CN102957918A - 显示影像的白平衡方法 - Google Patents

Abstract

一种显示影像的白平衡方法，包括：量测标准色块在不同的色温下所呈现的基准颜色以及参考颜色的灰阶值；依据对应各色温的参考颜色与基准颜色的灰阶值的平均值来获得各色温的参考颜色增益，并依据各色温的参考颜色增益来获得各色温的比例值；切割显示影像为多个区块，并依据各区块中的参考颜色与基准颜色的灰阶值的平均值来获得各区块的参考颜色增益，并据以获得各区块的区块比例值；依据区块比例值与各色温的比例值来产生各色温的选中数；选取色温的其中之一所对应的基准以及参考颜色增益来进行显示影像的颜色补偿。

Description

显示影像的白平衡方法

技术领域

本发明涉及一种显示影像的白平衡的方法，特别是涉及一种通过投票的机制来进行的显示影像的白平衡的方法。

背景技术

一般而言，显示装置所显示的影像颜色是与所处环境的色温相关联的。而显示影像的白平衡技术就是使显示装置，在不同的环境下还能使所显现的白色不至于有色差的一种技术。

在现有技术中，有多种显示影像的白平衡的方法被提出。简单说明，其中有一种已知的显示影像的白平衡的方法，是利用针对显示影像中不同颜色的大色块来校正为白色，这种作法在处理全画面的颜色相近时的显示影像时(例如全画面为草地或天空)，常造成很严重的色彩偏差。另外，还有一种已知的显示影像的白平衡的方法，则是取用显示画面中的最亮区域为光源来进行校正的依据。由于显示画面中的最亮区域未必是光源(例如是黄色区块)，因此这种白平衡校正也只能针对显示影像有选择性的适用。

现有技术还有相关于利用转换色彩空间的方式来进行的白平衡技术。但是这种利用转换色彩空间的方式常耗费大量的硬件电路或是处理器的资源，在实施的成本上，相对是比较昂贵的。

发明内容

本发明提供一种显示影像的白平衡的方法，可简单且更精确的进行显示影像的白平衡调整。

本发明提出一种显示影像的白平衡的方法，包括：量测多个标准色块在不同的色温下，所呈现的不同颜色的灰阶值，上述的颜色包括基准颜色以及多个参考颜色；再依据对应各色温的参考颜色的灰阶值的平均值与基准颜色的灰阶值的平均值来获得对应各色温的多个参考颜色增益，并依据对应各色温的参考颜色增益来获得对应各色温的比例值；然后，切割显示影像为多个区块，并依据各区块中的参考颜色的灰阶值的平均值与基准颜色的灰阶值的平均值来获得各区块的多个参考颜色增益，并依据参考颜色增益来获得各区块的区块比例值；以及，依据各区块的区块比例值与对应各色温的比例值来产生对应各色温的选中数；最后，依据色温的选中数来选取色温的其中之一所对应的参考颜色增益与基准颜色增益来进行显示影像的颜色补偿。

基于上述，本发明通过利用标准色块(gray patches)来建立多个色温与参考颜色增益以及比例值的对应关系，在藉由将显示影像切成多个区块，以计算各区块所适用的色温的参考颜色增益以及比例值。并且，再利用投票的机制，以选用最适用色温的参考颜色增益以及比例值，来针对显示影像中各个颜色进行个别的调整，藉以达到白平衡的结果。如此一来，不需要复杂的座标转换的运算，且可针对标准色及参考色分开进行调整，可以在不需提升软硬件的成本的状态下，有效提升白平衡的效能。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明实施利的显示影像的白平衡的方法的流程图。

图2绘示标准色块的颜色灰阶值的分布关系图。

图3为依据本发明实施的步骤S120所建立的参考颜色增益、比例值与色温的关系表300。

图4A绘示显示影像400的切割方式示意图。

图4B绘示本发明实施例的显示影像的区块的像素颜色排列方式。

图5绘示本发明实施例的色温、比例值以及选中数的关系表500。

附图符号说明

S110～S160：白平衡的方法的步骤

210：分布区域

300、500：关系表

310、320：字段

400：显示影像

410～4mn：区块

具体实施方式

请参照图1，图1绘示本发明实施利的显示影像的白平衡的方法的流程图。其中的步骤包括：首先，量测多个标准色块(gray patches)在不同的色温下，所呈现的多个颜色的灰阶值，其中，上述的颜色包括一个基准颜色以及多个参考颜色(S110)。具体一点来说明，就是选用多个不同灰阶的白色以及灰色的色块来做为标准色块。并在不同的环境色温下，量测各标准色块所呈现的颜色的灰阶值。在此请参照图2，其中，图2绘示标准色块的颜色灰阶值的分布关系图。在图2绘示的分布关系图中，横轴为参考颜色(红色)的灰阶值与基准颜色(绿色)的灰阶值的比R/G，而纵轴则为另一参考颜色(蓝色)的灰阶值与基准颜色(绿色)的灰阶值的比B/G。

由图2绘示的分布关系图中不难得知，随着色温的变化，不同灰阶值得标准色块所呈现的参考颜色与基准颜色的灰阶值的比是分布在分布区域210中。而白平衡的要求，就是要调整使参考颜色(红色及蓝色)与基准颜色(绿色)的灰阶值都是相等的，也就是红色、蓝色及绿色的灰阶值为1∶1∶1。换句话说，就是使分布区域210往白平衡点TP靠近。

请重新参照图1，在完成步骤S110后，则依据对应各色温的参考颜色的灰阶值的平均值与基准颜色的灰阶值的平均值来获得对应各色温的多个参考颜色增益，并依据对应各色温的参考颜色增益来获得对应各色温的比例值(S120)。也就是说，计算不同色温中所量测的各个标准色块所呈现的红色(参考颜色)、蓝色(参考颜色)以及绿色(基准颜色)的灰阶值的平均值。并利用红色的灰阶值的平均值来除以绿色的灰阶值的平均值来获得红色的参考颜色增益，以及利用蓝色的灰阶值的平均值来除以绿色的灰阶值的平均值来获得蓝色的参考颜色增益。再通过红色的参考颜色增益来除以蓝色的参考颜色增益来获得对应的色温的比例值。

以下请参照图3，图3为依据本发明实施的步骤S120所建立的参考颜色增益、比例值与色温的关系表300。关系表300中记录色温2300K、2900K、4000K、4150K、5570K、6500K以及8170K所对应的参考颜色增益以及比例值。举例来说，对应色温2300K，利用红色的灰阶值的平均值除以绿色的灰阶值的平均值所获得的红色的参考颜色增益等于1.0，利用蓝色的灰阶值的平均值除以绿色的灰阶值的平均值所获得的蓝色的参考颜色增益等于3.9，而利用红色的参考颜色增益(＝1.0)除以蓝色的参考颜色增益(＝3.9)则可以获得对应色温2300K的比例值0.26。

请特别注意的，在关系表300中，具有最大参考颜色增益的字段310以及320中的参考颜色增益的值可以不是直接由对应色温的参考色的灰阶值的平均值除以绿色的灰阶值的平均值所获得。以字段310为例子，字段310中的蓝色参考颜色增益可以是利用对应色温2300K的蓝色参考色的灰阶值的平均值除以绿色的灰阶值的平均值再乘以一个放大增益来获得。相对的，在字段320中，字段320的红色参考颜色增益则可以是利用对应色温8170K的红色参考色的灰阶值的平均值除以绿色的灰阶值的平均值再乘以前述的放大增益来获得。

在此，放大增益可以由设计者依据实现白平衡调整的软体或/和硬件的限制来预先设定，这个放大增益设置的目的在于提升关系表300所提供的容忍度(tolerance)。

请重新参照图1，在完成步骤S120后，本实施例则可以开始针对任意的显示影像进行白平衡的调整。首先，针对显示影像进行切割，并将显示影像切割为多个区块(S130)。在此请同步参照图4A，图4A绘示显示影像400的切割方式示意图。其中，显示影像400依据矩阵排列的方式被切割为多个区块410～4mn。

再请重新参照图1，接着并依据各区块410～4mn中的参考颜色的灰阶值的平均值与基准颜色的灰阶值的平均值来获得各区块410～4mn的多个参考颜色增益，并依据参考颜色增益来获得各区块的区块比例值(S140)。

在此请先参照图4B，图4B绘示本发明实施例的显示影像的区块的像素颜色排列方式。其中图4B的绘示是以图4A中的区块410为范例。在图4B的绘示中，各个像素的绿色分成两个绿色成份Gb1～Gb6以及Gr1～Gr6在各像素中成对角线排列。另外，各个像素的红色成份R1～R6以及蓝色成份B1～B6则排列在各像素的另一对角线上。

接着请同时参照图1以及图4B，在步骤S140中，以区块410为范例，红色的参考颜色的灰阶值的平均值AvgR等于(R1+R2+...+R6)/6，蓝色的参考颜色的灰阶值的平均值AvgB等于(B1+B2+...+B6)/6，而绿色的参考颜色的灰阶值的平均值AvgG则等于((Gb1+Gb2+...+Gb6)/6+(Gr1+Gr2+...+Gr6)/6)/2。而红色参考颜色增益Block RGain则等于AvgG/AvgR，蓝色参考颜色增益Block_BGain则等于AvgG/AvgR，并且，区块410的区块比例值Block_R_div_B则等于Block_RGain/Block_BGain。

在计算出上述的各区块的红色参考颜色增益Block_RGain、蓝色参考颜色增益Block_BGain以及区块比例值Block_R_div_B后，则依据各区块的区块比例值Block_R_div_B与对应各色温的比例值来产生对应各色温的选中数(S150)。简单来说，就是将所计算出的各区块的区块比例值Block_R_div_B与步骤S120中所计算出对应各色温的比例值来进行比较，并使最接近区块比例值Block_R_div_B的比例值的该色温的选中数被增加。

在此请参照图5，图5绘示本发明实施例的色温、比例值以及选中数的关系表500。以关系表500为范例来说明，假设区块比例值Block_R_div_B等于0.27时，由于0.27最接近色温2300K对应的比例值0.26，因此，色温2300K对应的选中数将被增加(例如加1)。在关系表500中可以得知，区块比例值Block_R_div_B最接近色温2300K对应的比例值的区块有53个，而区块比例值Block_R_div_B最接近色温2900K对应的比例值的区块有112个，区块比例值Block_R_div_B最接近色温4000K对应的比例值的区块有12个，且区块比例值Block_R_div_B最接近色温4150K对应的比例值的区块则有2个。

上述判断多个色温对应的比例值的其中之一最接近各区块的区块比例值的作法，可以利用计算各区块的区块比例值与各色温对应的比例值的差的绝对值，再选取这个绝对值中最小者，来获知所要增加的选中数所对应的色温。

并且，附带一提的是，在进行累加选中数前，还可以判断各区块的区块比例值是否落于所有色温对应的比例值的最大值与最小值间的比例值范围中。若是区块比例值落于比例值范围外的区块，是不会进行对应的增加选中数的动作的。以图5绘示的关系表500为范例，若区块比例值大于1.91或小于0.26时，该区块则不会被用以进行增加选中数的动作。

请再重新参照图1，在完成步骤S150后，则依据色温对应的选中数来选取色温的其中之一所对应的参考颜色增益与基准颜色增益来进行显示影像的颜色补偿(S160)。具体来说明，在当显示影像是第一张显示影像时，选用各色温中，具有最大选中数的色温为选中色温，并设定选中色温的多个参考颜色增益分别等于多个参考颜色初始调整增益，并且，设定基准颜色初始调整增益等于1。参照图5的绘示的关系表500，其中，选中色温为具有最大选中数112的2900K，再对应参照图3绘示的关系表300，色温2900K对应的红色参考颜色增益为1.25，而色温2900K对应的蓝色参考颜色增益为2.93。因此，红色参考颜色初始调整增益则可以被设定为1.25，蓝色参考颜色初始调整增益则可以被设定为2.93。此外，基准颜色初始调整增益则设定为1。

如此一来，第一张显示影像就可以依据上述的红色参考颜色初始调整增益、蓝色参考颜色初始调整增益以及基准颜色初始调整增益来进行颜色的调整，以执行显示影像的白平衡动作。

另外，当显示影像并非是第一张显示影像时，而是第二张显示影像时，则同时判断各区块的区块比例值是否落于比例值范围中、各区块的参考颜色增益是否小于放大参考颜色增益以及各区块的基准颜色的灰阶值的平均值是否落于基准色感测范围内三项条件，若上述三项条件均成立(判断结果皆为是)，则分别累加各区块的参考颜色的灰阶值的平均值与基准颜色的灰阶值的平均值以分别获得多个参考颜色灰阶平均累计值以及基准颜色的灰阶平均累计值。其中，上述的基准色感测范围所指的是影像感测器(sensor)所可以感测到的基准色(绿色)的线性范围。

接着，再计算出基准颜色的灰阶平均累计值与参考颜色灰阶平均累计值的比例，以获得多个参考颜色参考调整增益，并依据参考颜色参考调整增益间的比值来获得基准颜色参考调整增益。此部份所提的比例的获得均可以利用除法运算来获得，在此不多赘述。

最后，再依据参考颜色参考调整增益及参考颜色初始调整增益的平均值来获得多个参考颜色更新调整增益，以及依据基准颜色参考调整增益及基准颜色初始调整增益的平均值来获得基准颜色更新调整增益。如此一来，就可以利用基准颜色更新调整增益以及参考颜色更新调整增益来进行第二张显示影像的白平衡调整。

附带一提的，本发明实施例更分别计算参考颜色参考调整增益与选中色温对应的参考颜色调整增益的多个差值的绝对值，并计算差值的绝对值的和。且通过判断此差值的绝对值的和是否大于参考颜色调整范围，来判断出参考颜色参考调整增益以及基准颜色参考调整增益是否为合理的数值，一旦上述的差值的绝对值的和过大时(大于参考颜色调整范围)，表示参考颜色参考调整增益以及基准颜色参考调整增益是不合理的，将不利用参考颜色参考调整增益以及基准颜色参考调整增益来产生基准颜色更新调整增益以及参考颜色更新调整增益。

此外，在进行第三张(或第三张以后)的显示影像的白平衡调整时，则设定使基准颜色初使调整增益等于基准颜色更新调整增益，并使参考颜色初使调整增益等于参考颜色更新调整增益。再通过前述关于第二张显示影像所产生的基准颜色更新调整增益以及参考颜色更新调整增益的方式来产生用以针对第三张(或第三张以后)的显示影像进行白平衡的调整。

综上所述，本发明利用标准色块来建立参考颜色增益、比例值与色温的关系表。再利用显示影像的多个区块所呈现的灰阶值来对应利用标准色块所建立的关系表以进行选中数的计数动作(投票动作)。通过选用具有最高的选中数的色温所对应的基准以及参考颜色增益，来做为设定进行显示影像的白平衡调整的增益。如此一来，显示影像的白平衡调整是藉由针对基准颜色(例如绿色)以及参考颜色(例如蓝色以及红色)来分别进行的，因此，可以有效的提升白平衡的效率。另外，本发明不需复杂的座标转换动作，无须提升软硬件的成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (12)

1.一种显示影像的白平衡的方法，包括：

量测多个标准色块在不同的多个色温下，所呈现的多个颜色的灰阶值，这些颜色包括一基准颜色以及多个参考颜色；

依据对应各该色温的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值来获得对应各该色温的多个参考颜色增益，并依据对应各该色温的这些参考颜色增益来获得对应各该色温的比例值；

切割该显示影像为多个区块；

依据各该区块中的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值来获得各该区块的多个参考颜色增益，并依据这些参考颜色增益来获得各该区块的区块比例值；

依据各该区块的区块比例值与对应各该色温的比例值来产生对应各该色温的一选中数；以及

依据这些色温的该选中数来选取这些色温的其中之一所对应的这些参考颜色增益与该基准颜色增益来进行该显示影像的颜色补偿。

2.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中依据对应各该色温的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值来获得对应各该色温的这些参考颜色增益的步骤包括：

计算各该色温的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值的比值来获得对应各该色温的这些参考颜色增益。

3.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中依据对应各该色温的这些参考颜色增益来获得对应各该色温的比例值的步骤包括：

计算各该色温的这些参考颜色增益间的比值以获得对应各该色温的比例值。

4.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中依据各该区块中的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值来获得各该区块的这些参考颜色增益的步骤包括：

计算各该区块的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值的比值来获得对应各该色温的这些参考颜色增益。

5.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中依据这些参考颜色增益来获得各该区块的区块比例值的步骤包括：

计算各该区块的这些参考颜色增益间的比值以获得对应各该区块的区块比例值。

6.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中依据各该区块的区块比例值与对应各该色温的比例值来产生对应各该色温的该选中数的步骤包括：

计算该区块的区块比例值与对应各该色温的比例值的多个差；以及

选择这些差中最小者所对应的一选中色温，并增加该选中色温的该选中数。

7.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中该基准颜色为绿色，这些参考颜色为蓝色及红色。

8.如权利要求1所述的白平衡的方法，其中还包括：

针对这些色温中的这些参考颜色增益中的最大者乘上一放大增益以获得多个放大参考颜色增益；以及

依据这些参考颜色增益、这些放大参考颜色增益与对应各该色温的这些参考颜色增益来获得对应各该色温的调整后比例值的一比例范围，

其中，该放大增益大于1。

9.如权利要求8所述的白平衡的方法，其中依据这些色温的该选中数来选取这些色温的其中之一所对应的这些参考颜色增益与该基准颜色增益来进行该显示影像的颜色补偿的步骤包括：

当该显示影像为一第一张显示影像时，使这些选中数中最大者所对应色温为一选中色温。并使该选中色温的这些参考颜色增益等于多个参考颜色初始调整增益；以及

使一基准颜色初始调整增益等于1。

10.如权利要求9所述的白平衡的方法，其中依据这些色温的该选中数来选取这些色温的其中之一所对应的这些参考颜色增益与该基准颜色增益来进行该显示影像的颜色补偿的步骤还包括：

当该显示影像并非为该第一张显示影像时；

判断各该区块的区块比例值是否落于该比例值范围中，判断各该区块的这些参考颜色增益是否小于这些放大参考颜色增益，并判断各该区块的该基准颜色的灰阶值的平均值是否落于一基准色感测范围内；

分别累加各该区块的这些参考颜色的灰阶值的平均值与该基准颜色的灰阶值的平均值以分别获得多个参考颜色灰阶平均累计值以及一基准颜色的灰阶平均累计值；

依据计算该基准颜色的灰阶平均累计值与这些参考颜色灰阶平均累计值的比例，以获得多个参考颜色参考调整增益，并依据这些参考颜色参考调整增益间的比值来获得一基准颜色参考调整增益；以及

依据这些参考颜色参考调整增益及这些参考颜色初始调整增益的平均值来获得多个参考颜色更新调整增益，以及依据该基准颜色参考调整增益及该基准颜色初始调整增益的平均值来获得一基准颜色更新调整增益。

11.如权利要求10所述的白平衡的方法，其中依据这些色温的该选中数来选取这些色温的其中之一所对应的这些参考颜色增益与该基准颜色增益来进行该显示影像的颜色补偿的步骤还包括：

分别计算这些参考颜色参考调整增益与该选中色温对应的这些参考颜色调整增益的多个差值的绝对值，并计算这些差值的绝对值的和；以及

判断这些差值的绝对值的和是否大于一参考颜色调整范围。

12.如权利要求10所述的白平衡的方法，其中依据这些色温的该选中数来选取这些色温的其中之一所对应的这些参考颜色增益与该基准颜色增益来进行该显示影像的颜色补偿的步骤还包括：

使该基准颜色初使调整增益等于该基准颜色更新调整增益，并使这些参考颜色初使调整增益等于这些参考颜色更新调整增益。

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