側視時的一第二色度坐標；
步驟540:依據第一和第二色度坐標之間的差異來調整預定階調特性以產 生一修正階調特性；
步驟550:依據修正階調特性來驅動液晶顯示器以顯示產生一修正影像；
步驟560:量測此修正影像在側視時的一第三色度坐標；
步驟570:判斷第一和第三色度坐標之間的差異是否小于一預定值；若第 一和第三色度坐標之間的差異小于預定值，執行步驟5卯；若第一和第三色度 坐標之間的差異不小于預定值，執行步驟580;
步驟580:依據第一和第三色度坐標之間的差異來調整修正階調特性；執 行步驟550;
步驟590:依據修正階調特性來驅動液晶顯示器。
請參考圖6,圖6為本發明第二實施例中一影像處理方法的流程圖。圖6 的流程圖包含下列步驟步驟610:依據一預定階調特性來驅動一液晶顯示器以顯示一預定影像；
步驟620:量測此預定影像在正視時的一第一色度坐標；
步驟630:量測此預定影像在側視時的一第二色度坐標；
步驟640:依據第一和第二色度坐標之間的差異來調整預定階調特性以產
生一修正階調特性；
步驟650:依據修正階調特性來驅動液晶顯示器以顯示產生一修正影像； 步驟660:量測相關于此修正影像的一紅色特性曲線、 一藍色特性曲線和
一綠色特性曲線；
步驟670:在一預定階調區域內，判斷紅色、藍色和綠色特性曲線之間的 差異是否小于一預定值；若紅色、藍色和綠色特性曲線之間的差異小于預定值， 執行步驟690;若紅色、藍色和綠色特性曲線之間的差異不小于預定值，執行 步驟680;
步驟680:依據紅色、藍色和綠色特性曲線之間的差異來調整修正階調特 性；執行步驟650;
步驟690'.依據^^正階調特性來驅動液晶顯示器。
前述本發明實施例同時調整色度坐標(x，，y， ，z，)的紅色成分和藍色成分，將 預定階調特性的紅色色彩信道灰階值R范圍和藍色色彩信道灰階值B范圍從原 本的0 255分別調整到0~240和0~230。然而，本發明亦可僅調整色度坐標 (x，， y， ， z，)的單一顏色成分，或是同時調整色度坐標(x，， y， ， z，)的多個顏色成分。
本發明實施例中，可依據影像在正視時和側一見時色度坐標之間的差異來調 整階調特性，使得液晶顯示器的顯示影像在側視時的色彩特性實質上 (substantially)等于在正視時的色彩特性，因此能提供大視角的高顯示質量畫面。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明
的保護范圍之內。
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權利要求
1、一種可降低色偏的影像處理方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟依據一預定階調特性來產生一預定影像；量測所述預定影像在正視時的一第一色度坐標；量測所述預定影像在側視時的一第二色度坐標；依據所述第一色度坐標和所述第二色度坐標之間的差異來調整所述預定階調特性以產生一修正階調特性；依據所述修正階調特性來產生一修正影像；以及判斷所述修正影像在側視時的色彩特性是否實質上等于所述預定影像在正視時的色彩特性。
2、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述方法還包括下述 步驟當所述修正影像在側視時的色彩特性實質上等于所述預定影像在正視時的 色彩特性時，依據所述修正階調特性來驅動一顯示裝置。
3、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述方法還包括下述 步驟當所述修正影像在側視時的色彩特性實質上不等于所述預定影像在正視時 的色彩特性時，依據所述修正影像在側視時的色彩特性和所述預定影像在正視 時的色彩特性兩者之間的差異來調整所述修正階調特性。
4、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述判斷所述修正影 像在側視時的色彩特性是否實質上等于所述預定影像在正視時的色彩特性的步 驟具體為量測所述修正影像在側^L時的一第三色度坐標；以及 判斷所述第三色度坐標和所述第一色度坐標之間的差異是否小于一預定值。
5、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述判斷所述修正影像在側視時的色彩特性是否實質上等于所述預定影像在正視時的色彩特性的步驟具體為量測所述修正影像在側視時的一紅色色彩特性曲線、 一綠色色彩特性曲線 和一藍色色彩特性曲線；以及判斷所述紅色色彩特性曲線、所述綠色色彩特性曲線和所述藍色色彩特性 曲線是否重合。
6、 如權利要求5所述的影像處理方法，其特征在于，所述紅色色彩特性曲線是相關于所述修正影像在側視時紅色光線透射率和灰階值的關系，所述綠色 色彩特性曲線是相關于所述修正影像在側視時綠色光線透射率和灰階值的關 系，而所述藍色色彩特性曲線是相關于所述^^正影^^在側^L時藍色光線透射率 和灰階值的關系。
7、 如權利要求5所述的影像處理方法，其特征在于，所述判斷所述紅色色 彩特性曲線、所述綠色色彩特性曲線和所述藍色色彩特性曲線是否重合是判斷 所述紅色色彩特性曲線、所述綠色色彩特性曲線和所述藍色色彩特性曲線是否 在一預定階調范圍內重合。
8、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述產生所述修正階 調特性的步驟具體為針對一色彩信道調整其色彩信道灰階值和色度坐標值的對應關系。
9、 如權利要求1所述的影像處理方法，其特征在于，所述產生所述修正階 調特性的步驟具體為針對多組色彩通道分別調整相對應色彩信道灰階值和相對應色度坐標值的 對應關系。
全文摘要
本發明適用于液晶顯示器的影像處理技術領域，提供了一種可降低色偏的影像處理方法，所述方法包含依據一預定階調特性來產生一預定影像；量測所述預定影像在正視時的一第一色度坐標；量測所述預定影像在側視時的一第二色度坐標；依據所述第一色度坐標和所述第二色度坐標之間的差異來調整所述預定階調特性以產生一修正階調特性；依據所述修正階調特性來產生一修正影像；以及判斷所述修正影像在側視時的色彩特性是否實質上等于所述預定影像在正視時的色彩特性。在本發明中，依據影像在正視時和側視時色度坐標之間的差異來調整液晶顯示器的階調特性，使得顯示影像在側視時的色彩特性實質上等于在正視時的色彩特性。
文檔編號G09G3/36GK101587695SQ200910106709
公開日2009年11月25日 申請日期2009年4月9日 優先權日2009年4月9日
發明者卓龍材, 蔡乙誠, 黃柏強, 黃貴偉 申請人:深圳華映顯示科技有限公司;中華映管股份有限公司