CN105489192A - 具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法 - Google Patents

具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法，该影像调整方法，应用在具有亮度感测器的显示器，该影像调整方法包含有：以该亮度感测器侦测该显示器所在位置的环境亮度；依照该环境亮度调整该显示器的背光亮度；使用由多个修正函数中选取的至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度，使用由该多个修正函数中选取的第二修正函数调整该显示器中该多个具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，其中该至少一个第一修正函数根据该环境亮度而决定，该第二修正函数不随该环境亮度改变。

Description

具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法
技术领域
本发明提供一种显示器及其影像调整方法，尤指一种具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法。
背景技术
传统显示器的亮度调整机制主要由使用者控制，使用者必须依据使用情境自行操作功能键去提高或降低显示器的背光亮度，意即不具有影像自动最佳化的功能。新一代的显示器搭配有亮度感测器，亮度感测器用来侦测显示器所在位置的环境亮度，让显示器可以根据环境亮度的变化自动调整其面板单元的背光亮度。此款显示器虽然具有影像亮度的自动调整机制，但其提高或降低面板单元中所有像素的亮度，若显示影像中含有亮色图案或暗色图案，传统的影像亮度自动调整机制会一并拉高亮色图案的亮度、或调降暗色图案的亮度，造成这些图案模糊不清而难以辨识。因此，如何设计一种既能随着环境亮度变化来自动调整背光亮度、又可辨识影像中特定图案以维持其清晰度的显示器设备，便为相关显示产业的重点发展课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有影像自动最佳化功能的显示器及其影像调整方法，以解决上述的问题。
为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种影像调整方法，应用在具有亮度感测器的显示器，该影像调整方法包含有：
以该亮度感测器侦测该显示器所在位置的环境亮度；
依照该环境亮度调整该显示器的背光亮度；以及
使用由多个修正函数中选取的至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度，使用由该多个修正函数中选取的第二修正函数调整该显示器中该多个具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，其中该至少一个第一修正函数根据该环境亮度而决定，该第二修正函数不随该环境亮度改变。
较佳的，该方法另包含有：
调整该显示器的所有或部分像素的色彩参数。
较佳的，该多个具有特定灰阶值的像素为多个具有高灰阶值的像素和/或多个具有低灰阶值的像素。
较佳的，当该亮度感测器侦测到该环境亮度高于门槛值时，调整该显示器为高背光亮度，且使用该至少一个第一修正函数中的其中之一第一修正函数降低该多个具有高灰阶值的像素的亮度。
较佳的，该亮度感测器侦测到该环境亮度低于门槛值时，调整该显示器为低背光亮度，且使用该至少一个第一修正函数中的其中另一第一修正函数提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度。
较佳的，依照该环境亮度调整该显示器的该背光亮度的步骤为：判断该环境亮度落在多个亮度区间的哪一个亮度区间，并将该显示器的该背光亮度调整成对应于选定亮度区间的值，该选定亮度区间为该环境亮度落在该多个亮度区间中的亮度区间。
较佳的，该多个修正函数为分别对应于该多个亮度区间的预设函数。
较佳的，在使用由多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度的步骤之前，该方法另包含有：
产生该显示器的影像的灰阶分布图；
统计该灰阶分布图的边界区间的像素数量；以及
根据该像素数量判断是否利用该至少一个第一修正函数调整该边界区间的像素的亮度；
在使用由多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度的步骤包含：
当确定需要利用该多个修正函数调整该边界区间的像素的亮度时，使用由该多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，该边界区间的像素为该多个具有特征灰阶值的像素。
第二方面，本发明还提供一种具有影像自动最佳化功能的显示器，包含有面板单元、亮度感测器、储存单元以及运算处理器；该面板单元用来显示影像；该亮度感测器设置于该面板单元旁，该亮度感测器用以侦测该面板单元所在位置的环境亮度；该储存单元用来储存多个修正函数；该运算处理器电连接于该面板单元、该亮度感测器和该储存单元，该运算处理器读取该亮度感测器取得的该环境亮度，依照该环境亮度调整该面板单元的背光亮度，并使用根据该环境亮度而从该多个修正函数中决定的该至少一个第一修正函数调整该面板单元的该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，并使用从该多个修正函数中决定的该第二修正函数调整该面板单元中该多个具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，其中该至少一个第一修正函数根据该环境亮度而决定，该第二修正函数不随该环境亮度改变。
较佳的，该运算处理器在调整该多个具有特定灰阶值的像素的亮度后，另调整该面板单元的所有或部分像素的色彩参数。
较佳的，该多个具有特定灰阶值的像素为多个具有高灰阶值的像素和/或多个具有低灰阶值的像素。
较佳的，当该亮度感测器侦测到该环境亮度高于门槛值时，该面板单元调整为高背光亮度，且该运算处理器根据该至少一个第一修正函数中的其中之一第一修正函数降低该多个具有高灰阶值的像素的亮度。
较佳的，该亮度感测器侦测到该环境亮度低于门槛值时，该面板单元调整为低背光亮度，且该运算处理器根据该至少一个第一修正函数中的其中另一第一修正函数提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度。
较佳的，该储存单元存有多个亮度区间的资讯，该运算处理器判断该环境亮度落在该多个亮度区间的哪一个亮度区间，并将该面板单元的该背光亮度调整成对应于选定亮度区间的值，该选定亮度区间为该环境亮度落在该多个亮度区间中的亮度区间。
较佳的，该多个修正函数为分别对应于该多个亮度区间的预设函数。
较佳的，该运算处理器另产生该影像的灰阶分布图，并统计该灰阶分布图的边界区间的像素数量，以根据该像素数量判断是否利用该多个修正函数调整该边界区间的像素的亮度，该边界区间的像素为该多个具有特征灰阶值的像素。
本发明的显示器及其影像调整方法，首先会依据周遭的环境亮度相应调整面板单元的背光亮度，还外加搭配环境亮度的变化而能有不同修正函数的局部像素调整机制。当面板单元的背光亮度增亮时，部分的高灰阶值像素会过于刺眼，面板单元的背光亮度降低时，部分的低灰阶值像素会过于黯淡，故利用第一修正函数相应调校该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，其余像素则配合第二修正函数进行微调或保持原数值。相较先前技术，本发明的影像调整方法能够根据显示器所处的环境亮度选择适合的修正函数，相应调整面板单元的部分像素，让使用者在不同环境下都可通过显示器观看舒适的显示影像。
附图说明
图1为本发明实施例的具有影像最佳化功能的显示器的功能方块图；
图2为本发明实施例的影像调整方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的面板单元进行亮度调整的曲线示意图；
图4至图6分别为本发明不同实施例的影像像素亮度在不同环境亮度下发生变化调整的曲线图；
图7为本发明实施例的面板单元所显示影像的灰阶分布图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1，图1为本发明实施例的具有影像自动最佳化功能的显示器10的功能方块图。显示器10能够根据环境的亮度变化去调整其显示影像的亮度，让使用者得以不受环境光影响而清楚辨识影像中的细节特征。显示器10包括面板单元12、亮度感测器14、储存单元16以及运算处理器18。面板单元12依据控制指令显示相应的影像。亮度感测器14设置在面板单元12旁，用来侦测面板单元12所在位置的环境亮度。储存单元16储存有多个修正函数，可依据环境亮度的变化而选择性套用到影像的特定像素以进行亮度变化的调整。修正函数可任意选择为线性函数或指数型函数，端视设计需求而定。
运算处理器18电连接于面板单元12、亮度感测器14与储存单元16。亮度感测器14可随时或不定期地侦测周遭的环境亮度，运算处理器18会读取亮度感测器14的侦测结果以取得当下的环境亮度，并根据当下环境亮度去调整面板单元12的背光亮度；除此之外，本发明的显示器10还可依照当下环境亮度从储存单元16中储存的多个修正函数中选取对应的第一修正函数，以调整面板单元12中具有特定灰阶值的像素的亮度，第一修正函数会随着环境亮度而有所变化，且另使用不会随当下环境亮度改变的第二修正函数去调整面板单元12中具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，第二修正函数为储存的多个修正函数中的一个。完成第一修正函数与第二修正函数对像素亮度的修正后，运算处理器18还可进一步调整面板单元12的所有或部分像素的色彩参数，例如饱和度(Saturation)、色相值(Hue)和锐度(Sharpness)等。
请参阅图2至图5，图2为本发明实施例的影像调整方法的流程示意图，图3为本发明实施例的面板单元12进行亮度调整的曲线示意图，图4至图6分别为本发明不同实施例的影像像素亮度在不同环境亮度下发生变化而进行调整的曲线图。图2所述的影像调整方法适用于图1所示的具有亮度感测器14的显示器10。首先，执行步骤200以及步骤202，显示器10利用亮度感测器14侦测显示器10所在位置的周围环境亮度，并依照所获取环境亮度调整显示器10的背光亮度。储存单元16会储存一组预设的对比函数Cd，对比函数Cd可根据环境亮度的数值分成多个亮度区间，如图3所示。储存单元16储存的多个修正函数为分别对应于多个亮度区间的预设函数。当侦测所得的当下环境亮度落在多个亮度区间的其中之一时，该其中之一亮度区间被选定、且通过对比函数Cd能得知该其中之一亮度区间对应的背光亮度值，运算处理器18可将显示器10的背光亮度调整为上述的该选定亮度区间(即此其中之一亮度区间)对应的背光亮度值。举例来说，当环境亮度高于特定门槛值时，显示器10被调整为高背光亮度；若环境亮度低于特定门槛值时，显示器10即调整为低背光亮度。前述的门槛值可视为图3所示多个亮度区间的界线，然不限于此。总的来说，运算处理器18取得显示器10所在位置的环境亮度后，显示器10的背光亮度会依据对比函数Cd进行适应性调整。
步骤202将面板单元12全部像素的亮度一并提高或降低，并不适于产出符合视觉舒适需求的画面。故，影像调整方法接着执行步骤204，由运算处理器18判断面板单元12的背光亮度变化。当面板单元12调整为高背光亮度时，具有高灰阶值的像素被定义成具有特定灰阶值的像素，此时执行步骤206以及步骤208，利用第一修正函数Ca1降低多个具有高灰阶值的像素的亮度，且另利用第二修正函数Ca2调整多个具有高灰阶值的像素以外的其它像素的亮度。其中，第一修正函数Ca1会随着环境亮度(或其对应的背光亮度)而有所变化，意即环境亮度落在图3所示各个亮度区间时分别会有对应的第一修正函数Ca1；第二修正函数Ca2则不会因环境亮度(或其对应的背光亮度)而改变。面板单元12被调整为高背光亮度时，该多个具有高灰阶值的像素会过于刺眼，故可大幅度调降该多个具有高灰阶值的像素的亮度(例如，通过第一修正函数Ca1)，该多个具有高灰阶值像素以外的其它像素亮度则以较低幅度调降、甚或不需调整(例如，通过第二修正函数Ca2)，如图4所示。
第二修正函数Ca2的参数不会随着环境亮度而改变，意即无论亮度感测器14侦测到的环境亮度及面板单元12受驱使而变动的背光亮度为何，第二修正函数Ca2较佳都会保持在图4所示的曲线。相对地，储存单元16存有多组第一修正函数Ca1、Cb1(然不限于此两种)。一般情况下，影像调整方法会利用不同于第二修正函数Ca2的第一修正函数Ca1降低该多个具有高灰阶值的像素的亮度；在环境亮度变得比上述情况更为明亮的时候，影像调整方法可以套用另一组第一修正函数Cb1去调降该多个具有高灰阶值的像素的亮度，该另一组第一修正函数Cb1对多个具有高灰阶值的像素的亮度的处理效果强于该第一修正函数Ca1。第一修正函数的数量和曲线变化不限于图4所示态样，端视设计需求而定。
另一方面，当面板单元12调整为低背光亮度时，具有低灰阶值的像素被定义成具有特定灰阶值的像素。此时运算处理器18执行步骤210以及步骤212，利用第一修正函数Ca1’提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度(或者，依据环境亮度及其背光亮度的变化，选择性套用另一组第一修正函数Cb1’去调高该多个具有低灰阶值的像素的亮度)，且利用第二修正函数Ca2’调整该多个具有低灰阶值的像素以外的其它像素的亮度。如前说明所述，第一修正函数Ca1’会随着环境亮度(或其对应的背光亮度)而改变，第二修正函数Ca2’则不会因环境亮度(或其对应的背光亮度)而有所变化。面板单元12被调整为低背光亮度时，该多个具有低灰阶值的像素过于黯淡而难以辨识，故可大幅度提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度(例如，通过第一修正函数Ca1’)，该多个具有低灰阶值的像素以外的其它像素亮度则以较低幅度提高、甚或不需调整(例如，通过第二修正函数Ca2’)，如图5所示。
在其它可能的变化实施例中，影像调整方法执行步骤206及步骤208后，还可选择性另提高面板单元12中具有低灰阶值的像素亮度，例如图6所示，以第一修正函数C1降低影像的具有高灰阶值像素的亮度，并以第一修正函数C1’提高影像的具有低灰阶值像素的亮度，影像中多个具有高灰阶值像素与多个具有低灰阶值像素以外的其它像素则以第二修正函数C2进行调整。相应地，执行步骤210以及步骤212后，亦可另行调降面板单元12中具有高灰阶值的像素亮度，如通过第一修正函数C1与C1’调整具有高灰阶值的像素和具有低灰阶值的像素，及通过第二修正函数C2调整多个具有高灰阶值的像素与多个具有低灰阶值的像素以外的其它像素。由于面板单元12所显示的影像经过第一修正函数及第二修正函数的修正后可能会略有失真，影像调整方法在执行完步骤208或步骤212之后，还可进一步调整面板单元12中所有或部分像素的色彩参数，以使显示影像能更符合真实色彩。
通常情况下，本发明的影像调整方法直接根据亮度感测器14所测得的环境亮度调整面板单元12的背光亮度，然后再用第一修正函数调整面板单元12中具有特定灰阶值的像素的亮度，利用第二修正函数调整面板单元12中具有特定灰阶值的像素以外像素的亮度。然而，本发明还可应用其它方式判断如何调整面板单元12中的特定像素。请参阅图7，图7为本发明实施例的面板单元12所显示影像的灰阶分布图。运算处理器18可根据面板单元12所显示的影像产生其灰阶分布图，接着统计灰阶分布图内边界区间(如图7所示的虚线区域)的像素数量，最后再根据边界区间内的像素数量，判断影像中是否有特定像素过亮或过暗的情况，即判断影像中是否有具有特定灰阶值的像素，以相应判断是否要套用第一修正函数去调整边界区间内像素的亮度，并当影像中有具有特定灰阶值的像素时，确定需要套用第一修正函数去调整边界区间内像素(即具有特定灰阶值的像素)的亮度，此时，可根据实际情况利用不同的第一修正函数进行修正，例如，当第一边界区间(图7中的左边界区间)内的像素数量超过第一预设值时，确定影像中具有低灰阶值的像素，利用一第一修正函数对具有低灰阶值的像素进行修正，当第二边界区间(图7张的右边界区间)内的像素数量超过第二预设值(与第一预设值可相同也可不同)时，确定影像中具有高灰阶值的像素，利用另一第一修正函数对具有高灰阶值的像素进行修正。当影像中不具有特定灰阶值的像素时(例如，第一边界区间、第二边界区间内的像素数量均未超过预设值，确定影像中不具有特定灰阶值的像素)，可仅利用第二修正函数调整面板单元12中所有像素的亮度(因为，此时具有特定灰阶值的像素以外的像素为面板单元12中的所有像素)。
综上所述，本发明的显示器及其影像调整方法，首先会依据周遭的环境亮度相应调整面板单元的背光亮度，还外加搭配环境亮度的变化而能有不同修正函数的局部像素调整机制。当面板单元的背光亮度增亮时，部分的高灰阶值像素会过于刺眼，面板单元的背光亮度降低时，部分的低灰阶值像素会过于黯淡，故利用第一修正函数相应调校该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，且可视环境亮度的变化而有多组第一修正函数供选择，其余像素则配合第二修正函数进行微调或保持原数值。相较先前技术，本发明的影像调整方法能够根据显示器所处的环境亮度选择适合的修正函数，相应调整面板单元的部分像素，让使用者在不同环境下都可通过显示器观看舒适的显示影像。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (16)

1.一种影像调整方法，应用在具有亮度感测器的显示器，其特征在于，该影像调整方法包含有：
以该亮度感测器侦测该显示器所在位置的环境亮度；
依照该环境亮度调整该显示器的背光亮度；以及
使用由多个修正函数中选取的至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度，使用由该多个修正函数中选取的第二修正函数调整该显示器中该多个具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，其中该至少一个第一修正函数根据该环境亮度而决定，该第二修正函数不随该环境亮度改变。
2.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，该方法另包含有：
调整该显示器的所有或部分像素的色彩参数。
3.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，该多个具有特定灰阶值的像素为多个具有高灰阶值的像素和/或多个具有低灰阶值的像素。
4.如权利要求3所述的影像调整方法，其特征在于，当该亮度感测器侦测到该环境亮度高于门槛值时，调整该显示器为高背光亮度，且使用该至少一个第一修正函数中的其中之一第一修正函数降低该多个具有高灰阶值的像素的亮度。
5.如权利要求3所述的影像调整方法，其特征在于，该亮度感测器侦测到该环境亮度低于门槛值时，调整该显示器为低背光亮度，且使用该至少一个第一修正函数中的其中另一第一修正函数提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度。
6.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，依照该环境亮度调整该显示器的该背光亮度的步骤为：判断该环境亮度落在多个亮度区间的哪一个亮度区间，并将该显示器的该背光亮度调整成对应于选定亮度区间的值，该选定亮度区间为该环境亮度落在该多个亮度区间中的亮度区间。
7.如权利要求6所述的影像调整方法，其特征在于，该多个修正函数为分别对应于该多个亮度区间的预设函数。
8.如权利要求1所述的影像调整方法，其特征在于，在使用由多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度的步骤之前，该方法另包含有：
产生该显示器的影像的灰阶分布图；
统计该灰阶分布图的边界区间的像素数量；以及
根据该像素数量判断是否利用该至少一个第一修正函数调整该边界区间的像素的亮度；
在使用由多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的多个具有特定灰阶值的像素的亮度的步骤包含：
当确定需要利用该多个修正函数调整该边界区间的像素的亮度时，使用由该多个修正函数中选取的该至少一个第一修正函数调整该显示器的该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，该边界区间的像素为该多个具有特征灰阶值的像素。
9.一种具有影像自动最佳化功能的显示器，其特征在于，包含有：
面板单元，用来显示影像；
亮度感测器，设置于该面板单元旁，该亮度感测器用以侦测该面板单元所在位置的环境亮度；
储存单元，用来储存多个修正函数；以及
运算处理器，电连接于该面板单元、该亮度感测器和该储存单元，该运算处理器读取该亮度感测器取得的该环境亮度，依照该环境亮度调整该面板单元的背光亮度，并使用根据该环境亮度而从该多个修正函数中决定的该至少一个第一修正函数调整该面板单元的该多个具有特定灰阶值的像素的亮度，并使用从该多个修正函数中决定的该第二修正函数调整该面板单元中该多个具有特定灰阶值的像素以外的其它像素的亮度，其中该至少一个第一修正函数根据该环境亮度而决定，该第二修正函数不随该环境亮度改变。
10.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，该运算处理器在调整该多个具有特定灰阶值的像素的亮度后，另调整该面板单元的所有或部分像素的色彩参数。
11.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，该多个具有特定灰阶值的像素为多个具有高灰阶值的像素和/或多个具有低灰阶值的像素。
12.如权利要求11所述的显示器，其特征在于，当该亮度感测器侦测到该环境亮度高于门槛值时，该面板单元调整为高背光亮度，且该运算处理器根据该至少一个第一修正函数中的其中之一第一修正函数降低该多个具有高灰阶值的像素的亮度。
13.如权利要求11所述的显示器，其特征在于，该亮度感测器侦测到该环境亮度低于门槛值时，该面板单元调整为低背光亮度，且该运算处理器根据该至少一个第一修正函数中的其中另一第一修正函数提高该多个具有低灰阶值的像素的亮度。
14.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，该储存单元存有多个亮度区间的资讯，该运算处理器判断该环境亮度落在该多个亮度区间的哪一个亮度区间，并将该面板单元的该背光亮度调整成对应于选定亮度区间的值，该选定亮度区间为该环境亮度落在该多个亮度区间中的亮度区间。
15.如权利要求14所述的显示器，其特征在于，该多个修正函数为分别对应于该多个亮度区间的预设函数。
16.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，该运算处理器另产生该影像的灰阶分布图，并统计该灰阶分布图的边界区间的像素数量，以根据该像素数量判断是否利用该多个修正函数调整该边界区间的像素的亮度，该边界区间的像素为该多个具有特征灰阶值的像素。
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