專利名稱：用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及圖像顯示設(shè)備的色調(diào)調(diào)整修正方法，具體地說涉及投影顯示系統(tǒng)等投影圖像顯示器件色調(diào)的修正。
背景技術(shù)：
在投影式顯示系統(tǒng)(如LCOS、DLP背投)中，需要外加光源，這類光源的光譜特性與CRT中通常采用的熒光粉的光譜特性差異較大，還原后的圖像出現(xiàn)明顯的色調(diào)偏差。如圖1所示，圖1是一種LCOS顯示器圖像的色坐標(biāo)圖，R、G、B是正常顯示的圖像色坐標(biāo)點，R′、G′、B′是失真的圖像色坐標(biāo)點。此顯示器由于光源的問題，顯示的圖像色調(diào)嚴(yán)重失真，對于藍(lán)色、紅色能夠比較準(zhǔn)確地反映出來，但是對于綠色、膚色等視覺上敏感的色彩則嚴(yán)重地偏黃，從圖1中可以看出，R、G、B偏移到R′、G′、B′，其中，R、B的偏移比較小，但是G的失真很嚴(yán)重，偏向了R的方向。
對這個問題，一些投影顯示器研發(fā)廠商，采用特定濾光器對這類光源的光譜成分進(jìn)行修正，但濾光器將對光源的亮度產(chǎn)生很大的衰減，從而使顯示器最大亮度明顯變暗(需要說明的是，比如在LCOS顯示器中，高亮度是其付出了較高的代價才取得的優(yōu)勢之一)，效果也不理想。另外，其它的一些被動發(fā)光式的顯示器件，如LCD顯示屏，或主動發(fā)光式顯示器如LED顯示器，也會因光譜問題引起圖像色調(diào)的偏差，需要對圖像色調(diào)進(jìn)行修正調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述的分析，本發(fā)明提出了一種新的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，該方法通過對R、G、B信號的補(bǔ)償，對圖像顯示器顯示的色調(diào)失真做較好的修正，不犧牲亮度，而達(dá)到調(diào)整色調(diào)的目的。
本發(fā)明的另一個目的是以等色調(diào)線為基準(zhǔn)調(diào)整失真的色彩信號，使之經(jīng)過修正調(diào)整后能夠達(dá)到最佳的顯示效果，且損失色域最小。
當(dāng)光源的光譜成分難于滿足成像色調(diào)還原的要求時，采用本發(fā)明可在不降低圖像亮度的情況下使圖像的色調(diào)還原誤差大幅減小。其原理可以參照圖1，以圖1為例來說明。圖中，GW為標(biāo)準(zhǔn)綠等色調(diào)線，它與偏移的G′W′線相交于G″，對G′加入適量的藍(lán)色，使之向藍(lán)色移動，落在GW(G等色調(diào)線)上，即G″點，其色彩就能夠恢復(fù)正常綠色的顯示狀態(tài)，顯示出來的綠色色調(diào)是正確的，同樣，其它含有綠色的合成顏色的色調(diào)的失真也得到修正，圖1中的R′G″B′三角區(qū)域就是作了上述的修正后的色坐標(biāo)圖，R′G″B′與RGB相比，犧牲了少量的色域，高飽和度的青色和黃色的飽和度會有所下降，但是高飽和度的青色和黃色在畫面中出現(xiàn)的概率很小，且人眼對色飽和度不敏感，對畫面效果的影響很小。
參照附圖1所說明的是針對G點偏移修正的情況，同樣對于其它的色彩點，如R、B都可以采用相同的處理方式，而且可以處理RGB都進(jìn)行修正的情況。
以上所說的色調(diào)修正調(diào)整的處理方式是在顯示處理之前，對需要調(diào)整修正的R、G、B信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，使基色的色調(diào)向補(bǔ)償?shù)姆较蛞苿?，修正基色的色調(diào)失真，從而使合成的顏色色調(diào)得到修正。例如G基色偏黃，則需要向藍(lán)色方向偏移，則在輸出的B信號中疊加和G信號幅度成一定比例的信號。
對R、G、B信號是按照下述的方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腞COR＝R+krgG+krbBGcor＝kgrR+G+kgbBBcor＝kbrR+kbgG+B其中，krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg為非負(fù)系數(shù)(kgr、kbr是R基色修正系數(shù)，krg、kbg是G基色修正系數(shù)，krb、kgb是B基色修正系數(shù))，R、G、B為輸入信號，RCOR、Gcor、Bcor為輸出信號。
系數(shù)krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg為可調(diào)值，取值和可調(diào)范圍根據(jù)色調(diào)的需要和實際的最佳顯示效果確定。對于特定的光源，通常情況下是預(yù)先設(shè)置好、固定不變的。但是不同光源，其頻譜特性不一致，這些系數(shù)的取值是不同的。
這里說明怎樣確定這些系數(shù)，以G基色修正系數(shù)krg、kbg為例，確定系數(shù)krg、kbg時，先輸入全綠信號，測出色溫坐標(biāo)，標(biāo)記為(XG，YG)；然后將其與標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)圖比較，調(diào)整krg、kbg，使(XG，YG)落在或者接近等色調(diào)線GW上。確定另外的基色修正系數(shù)時，輸入相應(yīng)的基色信號，用同樣的方法確定。
對于圖1所表示的需要修正調(diào)整的情況，處理方式是從G的輸入信號提取一定的G信號，疊加到B信號中，作為B信號的輸出信號，疊加方式按照下列公式進(jìn)行Bcor＝B+kGGcor＝GRcor＝R其中，R、G、B是輸入信號，Bcor、Gcor、Rcor是輸出信號，k是修正系數(shù)，可以按照上述的方式由實驗確定。一般對于LCOS顯示器，k的取值為0.7。
修正可以是對R、G、B基帶信號，也可以是受R、G、B信號控制，調(diào)制后用于顯示的轉(zhuǎn)換信號。
上述的R、G、B信號，可以先經(jīng)過修正調(diào)整處理，再進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換、顯示處理；也可以先進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的R、G、B信號進(jìn)行修正調(diào)整，再進(jìn)行顯示處理。
本發(fā)明適用于投影顯示器圖像的色調(diào)修正。
本發(fā)明還適用于被動發(fā)光式的顯示器(如LCD顯示器)顯示的圖像修正。
本發(fā)明還適用于主動發(fā)光式的顯示器(如LED顯示器)顯示的圖像修正。


圖1為色坐標(biāo)變化圖，圖2為一種UGP光源的頻譜特性圖，圖3為本發(fā)明實施例的處理流程方框圖，圖4為本發(fā)明另一個實施例的處理流程方框圖，圖5為本發(fā)明實施例的電路控制圖，圖6為本發(fā)明另一個實施例軟件控制流程圖。
具體實施例方式
如前所述，圖1中(RGB及R′G′B′)給出一種LCOS顯示器圖像的色坐標(biāo)圖。圖中所示，W為白色點，GW為標(biāo)準(zhǔn)綠等色調(diào)線，BW為標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)等色調(diào)線，RW為標(biāo)準(zhǔn)紅等色調(diào)線，G′W為失真的綠等色調(diào)線。此顯示器采用的是氣體放電燈(UGP)，由于光源的頻譜問題，頻譜圖如圖2所示，顯示出頻譜中R、G、B分布的情況，與一般CRT產(chǎn)生的R、G、B頻譜比較，其頻譜中綠色頻段波峰處波長較長(更靠近紅色)，而實際畫面中，綠色成分占到60％以上，要達(dá)到高亮度，就必須利用這一波峰所在位置的頻段，所以顯示的圖像色調(diào)嚴(yán)重失真，尤其是綠色、膚色等觀眾敏感的顏色(記憶色)嚴(yán)重偏黃。它的色坐標(biāo)圖(R′G′B′)與廣播電視圖像的標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)圖(RGB)相比有一定的差異，綠色G偏向了紅色R的方向。
針對上述的問題，我們對綠色G的色調(diào)進(jìn)行修正，在綠色中加入藍(lán)色，綠色會從G′點向藍(lán)色方向(左下方向)移動。加入適量的藍(lán)色，綠色會落在G等色調(diào)線GW上。這樣顯示出來綠色的色調(diào)就是正確的，其他含綠色的合成顏色的色調(diào)失真也就得到了修正，這樣，可得到色調(diào)還原偏差較小的圖像。圖1中的陰影三角區(qū)R′G″B′，就是作了上述修正后的色坐標(biāo)圖。
R′G″B′與RGB相比，綠色和青色的飽和度會有下降，但由于人眼對色飽和度不敏感，在實際收看時影響極微，而色調(diào)的還原較好。這樣的方法，可以保證在不降低圖像亮度的情況下，得到人的視覺可以接受的圖像色調(diào)還原偏差。
色坐標(biāo)的修正方法是對RGB基帶信號，或受RGB信號控制、調(diào)制后用于顯示的轉(zhuǎn)換信號(如LCOS顯示器中灰度生成電路SCALER的輸出信號，其本身不是基帶信號，但與輸入的基帶信號對應(yīng)，下文簡稱轉(zhuǎn)換RGB，或分別稱作轉(zhuǎn)換R、轉(zhuǎn)換G、轉(zhuǎn)換B)進(jìn)行處理，如圖3、4所示。這里的RGB基帶信號、轉(zhuǎn)換RGB可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。
對于前述的LCOS顯示器所示的修正，采用電路控制修正調(diào)整時，其電路形式如圖5。當(dāng)有G信號時，B信號中就加上了幅度為kG的信號，從圖像色彩的表現(xiàn)上，等于按綠色的比例增加了藍(lán)色。一般情況下，圖5所示方式主要用于處理信號為模擬量的失真情況。
如果信號是數(shù)字量，可以通過DSP控制實現(xiàn)。其主要的控制流程參見圖6所示開始，第一步，鎖存輸入的R、G、B；
第二步，計算出B+kG，并賦值給臨時寄存器Bcor；第三步，檢查Bcor是否溢出。如有溢出，Bcor取最大值，否則，Bcor保留原值；第四步，將Bcor值賦給B；第五步，輸出R、G、B；結(jié)束修正。
圖5及圖6中的k為一非負(fù)的可調(diào)整系數(shù)，由實驗確定，也可由實驗結(jié)合主觀評價確定。方式是先把k調(diào)為0或最小，被修正的顯示器調(diào)好白平衡，然后輸入全綠信號，測出色溫座標(biāo)，記為(XG，YG)，與標(biāo)準(zhǔn)色座標(biāo)圖比較，調(diào)整k，使(XG，YG)落在或接近等色調(diào)線WG(見圖1)，然后重調(diào)白平衡，反復(fù)幾次，并結(jié)合主觀評價，以視覺效果確定最佳圖像色調(diào)點，最后確定對應(yīng)k的最隹取值；也可開放給最終用戶，由最終用戶根據(jù)喜好調(diào)整。本實例中，k的取值范圍為0.7，設(shè)計中其取值范圍為0-1.2。
以上實例中，由于光源中綠色光譜的原因，圖像偏黃，所以為了修正色調(diào)，增加了藍(lán)色。
在其它的情況下，RGB基色偏向的情況可能不同。在應(yīng)用中，針對實際各基色的色調(diào)偏向，依上述的方式，在對RGB信號(或轉(zhuǎn)換RGB)進(jìn)行疊加偏移的信號量后，使顯示的RGB三基色的座標(biāo)，更接近標(biāo)準(zhǔn)色座標(biāo)圖中相應(yīng)的等色調(diào)線，當(dāng)然最好的方式是使其落在相應(yīng)的等色調(diào)線上。
本發(fā)明所列舉的實施方式，僅是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的具體的方案，并不代表能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的所有技術(shù)方案，凡是能夠采取與本發(fā)明相同或者近似的方法，達(dá)到相同的效果的技術(shù)方案，都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于在顯示處理之前，對需要調(diào)整修正的R、G、B信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳{(diào)補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于對R、G、B信號是按照下述的方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腞COR＝R+krgG+krbBGcor＝kgrR+G+kgbBBcor＝kbrR+kbgG+B其中，krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg為非負(fù)系數(shù)(kgr、kbr是R基色修正系數(shù)，krg、kbg是G基色修正系數(shù)，krb、kgb是B基色修正系數(shù))，R、G、B為輸入信號，RCOR、Gcor、Bcor為輸出信號。
3.如權(quán)利要求2所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于系數(shù)krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg為可調(diào)值，可調(diào)范圍根據(jù)色調(diào)的需要和實際的最佳顯示效果確定。
4.如權(quán)利要求3所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于確定R基色修正系數(shù)時，輸入全紅信號，測出色溫坐標(biāo)，標(biāo)記為(XR，YR)；將其與標(biāo)注色坐標(biāo)圖比較，調(diào)整kgr、kbr，使(XR，YR)落在等色調(diào)線上，即可得到kgr、kbr值。
5.如權(quán)利要求4所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于確定G基色修正系數(shù)時，輸入全綠信號，測出色溫坐標(biāo)，標(biāo)記為(XG，YG)；將其與標(biāo)注色坐標(biāo)圖比較，調(diào)整krg、kbg，使(XG，YG)落在等色調(diào)線上，即可得到krg、kbg值。
6.如權(quán)利要求4所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于確定B基色修正系數(shù)時，輸入全紅信號，測出色溫坐標(biāo)，標(biāo)記為(XB，YB)；將其與標(biāo)注色坐標(biāo)圖比較，調(diào)整krb、kgb，使(XB，YB)落在等色調(diào)線上，即可得到krb、kgb值。
7.如權(quán)利要求1所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于所需要修正調(diào)整的可以是R、G、B基帶信號，也可以是受R、G、B信號控制，調(diào)制后用于顯示的轉(zhuǎn)換信號。
8.如權(quán)利要求7所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于上述的R、G、B信號，可以先經(jīng)過修正調(diào)整處理，再進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換、顯示處理；也可以先進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的R、G、B信號進(jìn)行修正調(diào)整，再進(jìn)行顯示處理。
9.如權(quán)利要求1所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于該方法適用于投影顯示器圖像的色調(diào)調(diào)整修正。
10.如權(quán)利要求1所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于該方法還適用于被動發(fā)光式的顯示器顯示的圖像修正調(diào)整。
11.如權(quán)利要求1所述的用于圖像顯示器件的圖像色調(diào)的調(diào)整方法，其特征在于該方法還適用于主動發(fā)光式的顯示器顯示的圖像修正調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及投影顯示系統(tǒng)等投影圖像顯示器件色調(diào)的修正，在顯示處理之前，對需要調(diào)整修正的R、G、B信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，使基色的色調(diào)向補(bǔ)償?shù)姆较蛞苿?，修正基色的色調(diào)失真，從而使合成的顏色色調(diào)得到修正。能夠?qū)D像顯示器顯示的色調(diào)失真做較好的修正，不犧牲亮度，而達(dá)到調(diào)整色調(diào)的目的。
文檔編號H04N5/74GK1505391SQ0215338
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者黃凱華, 董寧斌 申請人:Tcl王牌電子(深圳)有限公司