CN101635858B - 色彩校正方法与应用其的集成型芯片 - Google Patents

Abstract

一种色彩校正方法，包括步骤：将图像数据的三原色灰阶值转换成色彩空间的特征值；根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值去调整该特征值，以产生调整后特征值；测量待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值；根据该待校正装置的该三个特征值与一色彩空间变换式，将该调整后特征值转换成三原色调整后亮度值；以及，测量该待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值对应的三原色调整后灰阶值。

Description

色彩校正方法与应用其的集成型芯片

技术领域

本发明是有关于一种色彩校正方法与具有色彩校正功能的集成型芯片，且特别是有关于一种可应用于显示器或投影机的色彩校正方法与具有色彩校正功能的集成型芯片。

背景技术

目前，各式显示技术已日臻成熟，尤其是显示器或投影机等装置更已广泛为市场所使用。如何更为忠实地呈现图像色彩尤其是许多制造厂商的发展重点之一。

然而，受限于装置的特性，同样的图像在不同装置上呈现的效果并不见得相同。以显示器为例，传统上，当显示器接收到图像数据时，是直接将图像数据的灰阶信号储存在显示器的随机存取存储器(random-access memory，RAM)中，并依据伽马(Gamma)电压对应到相对应的电压输出。由于此方式并没有考虑到接收的图像信号与显示器的色域是否相同，致使所显示图像产生偏差的现象。

举例来说，如果图像是依据sRGB标准色域定义所产生的图像，每个像素的灰阶数据是希望人眼接收到的X、Y、Z刺激值是在sRGB色域范围中的某一点，但由于显示器本身的色域大小或是纯红、纯绿与纯蓝色三个顶点与sRGB色域不一样，所以当图像数据直接输入到显示器上，人眼将接收到不同的X、Y、Z刺激值，因而产生前述的图像偏差问题。

发明内容

本发明是有关于一种色彩校正方法与具有色彩校正功能的集成型芯片，其根据待校正装置的特性调整图像数据，使图像数据在调整后能够如实地让人眼感受到原本图像所要呈现的效果。

本发明提出一种色彩校正方法，包括：(a)将图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)转换成色彩空间的特征值(Cx，Cy，Cz)；(b)根据该色彩空间定义的标 准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值(R，G，B)去调整该特征值(Cx，Cy，Cz)，以产生调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)；(c)测量待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)；(d)根据该待校正装置的该三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)与一色彩空间变换式，将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)；以及(e)测量该待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)对应的三原色调整后灰阶值(R’，G’，B’)，其中该步骤(b)包括：(b1)根据该标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置去决定色彩增艳方向；(b2)根据该三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定色彩增艳系数；以及(b3)根据该标准白光的坐标位置、该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置、该色彩增艳方向以及该色彩增艳系数以调整该特征值(Cx，Cy，Cz)为该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，其中该色彩空间是CIE XYZ色彩空间，该特征值(Cx，Cy，Cz)为(X，Y，Z)。

本发明还提出一种具色彩校正功能的集成型芯片，包括：储存单元，储存有多笔不同图像格式的转换特征值数据；暂存单元，用以写入待校正装置于各自显示三原色时所测量的三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)，以及用以写入该待校正装置于各自显示三原色时所测量的伽马特性曲线；以及色彩校正单元，用以接收图像数据，并根据该图像数据的图像格式于该储存单元取得该图像数据的转换特征值数据，藉此将该图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)转换成色彩空间的特征值(Cx，Cy，Cz)，该色彩校正单元并用以根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值(R，G，B)去调整该特征值(Cx，Cy，Cz)，以产生调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，该色彩校正单元还用以根据该三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)与一色彩空间变换式，将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)，该色彩校正单元并将所测量的该待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各 自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)对应的三原色调整后灰阶值(R’，G’，B’)，其中该色彩校正单元用以根据该标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置去决定色彩增艳方向；该色彩校正单元并用以根据该三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定色彩增艳系数；该色彩校正单元还用以根据该标准白光的坐标位置、该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置、该色彩增艳方向以及该色彩增艳系数以调整该特征值(Cx，Cy，Cz)为该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，其中该色彩空间是CIE XYZ色彩空间，该特征值(Cx，Cy，Cz)为(X，Y，Z)。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示依照本发明实施例一的色彩校正方法的流程图。

图2A绘示实施例一具色彩校正功能的集成型芯片的电路方块图。

图2B绘示实施例一的显示器芯片的电路方块图。

图3绘示图像数据于CIE1931色度图上调整的示意图。

图4绘示以六个测试点经色彩增艳步骤处理后的测试结果图。

图5绘示待校正装置于显示红色时所测量到与模型化后的灰阶与亮度关

图6绘示依照本发明实施例二的色彩校正方法的流程图。

图7A至7C分别绘示待校正装置于校正前后红、绿、蓝色的灰阶对电压(G-V)的曲线图。

[主要元件标号说明]

10：集成型芯片

20：显示器芯片

110：储存单元

120：暂存单元

130：色彩校正单元

210：扫描驱动单元

220：数据驱动单元

230：随机存取单元

240：伽马电压源

250：时序产生单元

260：电源供应电路

具体实施方式

实施例一

请参照图1，其绘示依照本发明实施例一的色彩校正方法的流程图。此色彩校正方法包括步骤S11至S15。由步骤S11开始，先将图像数据的三原色(红、绿、蓝色)灰阶值转换成色彩空间的特征值。接着，如步骤S12所示，根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值去调整该特征值，以产生调整后特征值。然后，见步骤S13，测量待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值。接着，如步骤S14所示，根据该待校正装置的该三个特征值与一色彩空间变换式，将该调整后特征值转换成三原色调整后亮度值。然后，如步骤S15所示，测量该待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值对应的三原色调整后灰阶值。

待校正装置例如是显示器。于此，本实施例并提出一种具色彩校正功能 的集成型芯片，其可为独立的芯片设计，例如是特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit，ASIC)，并可被装设于显示器的显示器芯片中直接进行色彩校正。具色彩校正功能的集成型芯片10其电路方块图请参照图2A，显示器芯片20的电路方块图则请参照图2B。如图2A所示，集成型芯片10包括储存单元110、暂存单元120以及色彩校正单元130。储存单元110储存有多笔不同图像格式的转换特征值数据。暂存单元120是通过输入接口140用以写入待校正装置于各自显示三原色时所测量的三个特征值，以及用以写入该待校正装置于各自显示三原色时所测量的伽马特性曲线。色彩校正单元130通过输入接口140接收图像数据，并根据该图像数据的图像格式于储存单元110取得该图像数据的转换特征值数据，藉此将该图像数据的三原色灰阶值转换成色彩空间的特征值。色彩校正单元130并用以根据此色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值于此色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值去调整特征值，以产生调整后特征值。色彩校正单元130还用以根据该待校正装置于各自显示三原色时所测量的三个特征值与一色彩空间变换式，将该调整后特征值转换成三原色调整后亮度值。色彩校正单元130并将所测量的该待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值对应的三原色调整后灰阶值。

如图2B所示，显示器芯片20中装设有集成型芯片10的储存单元110、暂存单元120及色彩校正单元130外，还包括扫描驱动单元210、数据驱动单元220、随机存取存储器(random-access memory，RAM)230、伽马(Gamma)电压源240、时序产生单元250及电源供应电路260。色彩校正单元130根据显示器特性去校正的图像数据会被储存于显示器芯片20的随机存取存储器230中，然后搭配前述元件显示色彩校正后的图像。以下附图详细说明本实施例的色彩校正方法的各个步骤内容。

本实施例是以输入图像数据为sRGB标准定义的图像数据为例做说明。此图像数据是转换至CIE XYZ色彩空间，其中于CIE XYZ色彩空间的特征值(X，Y，Z)为对人眼的三个刺激值，其亦为图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)显示于sRGB标准屏幕上，人眼所看到的信号。

在步骤S11中，将图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)转换成CIE XYZ色彩空间的特征值(X，Y，Z)时，必须先将三原色灰阶值(R，G，B)转换成三原 色原始亮度值(dR，dG，dB)，再接着将三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成特征值(X，Y，Z)。色彩校正单元130是依照下列式子分别将三原色灰阶值(R，G，B)转换成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)：

当 $\frac{R}{\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}\≤0.03928$ 时， $\mathrm{dR}=\frac{R/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}{12.92},$ 若否，则  $\mathrm{dR}={\left(\frac{R/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}+0.055}{1.055}\right)}^{2.4}---\left(1\right)$

当 $\frac{G}{\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}\≤0.03928$ 时， $\mathrm{dG}=\frac{G/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}{12.92},$ 若否，则  $\mathrm{dG}={\left(\frac{G/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}+0.055}{1.055}\right)}^{2.4}---\left(2\right)$

当 $\frac{B}{\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}\≤0.03928$ 时， $\mathrm{dB}=\frac{B/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}}{12.92},$ 若否，则  $\mathrm{dB}={\left(\frac{B/\mathrm{Max}\_\mathrm{grey}+0.055}{1.055}\right)}^{2.4}---\left(3\right)$

上列式子(1)至(3)中，Max_grey为该待校正装置所能显示的最大灰阶值，以8bit的装置为例，其最大灰阶值为255。在图2A中，当输入的图像格式确定为sRGB标准所定义的图像格式时，色彩校正单元130便可从储存单元110中获得上述式子中的各个参数如0.03928、2.4、12.92等，以计算出三原色原始亮度值(dR，dG，dB)。

接着，是根据下列式子(4)将该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成CIE XYZ色彩空间的特征值(X，Y，Z)：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{dR}\\ \mathrm{dG}\\ \mathrm{dB}\end{array}\right]---\left(4\right)$

通过上述的矩阵计算去获得三原色灰阶值(R，G，B)所对应的特征值(X，Y，Z)后，如步骤S12所示，通过适当调整特征值(X，Y，Z)以产生调整后特征值(X’，Y’，Z’)。此步骤的目的是在增加图像的色彩饱和度，以提高图像显示在显示器上的鲜艳度。

于步骤S12中，色彩校正单元130是先根据标准白光的坐标位置与特征 值(X，Y，Z)于色彩空间定义的坐标位置去决定色彩增艳方向。接着，根据三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定色彩增艳系数k。然后，根据标准白光的坐标位置、特征值(X，Y，Z)于色彩空间定义的坐标位置、色彩增艳方向以及色彩增艳系数k以将特征值(X，Y，Z)转换为调整后特征值(X’，Y’，Z’)。以下附图说明。

请参照图3，其绘示图像数据于CIE1931色度图上调整的示意图。于图3中，标准白光的坐标为(xs，ys)，特征值(X，Y，Z)于CIE XYZ色彩空间定义的坐标为(xin，yin)，而假定色彩增艳后的坐标为(x’，y’)。坐标(xin，yin)是根据下列式子(5)、(6)求得：

$\mathrm{xin}=\frac{X}{X+Y+Z}---\left(5\right)$

$\mathrm{yin}=\frac{Y}{X+Y+Z}---\left(6\right)$

其中，为使色彩能往正确的方向增艳，即由(xs，ys)往(xin，yin)的方向增艳，需加入两组条件：

当xin≥xs，则x′≥xs，若否，则x’＜xs  (7)

当yin≥ys，则y′≥ys，若否，则y’＜ys  (8)

通过坐标(xs，ys)与(xin，yin)的直线方程式为：

$\frac{y^{\′}-\mathrm{ys}}{x^{\′}-\mathrm{xs}}=\frac{\mathrm{yin}-\mathrm{ys}}{\mathrm{xin}-\mathrm{xs}}---\left(9\right)$

另外，令(xs，ys)与(x’，y’)两点距离为(xs，ys)与(xin，yin)两点距离的k倍(即为色彩增艳系数)：

$\sqrt{{(x^{\′}-\mathrm{xs})}^2+{(y^{\′}-\mathrm{ys})}^2}=k\×\sqrt{{(\mathrm{xin}-\mathrm{xs})}^2+{(\mathrm{yin}-\mathrm{ys})}^2}---\left(10\right)$

其中，色彩增艳系数k是根据三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定，此差值实际上可视为图像像素的色彩纯度值。当差值越大，代表图像像素的色彩纯度值越大，图像像素于呈现时倾向于特定色彩的比例越大，此时可做比较小程度的色彩增艳，即采用较小的k值。另一方面，当差值越小，代表此图像像素的色彩纯度值越小，因此可做较大程度的色彩增艳，取较大的k值。较佳地，可将计算出来差值(或色彩纯度值)区分为多个级别，每个级别之间以门限值做区分，并对应一个色彩增艳系数k，以表1为例作说明：

表1

门限值	色彩增艳系数k	门限值	色彩增艳系数k
				150	1	72	1.325
144	1.025	66	1.35
				138	1.05	60	1.375
132	1.075	54	1.4
				126	1.1	48	1.425
120	1.125	42	1.45
				114	1.15	36	1.475
108	1.175	30	1.5
				102	1.2	24	1.525
96	1.225	18	1.55
				90	1.25	12	1.575

84	1.275	其余门限值	1.6
				78	1.3

举例来说，若一图像像素的灰阶值为(200，20，20)，最大灰阶值与最小灰阶值的差值为180，其大于门限值150，由表1可得色彩增艳系数k为1，因此此图像像素可不做色彩增艳处理。若另一图像像素的灰阶值为(150，140，145)，其最大灰阶值与最小灰阶值的差值为10，由表1可得色彩增艳系数k为1.6，此图像像素因而有较大的色彩增艳程度。色彩增艳系数k决定后，即可代入式子(10)中。

之后，将上述式子(7)至(10)联立，即可求得色彩增艳后的坐标(x’，y’)，而调整后特征值(X’，Y’，Z’)各自为：

X’＝x’×(Y/y’)，

Y’＝Y，

Z’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)(11)

为证明本实施例的色彩校正方法的确能有效提升图像的色彩饱和度，以输入六个测试点，其灰阶值分别为(192，80，80)、(192，192，80)、(96，192，96)、(96，192，192)、(128，128，192)及(192，128，192)，其测试结果请 参照图4。图4中，点Pr、Pg、Pb、Pw分别为sRGB标准定义的红、绿、蓝、白色的CIE 1931坐标位置，P1至P6为输入的六个测试点，P1’至P6’则为P1至P6经过色彩增艳步骤处理后的坐标点。由图4可观察到，六个测试点的坐标皆能往色彩饱和度较高的位置移动。

接着进入步骤S13，测量该待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)，其中，(Xr，Yr，Zr)是于驱使待校正装置显示纯红色时，由色度计所测量的特征值，(Xg，Yg，Zg)为待校正装置显示纯绿色时所测量的特征值，(Xb，Yb，Zb)则为待校正装置显示纯蓝色时所测量的特征值，这些特征值是于测量后由输入接口140(见图2A)传送至暂存单元120，并暂存于暂存单元120中，较佳地，暂存单元120具有九个缓存器，分别用以储存Xr、Xg、Xb、Yr、Yg、Yb、Zr、Zg及Zb的数值。由光线的加法性，可得到调整后特征值(X’，Y’，Z’)转换至三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的关系。

本实施例虽然是以待校正装置为显示器做说明，然而亦可应用于投影机的色彩校正。举例来说，此步骤可为测量投影机投射于布幕上的红、绿、蓝色各自的特征值，再根据此投影机的特性进行调整，使投影机所投出的图像具有校正与色彩增艳的效果。

于接下来的步骤S14中，由于待校正装置的三个特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)已知，根据色彩空间变换式，色彩校正单元130可将调整后特征值(X’，Y’，Z’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。此色彩空间变换式为：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{dR}}^{\′}\\ {\mathrm{dG}}^{\′}\\ {\mathrm{dB}}^{\′}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{Xr}& \mathrm{Xg}& \mathrm{Xb}\\ \mathrm{Yr}& \mathrm{Yg}& \mathrm{Yb}\\ \mathrm{Zr}& \mathrm{Zg}& \mathrm{Zb}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]---\left(12\right)$

通过式子(12)的矩阵运算，可求取出三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。然后，便是将三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)转换成三原色调整后灰阶值(R’，G’，B’)，如步骤S15所示。

于步骤S15中，是先测量待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，进而获得三原色调整后亮度值对应的三原色调整后灰 阶值。以红色为例，请参照图5，其绘示待校正装置于显示红色时所测量到与模型化后的灰阶与亮度关系图，其中横轴R’为灰阶值(范围取0至1)，纵轴dR’为亮度值。于图5中，例如是取17个测量点，并以波兹曼函数(Boltzmannfunction)对这17个测量点所构成的红色Gamma特性曲线模型化，藉此以产生新的灰阶-亮度关系。绿色与蓝色的Gamma特性曲线亦可依此方式模型化。以波兹曼函数将Gamma特性曲线模型化的公式如下表示：

${\mathrm{dR}}^{\′}=\frac{A_{1,r}-A_{2,r}}{{1+e}^{(R^{\′}-x_{0,r})/x_{1,r}}}+A_{2,r}---\left(13\right)$

${\mathrm{dG}}^{\′}=\frac{A_{1,g}-A_{2,g}}{{1+e}^{(G^{\′}-x_{0,g})/x_{1,g}}}+A_{2,g}---\left(14\right)$

${\mathrm{dB}}^{\′}=\frac{A_{1,b}-A_{2,b}}{{1+e}^{(B^{\′}-x_{0,b})/x_{1,b}}}+A_{2,b}---\left(15\right)$

式子(13)至(15)中的系数A₁、A₂、x₀与x₁皆为使用波兹曼函数对Gamma特性曲线模型化时所得到的系数。因而，由灰阶值R’对亮度值dR’的关系，可得某一灰阶值R的信号输入后，经校正后的信号值R’。同理，可由相同方法求得灰阶值G、B校正后的信号值G’、B’。

传统上，当显示器芯片接收到图像数据的灰阶值(R，G，B)信号时，是直接将信号储存在芯片内的RAM，并依据Gamma电压源对应到相对应的电压输出，且电压为驱动每一个像素的电压，然而此方式并没有考虑到接收的(R，G，B)信号与显示器的色域是否相同。举例来说，如果(R，G，B)是依据sRGB标准色域定义所产生的图像，每个R、G、B像素的灰阶数据是希望人眼接收到的X、Y、Z刺激值是在sRGB色域范围中的某一点，但由于显示器本身的色域大小或是纯色的R、G、B三个顶点与sRGB不一样，所以当(R，G，B)信号直接输入到显示器上，人眼将接收到不同的X、Y、Z刺激值。

是以，本实施例所提出的色彩校正方法与具有色彩校正功能的集成型芯片10中，色彩校正单元130是先将接收到的图像数据其灰阶值(R，G，B)信号转换成(X，Y，Z)信号，再依据待校正装置(如显示器或是投影机)的特性去转换并进行色彩饱和度的调整，以得到校正后的灰阶值(R’，G’，B’)信号，并将之储存于显示器芯片20内的RAM 230中然后显示，即可获得想让人眼看到的(X，Y，Z)信号，亦可解决图像偏差的问题。

虽然本实施例是以sRGB标准定义的图像数据转换至CIE XYZ色彩空间做说明，然而实际上亦可输入Adobe RGB标准定义的图像数据或是其它标准所定义的图像数据，并使之转换至CIE XYZ色彩空间，再依循上述步骤进行图像色彩的校正调整。

实施例二

请参照图6，其绘示依照本发明实施例二的色彩校正方法的流程图。实施例二的色彩校正方法是用于设定待校正装置，其例如是显示器的Gamma特性曲线，包括步骤S61至S67。步骤S61是先根据待校正装置的特性与目标Gamma值，于待校正装置中设定三原色各自的初始Gamma特性曲线。请参照图7A至7C，其分别绘示待校正装置于校正前后红、绿、蓝色的灰阶对电压(G-V)的曲线图。根据待校正装置的特性与预计显示的Gamma特性曲线(一般目标的Gamma值为2.2)所得的红、绿、蓝色G-V曲线，即为红、绿、蓝色各自的目标曲线，于后续步骤中，待校正装置便是依照这些目标曲线做显示。

接着，如步骤S62所示，测量此待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值，如显示红色时所测量的特征值(Xr，Yr，Zr)、显示绿色时所测量(Xg，Yg，Zg)、显示蓝色时所测量(Xb，Yb，Zb)。此步骤与实施例一的步骤S13相同，在此不再赘述。

然后，如步骤S63所示，将调整用的图像数据的三原色(红、绿、蓝色)灰阶值(R，G，B)转换成色彩空间的特征值，如CIE XYZ色彩空间的特征值(X，Y，Z)。接着如步骤S64所示，根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值(X，Y，Z)于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值(R，G，B)去调整该特征值(X，Y，Z)，以产生调整后特征值(X’，Y’，Z’)。步骤S64主要用以调整图像的色彩饱和度，且由于步骤S63与S64与实施例一的步骤S11与S12相同，在此亦不再赘述。

然后，如步骤S65所示，根据待校正装置的该三个特征值(Xr，Yr，Zr)、(Xg，Yg，Zg)、(Xb，Yb，Zb)与一色彩空间变换式，如实施例一中的式子(12)，将该调整后特征值(X’，Y’，Z’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)。接着，如步骤S66所示，测量待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系。

由于步骤S65及S66与实施例一的步骤S14及S15相同，在此不再赘述。 于三原色各自的新的灰阶-亮度关系产生后，便可得知红、绿、蓝色各自色彩校正后的G-V曲线，如图7A至7C所示。以图7C为例，校正后的蓝色G-V曲线在较高灰阶区域会被拉升至更高灰阶，可将待校正装置的色域往蓝色的方向校正，使其更接近sRGB所定义的色域。

接着，如步骤S67所示，根据三原色各自的新的灰阶-亮度关系去重新设定待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线。将校正后的Gamma特性曲线直接设定到待校正装置中以后，当输入新的图像灰阶信号(Rin，Gin，Bin)时，通过新的R、G、B Gamma特性曲线产生的电压驱动显示时，已经具有色彩校正的功能，因而可获得图像(Rin，Gin，Bin)实际上想让人眼所看到的X、Y、Z信号。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (24)

1.一种色彩校正方法，包括：

(a)将图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)转换成色彩空间的特征值(Cx，Cy，Cz)；

(b)根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值(R，G，B)去调整该特征值(Cx，Cy，Cz)，以产生调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)；

(c)测量待校正装置于各自显示三原色时的三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)；

(d)根据该待校正装置的该三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)与一色彩空间变换式，将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)；以及

(e)测量该待校正装置于各自显示三原色时的伽马特性曲线，并将测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)对应的三原色调整后灰阶值(R’，G’，B’)，

其中该步骤(b)包括：

(b1)根据该标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置去决定色彩增艳方向；

(b2)根据该三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定色彩增艳系数；以及

(b3)根据该标准白光的坐标位置、该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置、该色彩增艳方向以及该色彩增艳系数以调整该特征值(Cx，Cy，Cz)为该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，

其中该色彩空间是CIE XYZ色彩空间，该特征值(Cx，Cy，Cz)为(X，Y，Z)。

2.根据权利要求1所述的色彩校正方法，其中该步骤(a)包括：

(a1)将该三原色灰阶值(R，G，B)转换成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)；以及

(a2)将该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成该特征值(Cx，Cy，Cz)。

3.根据权利要求2所述的色彩校正方法，其中该图像数据是以sRGB标 准定义的图像数据，于该步骤(a1)中：

当

时，

若否，则 

当

时，

若否，则 

当

时，

若否，则 

其中，Max_grey为该待校正装置所能显示的最大灰阶值。

4.根据权利要求3所述的色彩校正方法，其中于该步骤(a2)中，是根据下列式子将该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成该特征值(X，Y，Z)：

5.根据权利要求1所述的色彩校正方法，其中该图像数据是以sRGB标准定义的图像数据，于该步骤(b1)中，该标准白光的坐标(xs，ys)，该特征值(X，Y，Z)于该色彩空间定义的坐标(xin，yin)，而色彩增艳后的坐标(x’，y’)，坐标(xin，yin)是根据下列式子求得：

当xin≥xs，则x′≥xs，若否，则x’＜xs；以及

当yin≥ys，则y′≥ys，若否，则y’＜ys。

6.根据权利要求5所述的色彩校正方法，其中于步骤(b3)中，根据该色彩增艳系数k、通过坐标(xs，ys)与(xin，yin)的直线方程式 

以及令(xs，ys)与(x’，y’)两点距离为(xs，ys)与(xin，yin)两点距离的k倍

可求得该色彩增艳后的坐标(x’，y’)，而该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)各自为：

Cx’＝x’×(Y/y’)，

Cy’＝Y，

Cz’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)。

7.根据权利要求1所述的色彩校正方法，其中于该步骤(b2)中，当该三原色灰阶值(R，G，B)的最大值与最小值的差值越小，则该色彩增艳系数越大。

8.根据权利要求7所述的色彩校正方法，其中该三原色灰阶值(R，G，B)的最大值与最小值的差值具有多个级别，对应不同的级别，该色彩增艳系数是不相同。

9.根据权利要求1所述的色彩校正方法，其中于该步骤(d)中，将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的该色彩空间变换式为：

10.根据权利要求1所述的色彩校正方法，其中于该步骤(e)中，是以波兹曼函数对该测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，藉此以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系。

11.根据权利要求1所述的色彩校正方法，于该步骤(c)之前还包括步骤：

(f)根据该待校正装置的特性以及目标伽马值，于该待校正装置中设定该三原色各自的初始伽马特性曲线。

12.根据权利要求10所述的色彩校正方法，于该步骤(e)之后还包括：

(g)根据该三原色各自的新的灰阶-亮度关系去重新设定该待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线。 

13.一种具色彩校正功能的集成型芯片，包括：

储存单元，储存有多笔不同图像格式的转换特征值数据；

暂存单元，用以写入待校正装置于各自显示三原色时所测量的三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)，以及用以写入该待校正装置于各自显示三原色时所测量的伽马特性曲线；以及

色彩校正单元，用以接收图像数据，并根据该图像数据的图像格式于该储存单元取得该图像数据的转换特征值数据，藉此将该图像数据的三原色灰阶值(R，G，B)转换成色彩空间的特征值(Cx，Cy，Cz)，该色彩校正单元并用以根据该色彩空间定义的标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置的关系以及该三原色灰阶值(R，G，B)去调整该特征值(Cx，Cy，Cz)，以产生调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，该色彩校正单元还用以根据该三个特征值(Cxr，Cyr，Czr)、(Cxg，Cyg，Czg)及(Cxb，Cyb，Czb)与一色彩空间变换式，将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)，该色彩校正单元并将所测量的该待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线模型化，以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系，藉此以获得该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)对应的三原色调整后灰阶值(R’，G’，B’)，

其中该色彩校正单元用以根据该标准白光的坐标位置与该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置去决定色彩增艳方向；

该色彩校正单元并用以根据该三原色灰阶值(R，G，B)中的最大值与最小值的差值去决定色彩增艳系数；

该色彩校正单元还用以根据该标准白光的坐标位置、该特征值(Cx，Cy，Cz)于该色彩空间定义的坐标位置、该色彩增艳方向以及该色彩增艳系数以调整该特征值(Cx，Cy，Cz)为该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)，

其中该色彩空间是CIE XYZ色彩空间，该特征值(Cx，Cy，Cz)为(X，Y，Z)。

14.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中色彩校正单元用以将该三原色灰阶值(R，G，B)转换成三原色原始亮度值(dR，dG，dB)，并用以将该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成该特征值(Cx，Cy，Cz)。

15.根据权利要求14所述的集成型芯片，其中该图像数据是以sRGB标准定义的图像数据，该色彩校正单元用以根据下列式子计算出该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)： 

当

时，

若否，则 

当

时，

若否，则 

当

时，

若否，则 

其中，Max_grey为该待校正装置所能显示的最大灰阶值。

16.根据权利要求15所述的集成型芯片，其中该色彩校正单元用以根据下列式子将该三原色原始亮度值(dR，dG，dB)转换成该特征值(X，Y，Z)：

17.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中该图像数据是以sRGB标准定义的图像数据，该标准白光的坐标(xs，ys)，该特征值(X，Y，Z)于该色彩空间定义的坐标(xin，yin)，而色彩增艳后的坐标(x’，y’)，该色彩校正单元用以根据下列式子求得坐标(xin，yin)：

当xin≥xs，则x′≥xs，若否，则x’＜xs；以及

当yin≥ys，则y′≥ys，若否，则y’＜ys。

18.根据权利要求17所述的集成型芯片，其中该色彩校正单元用以根据该色彩增艳系数k、通过坐标(xs，ys)与(xin，yin)的直线方程式

以及令(xs，ys)与(x’，y’)两点距离为(xs，ys)与(xin，yin)两点距离的k倍

求得该色彩增艳后的坐标(x’，y’)，而该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)各自为：

Cx’＝x’×(Y/y’)，

Cy’＝Y，

Cz’＝(1-x’-y’)×(Y/y’)。

19.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中当该三原色灰阶值(R，G，B)的最大值与最小值的差值越小，则该色彩增艳系数越大。

20.根据权利要求19所述的集成型芯片，其中该三原色灰阶值(R，G，B)的最大值与最小值的差值具有多个级别，而对应不同的级别，该色彩增艳系数是不相同。

21.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中该色彩校正单元用以将该调整后特征值(Cx’，Cy’，Cz’)转换成该三原色调整后亮度值(dR’，dG’，dB’)的该色彩空间变换式为：

22.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中该色彩校正单元是以波兹曼函数对该测量到的三原色各自的伽马特性曲线模型化，藉此以产生该三原色各自的新的灰阶-亮度关系。

23.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中该色彩校正单元还用以根据该三原色各自的新的灰阶-亮度关系去重新设定该待校正装置的三原色各自的伽马特性曲线。

24.根据权利要求13所述的集成型芯片，其中该待校正装置是显示器或投影机。 

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