CN101859521B - 测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法及系统。测量的方法包括下列步骤，首先，显示检测画面于显示面板上，并以图像提取装置提取检测画面。接着，将所提取的检测画面数据转换成色彩座标数据，并对数据进行分群处理以分成M+2个群集。然后，计算M个群集中每一群集的像素数量(Ni)，以及判断像素数量是否小于n个像素。倘若有任一群集中的像素数量小于n个像素，则删除该群集。此外，计算每一群集中的色彩变化的距离(Di)，并利用以下数学式得到色彩分离指标值(CBI)，

其中，S为所提取的检测画面中，色彩循序显示面板所占的比例。

Description

测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种测量色彩分离现象的方法及系统，且特别涉及一种可将色彩分离现象作量化的测量方法及系统。

背景技术

液晶显示器的发展不断朝着大尺寸、高亮度以及薄型化外观的趋势前进。一般而言，液晶显示器的构造上通常会采用彩色滤光片以显示画面上不同的色彩。然而，彩色滤光片的使用不但会大幅降低液晶显示器的亮度，并且使得外观上难以薄型化。因此，采用色彩循序(color sequential)显示技术的显示器被提出。

色彩循序显示技术的原理在于，通过三原色红、蓝、绿或是更多不同组合的颜色，以特定频率间歇闪烁的方式来达到混光以显示不同色彩的目的。采用色彩循序显示技术的显示器可以免去彩色滤光片的使用。然而，当所显示的为动态画面，或是观看者移动位置时，会产生色彩分离(colorbreakup)的现象，进而大幅降低观看品质。

承接上述，有许多改善色彩分离现象所造成的观看品质低落的问题的方法已被提出。然而，在评估色彩分离现象的严重程度上，已知的技术则是采用人员以肉眼观测来判断色彩循序显示面板中色彩分离的程度。此一方式容易因人员疲劳而影响到其判断的结果，并且缺乏一致性的判断标准。因此，提供一数值化的色彩分离指标值，以评估色彩分离的程度乃有其必要性。

发明内容

本发明提供一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法以及系统，可将色彩分离现象加以量化以便评估色彩分离的程度。

本发明提出一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，包括下列步骤。首先，在色彩循序显示面板上显示出检测画面，接着以图像提取装置提取检测画面。然后，进行初始化处理步骤，以将所提取的检测画面转换成色彩座标数据。接着，对色彩座标数据进行分群处理(clustering)步骤，以将色彩座标数据分成M+2个群集。其中，M+2个群集的两端点表示两种纯色的色彩座标数据，而M+2个群集的两端点之间的M个群集表示有M个色彩分离色的色彩座标数据。接下来，将以上所得到的数据加以分析。首先，计算代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量(Ni)，然后判断代表色彩分离色的M个群集中每一群集的像素数量是否小于n个像素。倘若代表色彩分离色的M个群集中有任何一群集中的像素数量小于n个像素时，即删除该群集的色彩座标数据。接着，计算代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离(Di)，以下述数学式(1)以取得一色彩分离指标值(CBI)。其中，S表示图像提取装置所提取的检测画面中，色彩循序显示面板所占的比例。

$\mathrm{CBI}=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i\×D_i}{S}---\left(1\right)$

本发明提出一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，包括检测画面产生器、图像提取装置以及控制及分析装置。检测画面产生器用以产生检测画面至色彩循序显示面板，以使色彩循序显示面板显示检测画面。图像提取装置设置于色彩循序显示面板的前方，以提取色彩循序显示面板所显示的检测画面。另外，控制及分析装置与检测画面产生器以及图像提取装置电性连接，以控制检测画面产生器产生检测画面，并且对从图像提取装置所提取到的检测画面进行分析步骤，分析步骤包括下列步骤。首先，进行初始化处理步骤，以将所提取的检测画面转换成色彩座标数据。接着，对色彩座标数据进行分群处理(clustering)步骤，以将色彩座标数据分成M+2个群集，其中，M+2个群集的两端点表示两种纯色的色彩座标数据，而M+2个群集的两端点之间的M个群集表示有M个色彩分离色的色彩座标数据。另外，计算代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量(Ni)，并且判断代表色彩分离色的M个群集中每一群集的像素数量是否小于n个像素。倘若代表色彩分离色的M个群集中有任何一群集中的像素数量小于n个像素，即删除该群集的色彩座标数据。然后，计算代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离(Di)，以下述数学式(1)取得色彩分离指标值(CBI)。其中，S表示图像提取装置所提取的检测画面中，色彩循序显示面板所占的比例。

$\mathrm{CBI}=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i\×D_i}{S}---\left(1\right)$

基于上述，本发明的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法及系统，可将色彩循序显示面板中色彩分离的现象加以数值化，以提供评估色彩分离现象时参考的标准。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的实施例一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统的示意图。

图2为本发明的实施例一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法的流程示意图。

图3A为本发明的实施例中检测画面产生器所产生的检测画面的示意图。

图3B为本发明的实施例中色彩循序显示面板所显示的检测画面的示意图。

图4为本发明的实施例一种测量色彩分离现象的方法中色彩数据座标的示意图。

【主要元件符号说明】

100：测量色彩分离现象的系统

110：检测画面产生器

120：图像提取装置

122：镜头

124：图像感测元件

126：旋转马达

130：控制及分析装置

132：控制主机

134：控制屏幕

150i：检测画面

150’、150”：颜色图案

150”’：交界处

200：测量色彩分离现象的方法

210：显示检测画面

220：提取检测画面

230：初始化处理

240：分群处理

250：判断群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离是否小于一临界值

260：计算各群集内的像素数量(Ni)

270：判断像素数量是否小于n个像素

272：删除该群集

280：计算各群集内色彩变化的距离(Di)

290：计算色彩分离指标值

300：色彩循序显示面板

Di、D₁、D₂、D₃：距离

M₀、M₀’：端点座标数据

M₁、M₂、M₃：色彩分离色的座标数据

I₁、I₂、I₃：理想色彩座标数据

具体实施方式

图1为本发明的实施例一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统的示意图。图2为本发明的实施例一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法的流程示意图。请同时参照图1及图2，本实施例的测量色彩分离现象的系统100包括检测画面产生器110、图像提取装置120以及控制及分析装置130，如图1所示，其用以对色彩循序显示面板300进行色彩分离现象的测量分析。而本实施例的测量色彩分离现象的方法200包括步骤210至步骤290，如图2所示。

首先，进行步骤210，利用检测画面产生器110产生一检测画面至色彩循序显示面板300，以使色彩循序显示面板300显示此检测画面。在本实施例中，检测画面产生器110与控制及分析装置130电性连接，因此检测画面产生器110传送检测画面至色彩循序显示面板300是通过操作控制及分析装置130来达成。

根据本发明的一实施例，上述由检测画面产生器110所产生的检测画面如图3A所示，检测画面150i可由两种颜色图案150’，150”构成。而上述检测画面150i中的两种颜色图案150’，150”可供选择的颜色例如是红(red)、绿(green)、蓝(blue)、青色(cyan)、黄色(yellow)、洋红(magenta)、黑(black)以及白(white)的任两种颜色。因此，如果以上述8种颜色为例，两两颜色配对组合总共会有28种配对的结果。也就是说，会有28种检测画面150i，其中i为1～28。上述检测画面150i的图案与颜色的选择仅是用来说明本发明的实施例，其并用非以限定本发明。换句话说，在其他的实施例中，检测画面150i也可以采用其他的图案(例如水平排列的两颜色图案、垂直排列的两颜色图案等等)。另外，本发明亦不对检测画面中的颜色选择的数目作限制，换句话说，也可以选择8种以上或以下的颜色作组合搭配，以构成所需数量或组合的检测画面。

而上述的检测画面150i在色彩循序显示面板300上显示出的图像如图3B所示。由图3B可见，因色彩循序显示面板300的色彩分离现象，检测画面150i在两颜色图案150’，150”的交界处150”’产生了不属于两颜色图案150’，150”的色彩分离色。

请继续参照图1及图2，接着进行步骤220，即提取检测画面。在本实施例中，是以图1所示的图像提取装置120提取色彩循序显示面板300所显示的检测画面。在此，图像提取装置120设置于色彩循序显示面板300的前方，且图像提取装置120可包括镜头122、图像感测元件124以及旋转马达126。镜头122具有对焦功能，对准色彩循序显示面板300。图像感测元件124与镜头122连接，且拍摄色彩循序显示面板300所显示的检测画面。旋转马达126配置于镜头122及图像感测元件124的下方，其用以使图像提取装置120整体能够移动及旋转。图像感测元件124可采用例如是电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)。

详细而言，色彩循序显示面板300上所显示的检测画面在进行检测时是处于移动状态，因而在此使用可移动的图像提取装置120来提取色彩循序显示面板300上所显示的检测画面。特别是，图像提取装置120的移动状态与色彩循序显示面板300上的检测画面的移动状态一致。在此，配置于镜头122及图像感测元件124的下方的旋转马达126可用来使镜头122以及感测元件124达到追踪检测画面的功能。由于色彩循序显示面板的色彩分离现象适当显示画面移动时或是观赏者移动时所产生的现象，因此当进行检测时，特别使色彩循序显示面板300上所显示的检测画面处于移动状态。而图像提取装置120随着检测画面同步移动的目的在于用以消除非上述因素所引起的其他显示缺陷，藉以使此测量色彩分离现象的测量结果能够单纯的反应出色彩分离现象的程度。另外，值得注意的是，检测画面移动的速度也会对色彩分离程度有所影响，因此对于所有检测画面较佳的是使用相同的移动速度来进行检测。而使用者也可以根据实际所需而调整检测画面移动的速度，以作为判定色彩分离程度的控制因素。

此外，因图像提取装置120所提取的图像画面与色彩循序显示面板300之间并非1∶1的关系，因而，在此特别定义色彩循序显示面板300在所提取到的检测画面中所占的比例为显示比例(scale，S)。

请继续参照图1及图2，控制及分析装置130与检测画面产生器110以及图像提取装置120电性连接，以控制检测画面产生器110产生检测画面，并且对从图像提取装置120所提取到的检测画面进行分析。详细而言，控制及分析装置130可包括控制主机132以及控制屏幕134。控制主机132与检测画面产生器110以及图像提取装置120电性连接。控制屏幕134连接控制主机132，用于显示控制主机132的操作界面。另外，控制主机132内包括装设有图像提取卡(未绘示)以及马达控制卡(未绘示)。图像提取卡的作用在于控制图像提取装置120，马达控制卡的作用在于控制旋转马达126使其与检测画面同步移动。

在提取到检测画面之后，接着便进行一系列的分析步骤。在本实施例中，上述的分析步骤是由控制及分析装置130来执行。换句话说，当图像提取装置120提取色彩循序显示面板300所显示的检测画面之后，图像提取装置120即将所提取到的检测画面数据传送到控制及分析装置130中来进行分析步骤。

首先，如图2中的步骤230所示，进行初始化处理步骤，以将所提取的检测画面转换成色彩座标数据。初始化处理步骤包括将取检测画面的特定列的像素的色彩座标值、取检测画面的特定栏数的像素的色彩座标值的平均值或是取检测画面的所有栏数的像素的色彩座标值的平均值。详言之，以所提取的检测画面的横轴X轴且纵轴为Y轴为例，可以取任一X轴的像素的色彩座标值作为代表检测画面转的色彩座标数据；或是取特定栏数的像素(例如特定10个或20个Y轴的像素的色彩座标值的平均值作为代表检测画面转的色彩座标数据；或是取所有Y轴上的像素的色彩座标值的平均值作为代表检测画面转的色彩座标数据。

接着，如图2中的步骤240所示，对上述的色彩座标数据进行分群处理(clustering)步骤，以将色彩座标数据分成M+2个群集。特别是，M+2个群集的两端点表示两种纯色的色彩座标数据，而M+2个群集的两端点之间的M个群集表示有M个色彩分离色的色彩座标数据。一般而言，群集M的个数约在3～5之间，换句话说，会产生3～5个色彩分离色。

图4为本发明的实施例一种测量色彩分离现象的方法中色彩数据座标的示意图。请参照图4，图示中5个正方形座标中，位于两端点M₀、M₀’分别是两种纯色(绿色及红色)的色彩座标数据，而位于两端点M₀、M₀’之间的座标I₁、I₂、I₃则是代表在两种纯色之间预设会产生三种色彩分离色的座标数据。本实施例是以预设会在两端点M₀、M₀’之间产生三种色彩分离色为例来说明，但事实上，也可以预设四种或五种色彩分离色。

更详细而言，分群处理步骤包括进行群集化X次，直到M+2个群集的每一群集的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离小于一临界值。此时，图4所绘示的位于两端点M₀、M₀’之间代表预设的三种色彩分离色的座标I₁、I₂、I₃在群集化的过程中，将分别逐渐往M₁、M₂、M₃座标进行收敛。因此在进行群集化之后，M₁、M₂、M₃座标即分别代表所预设的三种色彩分离色中其最多像素集中的色彩座标值。

更详细而言，如图2中的步骤250所示，在进行群集化的过程中，还包括判断M+2个群集的每一群集的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离是否小于一临界值。举例来说，将临界值设定为0.5，因此若M₁、M₂、M₃的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离大于0.5，则继续群集化；而当M₁、M₂、M₃的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离小于0.5时，则群集化停止。一般而言，群集化的次数大约在5～10次之间。

接下来，进行如图2中的步骤260，计算代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量(Ni)。换句话说，分别计算对应分群于M₁、M₂、M₃之中的像素数量(Ni)。

然后，进行如图2中的步骤270，判断代表色彩分离色的M个群集中每一群集的像素数量是否小于n个像素。此步骤主要是删除该检测画面中人眼无法看出的色彩分离色。因此，倘若代表色彩分离色的M个群集中有任何一群集中的像素数量小于n个像素时，则如图2中的步骤272所示，删除该群集的色彩座标数据。一般而言，人眼可辨识的解析度几乎无法分辨小于2个像素以下的差别，因此，n的范围可依照实际所需而界定在2～4的像素。

接着，进行如图2中的步骤280，计算代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离(Di)。也就是说，以图4为例，I₁，I₂，I₃连接成一直线，分别计算M₁，M₂，M₃到直线的垂直距离D₁、D₂以及D₃。当然，如果在步骤270中有删除其中一个或两个色彩分离的群集，那么在步骤280中计算色彩分离色的群集的色彩变化的距离(D_i)时，将仅计算未被删除的色彩分离的群集的色彩变化的距离(D_i)。

然后，进行图2中的步骤290的步骤，以下述数学式(1)取得色彩分离指标值(CBI)：

$\mathrm{CBI}=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i\×D_i}{S}---\left(1\right)$

M：代表有M种色彩分离色

N_i：代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量

D_i：代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离

S：表示图像提取装置所提取的检测画面中，色彩循序显示面板所占的比例。

值得一提的是，由两种色彩所组成的一个检测画面即可得到一个色彩分离指标值。也就是说，如果是以8种色彩组合搭配成28种检测画面，则总共会得到28个色彩分离指标值。然而，本发明不限定检测画面的数目，使用者可以根据实际所需而设计检测画面的数目以及颜色组合。根据检测画面的数目即可取得对应数目的色彩分离指标值。

综上所述，本发明的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法及系统，可将色彩分离现象加以量化，以提供评估色彩分离现象时具有一致性的准则。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (18)

1.一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，包括：

在一色彩循序显示面板上显示出一检测画面；

利用一图像提取装置提取该检测画面；

进行一初始化处理步骤，以将所提取的该检测画面转换成色彩座标数据；

对该色彩座标数据进行一分群处理步骤，以将该色彩座标数据分成M+2个群集，其中该M+2个群集的两端点表示两种纯色的色彩座标数据，而该M+2个群集的两端点之间的M个群集表示有M个色彩分离色的色彩座标数据；

计算代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量(Ni)；

判断代表色彩分离色的M个群集中每一群集的像素数量是否小于n个像素；

倘若代表色彩分离色的M个群集中有任何一群集中的像素数量小于n个像素，即删除该群集的色彩座标数据；

计算代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离(Di)；

利用下述数学式以取得一色彩分离指标值(CBI)：

$\mathrm{CBI}=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i\×D_i}{S}$

其中，S表示该图像提取装置所提取的检测画面中，该色彩循序显示面板所占的比例。

2.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该检测画面是由两种颜色图案所构成。

3.如权利要求2所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该检测画面的颜色是选自红、绿、蓝、青色、黄色、洋红、黑以及白的其中两种颜色的组合。

4.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该色彩循序显示面板上的该检测画面是处于一移动状态，且该图像提取装置的移动状态与该色彩循序显示面板上的该检测画面的移动状态一致。

5.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该初始化处理步骤包括取该检测画面的特定列的像素的色彩座标值、取该检测画面的特定栏数的像素的色彩座标值的平均值、或是取该检测画面的所有栏数的像素的色彩座标值的平均值。

6.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该分群处理步骤包括进行群集化X次，直到M+2个群集的每一群集的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离小于一临界值。

7.如权利要求6所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中该分群处理步骤的群集化次数X为5～10次，且该临界值为0.5。

8.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中代表色彩分离色的M个群集为3～5个群集。

9.如权利要求1所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的方法，其中判断代表色彩分离色的M个群集中每一群的像素数量是否小于n个像素的步骤中，n为2～4。

10.一种测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，包括：

一检测画面产生器，其用以产生一检测画面至一色彩循序显示面板，以使该色彩循序显示面板显示该检测画面；

一图像提取装置，设置于该色彩循序显示面板的前方，以提取该色彩循序显示面板所显示的检测画面；

一控制及分析装置，其与该检测画面产生器以及该图像提取装置电性连接，以控制该检测画面产生器产生检测画面，并且对从该图像提取装置所提取到的检测画面进行一分析步骤，该分析步骤包括：

进行一初始化处理步骤，以将所提取的该检测画面转换成色彩座标数据；

对该色彩座标数据进行一分群处理步骤，以将该色彩座标数据分成M+2个群集，其中该M+2个群集的两端点表示两种纯色的色彩座标数据，而该M+2个群集的两端点之间的M个群集表示有M个色彩分离色的色彩座标数据；

计算代表色彩分离色的M个群集中的每一群集的像素数量(Ni)；

判断代表色彩分离色的M个群集中每一群集的像素数量是否小于n个像素；

倘若代表色彩分离色的M个群集中有任何一群集中的像素数量小于n个像素，即删除该群集的色彩座标数据；

计算代表色彩分离色的M个群集中每一群集的色彩变化的距离(Di)；

利用下述数学式以取得一色彩分离指标值(CBI)：

$\mathrm{CBI}=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i\×D_i}{S}$

其中，S表示该图像提取装置所提取的检测画面中，该色彩循序显示面板所占的比例。

11.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该图像提取装置包括：

一镜头，具有对焦功能，对准该色彩循序显示面板；

一图像感测元件，与该镜头连接，且拍摄该色彩循序显示面板所显示的该检测画面；以及

一旋转马达，配置于该镜头及该图像感测元件的下方。

12.如权利要求11所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该图像感测元件为电荷耦合元件。

13.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该控制及分析装置包括：

一控制主机，其与该检测画面产生器以及该图像提取装置电性连接；以及

一控制屏幕，连接该控制主机，用于显示该控制主机的操作界面。

14.如权利要求13所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该控制主机内包括一图像提取卡以及一马达控制卡。

15.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该检测画面是由两种颜色图案所构成。

16.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该色彩循序显示面板上的该检测画面是处于一移动状态，且该图像提取装置的移动状态与该色彩循序显示面板上的该检测画面的移动状态一致。

17.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该初始化处理步骤包括取该检测画面的特定列的像素的色彩座标值、取该检测画面的特定栏数的像素的色彩座标值的平均值、或是取该检测画面的所有栏数的像素的色彩座标值的平均值。

18.如权利要求10所述的测量色彩循序显示面板的色彩分离现象的系统，其中该分群处理步骤包括进行群集化X次，直到M+2个群集的每一群集的色彩座标数据与其群集内最接近的像素的色彩座标之间的距离小于一临界值。

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