專利名稱：彩色顯示系統中的色溫變換裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及彩色顯示系統中的色溫變換裝置及其方法，更具體地講，涉及通過產生具有多個系數部分的變換系數，將預定輸入色溫變換為預定目標色溫的色溫變換裝置。本發明是基于2001年2月24日申請的韓國專利申請No.2001-9482作出的，該專利申請被援引于此，以資參考。
背景技術：
當人看東西的時候，一般人是基于亮度特性觀察色調的變化。換言之，在白熾燈下人觀察東西，一般可能偏紅，而在目光下比較偏蘭。因此，在彩色顯示系統中，需要將輸入系統的目標顏色改變為人們所看到的顏色。通常所顯示的色調與色溫有關。色溫意味著當光源的顏色相同時，以開氏單位[K]測量的黑色物體的溫度。如果色溫高，則偏蘭。如果色溫低，則偏紅。
彩色顯示系統廣泛地用于需要向用戶傳送可視信息的設備。這些設備包括例如，電視、數字電視、TFT(薄膜晶體管)監視器、彩色打印機、數字照相機、投影儀、移動電話等等。為了改善彩色顯示系統中圖象的質量，應當調節色溫。
色彩模型有RGB(紅、綠、蘭)模型，色調、飽和度、照度/色調、亮度、飽和度(HSB/HLS)模型，芒賽爾色彩模型，及de 1′Eclairage國際委員會(Commission International de 1′Eclairage)或CIE色彩模型。CIE色彩模型是由定義亮度標準的國際照明委員會確定的。CIE色彩模型包括CIE XYZ、CIE LUV、和CIE LAB。CIE XYZ色彩模型將RGB值表示為都具有正符號的一組不同值的X、Y、Z。通常，X、Y、Z被稱為三色激勵。
變換色溫的常規方法使用CIE XYZ色彩模型，更具體地講，是利用X軸和Y軸變換色溫的方法。
下面，將參照圖1描述常規色溫變換方法。
常規色溫變換方法的詳細過程已由Gunter Wyszeck和W.S.Stiles在“色彩科學概念和方法，定量數據和公式(Color ScienceConcepts and Methods，Quantitative and Formula)”(第二版，145-146頁，1982)中進行了描述。按照常規色溫變換方法，當輸入圖像時(S10)，計算輸入圖像的色溫Tc(S20)。然后，計算相對于該計算過的輸入圖像色溫Tc的日光譜(S30)。按照輸入圖像的色溫Tc的范圍通過以下數學表達式1)和2)計算日光譜。
1)輸入圖像的色溫Tc在4000K≤Tc＜7000K范圍內的，通過數學表達式1計算[數學表達式1]XD=-4.067109TC3+2.9678106TC2+0.09911103TC+0.244063]]>2)輸入圖像的色溫Tc在7000K≤Tc＜25000K范圍內的，通過數學表達式2計算[數學表達式2]XD=-2.0064109TC3+1.9018106TC2+0.24758103TC+0.237040]]>YD＝-3XD2+2.87XD-0.275日光光譜輻射功率分布SD(λ)通過數學表達式3計算[數學表達式3]SD(λ)＝S0(λ)+M1S1(λ)+M2S2(λ)其中，[S0(λ)、S1(λ)、S2(λ)]相對于[s0[31]、s1[31]、s2[31]]，而s0[31]、s1[31]、s2[31]是固定值，當M1=-1.3515-1.7703xD+5.9114yD0.0241+0.2562xD-0.7341yD]]>M2=0.0300-31.4424xD+30.0717yD0.0241+0.2562xD-0.7341yD]]>計算Macbeth色彩檢驗符(MCC)的X、Y、Z(S40)。MCC從如下數學表達式4獲得每個路徑的X、Y、Z。此時，當波長(λ)為400nm到700nm時，應用的MCC具有三十一(31)個單元。每個單元的間隔是10nm。
XiMEYiMEZiME3×1=x-[i]y-[i]z-[i]3×31]]>[R[i]]31×31[E[i]]31×1其中，i＝1、2、…、31，并且 是色彩匹配的函數值，并且[R[i]]31×31是關于一個色彩路徑的反射對角矩陣(refeltance diagonalmatrix)，并且每個波長段值僅存在于該矩陣的對角線項中。對角線外的各個項都是零，并且[E[i]]31×1是亮度的光譜功率色散。
XiME、YiME和ZiME是關于輸入圖像色溫的MCC三色激勵值。
選擇目標色溫的MCC的X、Y、Z(S50)。
按照如下數學表達式5，利用輸入圖像的色溫Tc與目標色溫的相關性計算變換矩陣(S60)。
[TM]3×3＝[(XYZ)MT]-13×24[(XYZ)ME]3×24
其中，[TM]3×3是一個變換矩陣，并且[(XYZ)MT]-13×24是關于目標色溫的MCC三色激勵值矩陣，以及[(XYZ)ME]3×24是關于輸入圖像的色溫Tc的MCC三色激勵值矩陣。
輸入圖像被變換為具有目標色溫的圖像(S70)。換言之，通過計算的變換矩陣將其變換為具有目標亮度的圖像。
XtYtZt=[TM]XYZ]]>其中，Xt、Yt和Zt是按照目標色溫的三色激勵單元，并且[TM]是變換矩陣，以及X、Y和Z是按照輸入圖像色溫的三色激勵單元。
如上所述，被變換為目標色溫的圖像被輸出到各種彩色顯示裝置(S80)。
在如上所述的常規色溫變換方法中，需要計算關于輸入圖像色溫Tc的MCC三色激勵值X、Y、Z和關于目標色溫的三色激勵值X、Y、Z，以求出色溫變換矩陣。在表1中表示出用硬件實現常規色溫變換方法所需要的矩陣數。
再有，還需要矩陣變換部件以寫出變換矩陣。另外，計算上述數學表達式需要多個乘法器和除法器。因此，用硬件實現常規色溫Tc變換方法會由于數量和成本方面的問題而造成低可用性。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術中的各個問題。因此，本發明的一個目的是提供一種產生變換矩陣的方法及其裝置，利用這種矩陣可以將預定輸入色溫變換為另外的預定色溫。
本發明的另一個目的是提供一種色溫變換裝置及其方法，該裝置和方法可以很容易地用硬件實現。
按照本發明，用于實現上述目的的色溫變換方法，利用一個特定色溫作為中介將預定輸入色溫變換為預定目標色溫。
按照本發明的用于產生色溫變換系數的裝置，包括第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將該特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；以及變換系數產生單元，該單元產生第三色溫變換系數，用于根據基于輸入色溫從第一色溫變換系數中選出的第一變換系數，和根據基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的第二變換系數，產生將輸入色溫變換為目標色溫的色溫變換系數。
按照本發明的用于變換色溫的裝置，包括色溫檢測單元，用于檢測輸入圖象的色溫；第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將該特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；變換系數產生單元，該單元產生第三色溫變換系數，用于根據基于輸入色溫從第一色溫變換系數中選出的第一變換系數，和根據基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的第二變換系數，產生將輸入色溫變換為目標色溫的色溫變換系數。
按照本發明的色溫變換方法包括以下步驟檢測輸入圖象的色溫；輸入目標色溫；從第一色溫變換系數中選擇相對于檢測的色溫的第一變換系數，用于將第一預定色溫變換為特定色溫；從第二色溫變換系數中選擇相對于目標色溫的第二變換系數，用于將該特定色溫變換為第二預定色溫；產生第三色溫變換系數，用于通過選擇第一和第二變換系數將輸入色溫變換為目標色溫；及通過該第三色溫變換系數將輸入圖象的色溫變換為目標色溫。
按照本發明的彩色顯示系統，包括色溫檢測單元，用于檢測輸入圖象的色溫；第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將該特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；變換系數產生單元，該單元產生第三色溫變換系數，用于根據基于輸入色溫從第一色溫變換系數中選出的第一變換系數，和根據基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的第二變換系數，產生將輸入色溫變換為目標色溫的色溫變換系數；色溫變換單元，用于按照第三色溫變換系數將輸入圖象色溫變換為輸入目標色溫；及顯示單元，用于利用變換過的色溫顯示該圖象。
按照本發明的彩色顯示方法，包括以下步驟檢測輸入圖象的色溫；輸入目標色溫；從第一變換系數中選擇相對于檢測的色溫的第一變換系數，用于將第一預定色溫變換為特定色溫；從第二色溫變換系數中選擇相對于目標色溫的第二變換系數，用于將該特定色溫變換為第二預定色溫；產生第三色溫變換系數，用于按照所選擇的第一和第二變換系數將輸入色溫變換為目標色溫；按照第三色溫變換系數將輸入圖象色溫變換為目標色溫；以及利用變換過的色溫顯示該圖象。
按照本發明的色彩指示系統的色溫計算裝置及其方法，由于通過介入特定的色溫，事先確定了將輸入色溫變換為目標色溫的系數，所以可以降低所包含的硬件結構的復雜性。
圖1是說明常規色溫變換方法的流程圖；圖2是說明按照本發明的色溫變換概念的圖；圖3是表示基于圖2的色溫變換系數產生單元的方框圖；圖4是表示應用于圖3的色溫變換系數產生方法的流程圖；圖5是表示按照本發明的色溫變換裝置的方框圖；和圖6是表示應用于圖5的色溫變換方法的流程圖。
具體實施例方式
現在，參照附圖對本發明的優選實施例進行更詳細地描述。
參照圖2，按照本發明的變換色溫的裝置及其方法的主要目的是通過一個特定色溫Tp作為中介變換預定輸入色溫Ti為目標色溫To。在一端，獲得將預定色溫Ti變換為該特定色溫Tp的第一系數表Mα。表Mα包含以α1到αi和αi到αn表示的第一系數，這些系數變換預定色溫Ti為特定色溫Tp。每個系數以3×3矩陣的形式表示。另外，還獲得將特定色溫Tp變換為預定色溫To的第二系數表Mβ。表Mβ包含以β1到βo和βo到βm表示的第二系數，這些系數用于變換該特定色溫Tp為預定色溫To。每個系數以3×3矩陣的形式表示。
表Mα和Mβ可以通過利用MCC以公知的方法獲得。例如，在變換6500K輸入色溫Ti為12000K目標色溫To的情況下，色溫變換裝置的輸入是6500K的輸入色溫Ti和12000K的目標色溫To。變換色溫的裝置可以根據6500K的輸入色溫Ti從表Mα中選擇第一變換系數αi，并根據12000K的目標色溫To從表Mβ中選擇第二變換系數βo。因此，通過將第一變換系數αi和第二變換系數βo相乘，獲得將6500K的輸入色溫Ti變換為12000K的目標色溫To的色溫變換系數。
如上所述，如果通過介入特定色溫Tp將輸入色溫Ti變換為目標色溫To，則可使硬件結構更簡單。
現在，將參照圖3和圖4對按照本發明的產生色溫變換系數的裝置及其方法進行描述。
按照本發明的產生色溫變換系數的裝置260包括第一色溫變換系數單元260a、第二色溫變換系數單元260b和變換系數產生單元260c。第一色溫變換系數單元260a具有事先定義的用于變換輸入圖象的色溫Ti為特定色溫Tp的系數。第二色溫變換系數單元260b具有事先定義的用于變換特定色溫Tp為目標色溫To的系數。變換系數產生單元260c根據從第一色溫變換系數單元260a中的系數選出的第一變換系數和從第二色溫變換系數260b中的系數選出的第二變換系數，產生用于將輸入色溫Ti變換為目標色溫To的第三色溫變換系數。
按照本發明的產生色溫變換系數的方法通過以下步驟實現首先，獲得用于變換預定色溫為特定色溫的第一色溫變換系數(S301)。然后，獲得用于變換該特定色溫為預定色溫的第二色溫變換系(S302)。輸入輸入圖象的色溫Ti(S303)。接著，輸入目標色溫(S304)。從第一色溫變換系數中選擇對應于輸入圖象的色溫Ti的第一變換系數(S305)。從第二色溫變換系數中選擇對應于輸入目標色溫的第二變換系數(S306)。根據選擇的第一和第二變換系數產生用于將輸入色溫變換為目標色溫的第三色溫變換系數(S307)。
參照圖5和圖6，按照本發明的彩色顯示系統的色溫計算裝置300包括色溫檢測單元250、色溫變換系數產生單元260和色溫變換單元270。色溫檢測單元250檢測輸入圖象的色溫。色溫變換系數產生單元260產生用于變換檢測的輸入圖象色溫為目標色溫的變換系數。色溫變換系數產生單元260包括第一色溫變換系數單元260a、第二色溫變換系數單元260b和變換系數產生單元260c。第一色溫變換系數單元260a含有事先產生的系數[CS]，用于將預定色溫變換為特定色溫，該系數是以矩陣形式表示的。第二色溫變換系數單元260b含有事先產生的系數[ST]，用于將特定色溫變換為預定色溫，并且該系數是以矩陣形式表示的。變換系數產生單元260c產生第三色溫變換系數[TM]，用于按照數學表達式7基于第一和第二變換系數將輸入色溫變換為目標色溫，該系數也是以矩陣形式表示的。
[TM]3×3＝[CS]3×3[ST]3×3第一變換系數是基于輸入圖象的色溫從第一色溫變換系數單元260a中選出的。第二變換系數是基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數單元260b中選出的。
色溫變換單元270利用第三色溫變換系數[TM]將輸入圖象色溫變換為目標色溫。結果，獲得具有變換過色溫的圖象。在顯示裝置上可以顯示具有變換過色溫的圖象。
現在，將描述用于變換色溫的方法。
首先，檢測輸入圖象的色溫(S320)。輸入目標色溫(S330)。利用第一色溫變換系數單元260a選擇對應于檢測到的色溫的第一變換系數(S340)。利用第二色溫變換系數單元260b選擇對應于輸入目標色溫的第二變換系數(S350)。通過將所選擇的第一變換系數和第二變換系數相乘產生將輸入色溫變換為目標色溫的第三色溫變換系數(S360)。通過將第三色溫變換系數與輸入圖象相乘，輸入圖象的色溫被變換為目標色溫(S370)。當輸入圖象的色溫被變換為目標色溫時，該目標色溫變成為色溫變換裝置的輸出圖象。具有變換過色溫的圖象被顯示在顯示單元上。
按照本發明的用于變換色溫的裝置和方法可以被應用到通用彩色顯示系統及其方法上。
按照計算彩色顯示系統色溫的裝置和方法，由于通過特定色溫作為中介將輸入色溫變換為目標色溫的系數被預先確定，所以可以降低硬件復雜性。因此，存在著實用性和可推廣性。
雖然已經對本發明的優選實施例進行了描述，但是本專業的技術人員將理解為，本發明應當不受所描述的優選實施例的限制，而在本發明的精神和范圍內可以作出各種變化和修改。因此，本發明的范圍將不限于所描述的優選實施例，而在由如下權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內可以作出各種變化和修改。
權利要求
1.一種色溫變換方法，通過介入特定色溫將預定輸入色溫變換為預定目標色溫。
2.一種產生色溫變換系數的裝置，包括第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；和變換系數產生單元，該單元產生第三色溫變換系數，用于根據基于輸入色溫從第一色溫變換系數中選出的第一變換系數，和根據基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的第二變換系數，產生將輸入色溫變換為目標色溫的色溫變換系數。
3.一種色溫變換裝置，包括色溫檢測單元，用于檢測輸入圖象的色溫；第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將該特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；色溫變換系數產生單元，該單元產生第三色溫變換系數，用于基于第一變換系數和第二變換系數將輸入色溫變換為目標色溫；和色溫變換單元，用于基于第三色溫變換系數將輸入圖象的色溫變換為目標色溫。
4.如權利要求3所述的裝置，其中，所述第一變換系數是基于所測得的輸入色溫從第一變換系數中選出的，以及第二變換系數是基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的。
5.一種變換色溫的方法，包括以下步驟檢測輸入圖象的色溫；輸入目標色溫；從用于將第一預定色溫變換為特定色溫的一個或多個第一色溫變換系數中選擇相應于所測得的色溫的第一變換系數；從用于將特定色溫變換為第二預定色溫的一個或多個第二色溫變換系數中選擇相應于目標色溫的第二變換系數；產生第三色溫變換系數，用于基于所選擇的第一和第二變換系數將輸入圖象的色溫變換為目標色溫；基于第三色溫變換系數將輸入圖象的色溫變換為目標色溫。
6.一種彩色顯示系統，包括色溫檢測單元，用于檢測輸入圖象的色溫；第一色溫變換系數單元，用于存儲將第一預定色溫變換為特定色溫的多個第一色溫變換系數；第二色溫變換系數單元，用于存儲將該特定色溫變換為第二預定色溫的多個第二色溫變換系數；色溫變換系數產生單元，用于基于第一和第二變換系數產生將輸入色溫變換為目標色溫的第三色溫變換系數；色溫變換單元，用于基于第三色溫變換系數將輸入圖象的色溫變換為輸入目標色溫；和一個顯示單元，用于顯示變換過色溫的圖象。
7.如權利要求6所述的顯示單元，其中，基于測得的色溫從第一色溫變換系數中選出第一變換系數，并且基于輸入的目標色溫從第二色溫變換系數中選出第二變換系數。
8.一種彩色顯示方法，包括以下步驟檢測輸入圖象的色溫；輸入目標色溫；從用于將第一預定色溫變換為特定色溫的一個或多個第一色溫變換系數中選擇一個相應于所測得的色溫的第一變換系數；從用于將該特定色溫變換為第二預定色溫的一個或多個第二色溫變換系數中選擇一個對應于該目標色溫的第二變換系數；產生第三色溫變換系數，用于基于所選擇的第一和第二變換系數將輸入圖象的色溫變換為目標色溫；基于第三色溫變換系數，將輸入圖象的色溫變換為目標色溫；和利用變換的色溫顯示該圖象。
全文摘要
一種在彩色顯示系統中變換色溫的裝置及其方法。第一色溫變換系數單元具有用于將第一預定色溫變換為特定色溫的第一色溫變換系數,及第二色溫變換系數單元,具有用于將特定色溫變換為第二預定色溫的第二色溫變換系數。色溫變換系數產生單元,根據基于輸入色溫從第一色溫變換系數中選出的第一變換系數,和根據基于輸入目標色溫從第二色溫變換系數中選出的第二變換系數,產生將輸入色溫變換為目標色溫的色溫變換系數。
文檔編號H04N9/64GK1372418SQ0210450
公開日2002年10月2日 申請日期2002年2月7日 優先權日2001年2月24日
發明者張根植, 姜鳳淳 申請人:三星電子株式會社