CN105788563A - 显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统。此方法是利用图像撷取装置撷取显示器显示的一均匀画面的图像，并计算所撷取图像中多个像素值的亮度或色彩分布，以决定用以调整显示器亮度或色彩的目标值。接着，以此目标值为基准，利用上述的像素值计算显示器的多个像素的增益值并建立一个增益表来记录这些增益值。然后，将此增益表写入显示器。显示器即查询此增益表中记录的像素增益值，据以产生一个透明层而迭加于所要显示的目前画面，并将此目前画面输出至显示面板显示，从而达到补偿显示器亮度、色彩不均的目的。

Description

显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统

技术领域

本发明是有关于一种显示器，且特别是有关于一种显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统。

背景技术

现行液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)大多使用以发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)作为光源的背光模组，此背光模组依照其入光方式主要可区分为直下式与侧入式。LED的制造属于半导体制造工艺，需经过外延生长与填充荧光粉等制造工艺，而外延层与荧光粉的调制无可避免会导致所制造的LED有电压、亮度、色度上的差异。因此，LED都会依照电压差异值、亮度差异值、色度差异值三大类来区分并制作成LED灯条(LightBar)。其中，由于不同颗LED彼此间的亮度、色度都不会相同，当此亮度、色度差异大于人眼可分辨的范围时，显示器即会被判定画面品质有问题。此外，液晶面板本身也会有亮度与色度上的差异，因此将背光模组与液晶面板组装成液晶显示模组(LCDModule，LCM)后，就会凸显出不同区域间亮度与色度上的差异。

目前虽有针对亮度与色度作补偿的技术，但其所使用技术是通过专属的补偿电路或硬件回路来补偿液晶面板的亮度、色度等色彩参数，加上对背光模组中各个区域的LED电流/电压进行控制，才能达到补偿效果。

发明内容

本发明提供一种显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统，可在不增加电路或硬件回路的条件下，补偿显示器的亮度、色彩不均(mura)。

本发明的显示器亮度、色彩补偿方法适于补偿显示器的亮度、色彩不均。此方法是利用图像撷取装置撷取显示器显示的一均匀画面的图像，并计算所撷取图像中多个像素值的亮度或色彩分布，以决定用以调整显示器亮度或色彩的目标值。接着，以此目标值为基准，利用上述的像素值计算显示器的多个像素的增益值并建立一个增益表来记录这些增益值。然后，将此增益表写入显示器。显示器即查询此增益表中记录的像素增益值，据以产生一个透明层而迭加于所要显示的目前画面，并将此目前画面输出至显示面板显示。

在本发明的一实施例中，上述的计算所撷取图像中像素值的亮度或色彩分布，以决定用以调整显示器色彩的目标值的步骤包括：选择亮度或色彩分布中所有像素值的特征值作为用以调整显示器亮度或色彩的目标值，其中此特征值包括最小值或平均值。

在本发明的一实施例中，以上述的目标值为基准，利用像素值计算显示器的像素的增益值的步骤包括：计算目标值与各个像素值的比值，以作为显示器中对应像素的增益值。

在本发明的一实施例中，上述显示器查询增益表中记录的像素增益值，据以产生透明层而迭加于所要显示的目前画面的步骤包括：由显示器利用屏幕显示(onscreendisplay，OSD)技术产生透明的屏幕显示层以迭加于所要显示的目前画面。

在本发明的一实施例中，上述显示器查询增益表中记录的像素增益值，据以产生透明层而迭加于所要显示的目前画面的步骤包括：使用像素增益值计算透明层的多个像素值，并将时间衰减函数导入所计算的像素值，以产生像素值随时间变化的透明层，并将此透明层迭加于所要显示的目前画面。

本发明的显示器亮度、色彩补偿系统包括显示器、图像撷取装置及处理装置。其中，图像撷取装置用以撷取显示器显示的一均匀画面的图像。处理装置耦接显示器及图像撷取装置，用以计算图像中多个像素值的亮度或色彩分布，以决定用以调整显示器亮度或色彩的目标值，并以此目标值为基准，利用上述的像素值计算显示器的多个像素的增益值并建立记录这些增益值的增益表以写入显示器。其中，显示器查询增益表中记录的像素增益值，据以产生一透明层而迭加于所要显示的目前画面，并将此目前画面输出至显示面板显示。

在本发明的一实施例中，上述的处理装置包括选择亮度或色彩分布中所有像素值的特征值作为用以调整显示器亮度或色彩的目标值，其中此特征值包括最小值或平均值。

在本发明的一实施例中，上述的处理装置包括计算目标值与各个像素值的比值，以作为显示器中对应像素的增益值。

本发明的显示器包括具有多个像素的显示面板、存储单元及处理单元。其中，存储单元用以记录一个增益表，此增益表中记录显示面板各个像素的增益值。处理单元耦接显示面板及存储单元，其中包括画面接收模组、屏幕显示模组及画面迭加模组。画面接收模组会接收目前画面。屏幕显示模组会查询增益表中记录的像素增益值，据以产生一个透明层。画面迭加模组则会将透明层迭加于目前画面，并将迭加后的目前画面输出至显示面板显示。

在本发明的一实施例中，上述的屏幕显示模组包括使用像素增益值计算透明层的多个像素值，并将一个时间衰减函数导入所计算的像素值，以产生像素值随时间变化的透明层。

本发明的显示器亮度、色彩补偿方法，适用于具有显示面板与存储单元的显示器。此方法先存取存储单元中所记录的增益表，以查询此增益表中记录的显示面板的多个像素的增益值，据以产生透明层，然后将此透明层迭加于显示器所要显示的目前画面，最后再将此目前画面输出至显示面板显示。

在本发明的一实施例中，上述查询增益表中记录的显示面板的像素的增益值，据以产生透明层的步骤包括：使用所述像素的增益值计算透明层的多个像素值，并将一个时间衰减函数导入所计算的像素值，以产生像素值随时间变化的透明层。

基于上述，本发明的显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统借由撷取显示器画面以计算适于补偿显示器中各个像素的增益值，并将记录这些增益值的增益表写入显示器中。待显示器要显示画面时，即可借由读取此增益表而利用屏幕显示技术产生透明的屏幕显示层来覆盖在所要显示的画面上，从而达到补偿显示器亮度、色彩不均的目的。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿系统的示意图。

图2是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿方法的流程图。

图3是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿方法的范例。

图4是依照本发明一实施例所绘示的显示器的方块图。

图5是依照本发明一实施例所绘示的产生透明屏幕显示层的范例。

图6是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度随时间变化的关系图。

图7是依照本发明一实施例所绘示的随时间补偿显示器亮度、色彩变异的范例。

符号说明：

10：显示器亮度、色彩补偿系统

12、40：显示器

14：图像撷取装置

16：处理装置

32、34、36：图像

42：显示面板

44：存储单元

46：处理单元

462：画面接收模组

464：屏幕显示模组

466：画面迭加模组

50：视频画面层

52：屏幕显示层

54：字幕层

56：透明层

60、70：曲线

72：趋势线

S202～S210：本发明一实施例的显示器亮度，色彩补偿方法的步骤

具体实施方式

本发明利用拍摄系统将液晶显示模组(LCDModule，LCM)的整个画面撷取下来，经由演算法产生整个画面亮度与色度的反补偿增益表(GainTable)，并将此增益表写入显示器中。借此，显示器每次在显示画面时，即可经由韧体读取各个像素的增益值，并利用屏幕显示(onscreendisplay，OSD)技术产生透明的屏幕显示层而迭加于所要显示的画面上。借此，即可在不增加额外硬件的情况下，补偿显示器的亮度、色彩不均(mura)。

图1是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿系统的示意图。请参照图1，本实施例的显示器亮度、色彩补偿系统10包括显示器12、图像撷取装置14及处理装置16三个部分，其功能分述如下：

显示器12例如是采用液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)、发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)、场发射显示器(FieldEmissionDisplay，FED)或其他种类面板作为显示面板，以及采用发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)作为背光模组的屏幕或电视。显示器12可接收外部输入的画面，以在显示面板上显示画面。

图像撷取装置14例如是包含光学定焦镜头或光学变焦镜头，以及电荷耦合元件(ChargeCoupledDevice；CCD)或互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor；CMOS)元件等感光元件的相机或摄像机，而可用以撷取显示器12所显示画面的图像。

处理装置16例如是具有运算功能的电脑、工作站或服务器，其例如是通过通用非同步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，UART)、通用序列汇流排(UniversalSerialBus，USB)、网络接口(RJ45)等传输接口分别耦接至显示器12与图像撷取装置14，而可接收图像撷取装置14所撷取的图像，并分析该图像以建立用以补偿显示器12亮度、色彩的增益表。处理装置16还会通过上述传输接口，将所建立的增益表写入显示器12的存储器中，以供显示器12据以补偿其所显示画面的亮度、色彩。

详言之，图2是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿方法的流程图。请同时参照图1及图2，本实施例的方法适用于上述图1的显示器亮度、色彩补偿系统10，以下即搭配图1中显示器亮度、色彩补偿系统10的各项装置，说明本实施例的显示器亮度、色彩补偿方法的详细步骤：

首先，利用图像撷取装置14撷取显示器12显示的一均匀画面的图像(步骤S202)。所述均匀画面例如是全白、全黑、灰阶或其他可供区分亮度或色彩均匀度的画面，而可用以作为补偿显示器12亮度或色彩不均的依据。图像撷取装置14在撷取图像后，例如会通过上述的传输接口将图像传送至处理装置16，以供处理装置16分析用以补偿显示器12亮度及/或色彩的增益值。

接着，由处理装置16计算所撷取图像中多个像素值的亮度或色彩分布，以决定用以调整显示器12亮度或色彩的目标值(步骤S204)。上述的亮度、色彩分布例如是亮度值分布或色度值分布，在此不设限。其中，处理装置16例如会选择亮度、色彩分布的一个特征值作为用以调整显示器12亮度、色彩的目标值，此特征值例如是所有像素值中的最小值或是平均值，在此不设限。

然后，处理装置16将以上述的目标值为基准，利用所撷取图像中的像素值来计算显示器12的多个像素的增益值，并建立一个增益表来记录这些增益值(步骤S206)。其中，处理装置16例如会分别计算上述目标值与所撷取图像中各个像素值的比值，以作为显示器12中对应像素的增益值。

举例来说，图3是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度、色彩补偿方法的范例。请参照图3，本实施例中图像32是图像撷取装置撷取显示器显示全白画面所得到的图像。而经由计算图像32的亮度分布，可找出其所有像素值中的最大值(例如471.67)及最小值(例如284.47)。其中，由于在全白画面下，图像信号只能向下调整。若欲使补偿后的画面均匀，需以较低的亮度作为目标值来产生增益表。本实施例是以图像32的所有像素值中的最小值(例如284.47)作为目标值，产生像素值为284.47的图像34，并将图像32中的各个像素值(即目标值)除以图像34中对应像素的像素值，而得到各个像素的增益值(绘示如图像36)。

回到图2的流程，在建立增益表之后，处理装置16即通过传输接口将此增益表写入显示器12的存储器中(步骤S208)。借此，显示器12在每次被开启时，即会查询此增益表中记录的像素增益值，据以产生一个透明层而迭加于所要显示的目前画面上，并将迭加后的目前画面输出至显示面板显示(步骤S210)。其中，显示器12例如是利用屏幕显示技术来产生透明的屏幕显示层而迭加于所要显示的目前画面上，以补偿显示器12的亮度或色度不均。

详细来说，图4是依照本发明一实施例所绘示的显示器的方块图。请参照图4，本实施例的显示器40例如是电视或屏幕，其中包括显示面板42、存储单元44及处理单元46，其功能分述如下：

显示面板42例如是液晶显示器面板、发光二极管面板、场发射显示器面板或其他种类显示器的面板，而用以显示显示器12所接收的画面。

存储单元44例如是只读存储器(readonlymemory，ROM)、可编程ROM(programmableROM，PROM)、电可编程ROM(electricallyprogrammableROM，EPROM)、电可擦除可编程ROM(electricallyerasableandprogrammableROM，EEPROM)、快闪存储器(flashmemory)等非易失性存储器、硬盘或固态硬盘(SolidStateDisk，SSD)，在此不设限。存储单元44是用以存储上述实施例中由处理装置16所写入的增益表。

处理单元46例如是一个系统单芯片(System-on-a-chip，SoC)，其中例如包括中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、可编程控制器、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，ASIC)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，PLD)或其他类似装置或上述装置的组合，其可用以执行显示器40的亮度、色彩补偿。

处理单元46中包括画面接收模组462、屏幕显示模组464及画面迭加模组466，这些模组例如是配置在处理单元46内的硬件电路或是载入处理单元46的韧体，而执行对于显示器40所接收的画面的亮度、色彩补偿。

详言之，画面接收模组462会接收外部装置输入显示器40而预备要在显示面板42上显示的目前画面。此画面例如可进一步经由处理单元46进行亮度、色彩空间(colorspace)转换、解析度缩放(scaling)、亮度与对比度调整等处理，以符合显示面板42的显示规格。

屏幕显示模组464会查询存储在存储单元44的增益表，以找出其中记录的像素增益值，而据以产生一个透明层。其中，屏幕显示模组464例如是利用屏幕显示技术来产生透明的屏幕显示层。此透明层中各个像素的像素值例如是以所有像素值的极大值(例如255)减去此极大值与像素增益值的乘积，借此补偿显示器40的亮度、色彩不均。

举例来说，图5是依照本发明一实施例所绘示的产生透明屏幕显示层的范例。请参照图5，本实施例是在显示器所显示的视频画面层50上利用屏幕显示技术迭加用以显示参数调整接口的屏幕显示层52、用以显示字幕的字幕层54以及用以补偿显示器亮度、色彩不均的透明层56。借由将透明层56覆盖在视频画面层50上，即可补偿因显示器亮度或色度差异所造成的亮度、色彩不均。

需说明的是，显示器在持续显示画面一段时间，显示面板达到一定的热平衡后，其画面品质会产生些微变化，此变化也会造成显示器所显示画面的亮度、色彩不均。举例来说，图6是依照本发明一实施例所绘示的显示器亮度随时间变化的关系图。由图6中所绘示显示器经过30分钟后所量测到的亮度与样本标准差的关系曲线60可知，显示器的亮度有些微递减的趋势。

针对上述变化，本发明进一步导入时间衰减(decay)函数，针对时间与亮度产生变异的区域进行补偿。以图4的显示器40为例，其屏幕显示模组464在产生透明层时，除了会使用增益表中所记录的像素增益值来计算透明层的像素值外，还会将时间衰减函数导入所计算的像素值，以产生像素值随时间变化的透明层。最后，再由画面迭加模组466将此透明层迭加于显示器40所要显示的画面。借此，可补偿显示器40随时间所产生的亮度与色度的变异。

举例来说，图7是依照本发明一实施例所绘示的随时间补偿显示器亮度、色彩变异的范例。请参照图7，本实施例是依照显示器亮度随时间变化的曲线70，计算一条趋势线72，并求得趋势线72的斜率，再依此斜率对透明层中各个像素的像素值进行补偿。

综上所述，本发明的显示器及其亮度、色彩补偿方法与系统借由预先建立显示器亮度与色度的反补偿增益表并写入显示器中，显示器可直接借由韧体读取增益表中的像素增益值，并利用屏幕显示技术产生透明的屏幕显示层覆盖在所要显示的画面上，从而补偿显示器的亮度、色彩不均。此外，借由将时间衰减函数导入透明层中各像素值的计算，并据以产生像素值随时间变化的透明层，而可补偿显示器随时间所产生的亮度与色度的变异。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，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的权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种显示器亮度、色彩补偿方法，适于补偿一显示器的亮度、色彩不均，其特征在于，该方法包括下列步骤：

利用一图像撷取装置撷取该显示器显示的一均匀画面的一图像；

计算所撷取图像中多个像素值的一亮度或色彩分布，以决定用以调整该显示器亮度或色彩的一目标值；

以该目标值为基准，利用所述像素值计算该显示器的多个像素的增益值，并建立一增益表以记录所述增益值；

写入该增益表于该显示器；以及

该显示器查询该增益表中记录的所述像素的所述增益值，据以产生一透明层而迭加于所要显示的一目前画面，并输出该目前画面至一显示面板显示。

2.如权利要求1所述的显示器亮度、色彩补偿方法，其特征在于，计算所撷取图像中所述像素值的该亮度或色彩分布，以决定用以调整该显示器亮度或色彩的该目标值的步骤包括：

选择该亮度或色彩分布中所述像素值的一特征值作为用以调整该显示器亮度或色彩的该目标值，其中该特征值包括一最小值或一平均值。

3.如权利要求1所述的显示器亮度、色彩补偿方法，其特征在于，以该目标值为基准，利用所述像素值计算该显示器的所述像素的增益值的步骤包括：

计算该目标值与各所述像素值的一比值，以作为该显示器中对应像素的该增益值。

4.如权利要求1所述的显示器亮度、色彩补偿方法，其特征在于，该显示器查询该增益表中记录的所述像素的所述增益值，据以产生该透明层而迭加于所要显示的该目前画面的步骤包括：

该显示器利用屏幕显示技术产生透明的一屏幕显示层以迭加于所要显示的该目前画面。

5.如权利要求1所述的显示器亮度、色彩补偿方法，其特征在于，该显示器查询该增益表中记录的所述像素的所述增益值，据以产生该透明层而迭加于所要显示的该目前画面的步骤包括：

使用所述像素的所述增益值计算该透明层的多个像素值；以及

导入一时间衰减函数于所计算的所述像素值，以产生所述像素值随时间变化的该透明层，并迭加该透明层于所要显示的该目前画面。

6.一种显示器亮度、色彩补偿系统，其特征在于，包括：

一显示器；

一图像撷取装置，撷取该显示器显示的一均匀画面的一图像；

一处理装置，耦接该显示器及该图像撷取装置，计算该图像中多个像素值的一亮度或色彩分布，以决定用以调整该显示器亮度或色彩的一目标值，并以该目标值为基准，利用所述像素值计算该显示器的多个像素的增益值，并建立记录所述增益值的一增益表以写入该显示器，其中

该显示器查询该增益表中记录的所述像素的所述增益值，据以产生一透明层而迭加于所要显示的一目前画面，并输出该目前画面至一显示面板显示。

7.如权利要求6所述的显示器亮度、色彩补偿系统，其特征在于，该处理装置包括选择该亮度或色彩分布中所述像素值的一特征值作为用以调整该显示器亮度或色彩的该目标值，其中该特征值包括一最小值或一平均值。

8.如权利要求6所述的显示器亮度、色彩补偿系统，其特征在于，该处理装置包括计算该目标值与各所述像素值的一比值，以作为该显示器中对应像素的该增益值。

9.一种显示器，其特征在于，包括：

一显示面板，具有多个像素；

一存储单元，记录一增益表，该增益表中记录各所述像素的一增益值；以及

一处理单元，耦接该显示面板及该存储单元，包括：

一画面接收模组，接收一目前画面；

一屏幕显示模组，查询该增益表中记录的所述像素的所述增益值，据以产生一透明层；以及

一画面迭加模组，迭加该透明层于该目前画面，并输出迭加后的该目前画面至该显示面板显示。

10.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，该屏幕显示模组包括使用所述像素的所述增益值计算该透明层的多个像素值，并导入一时间衰减函数于所计算的所述像素值，以产生所述像素值随时间变化的该透明层。

11.一种显示器亮度、色彩补偿方法，适用于具有一显示面板与一存储单元的一显示器，其特征在于，该方法包括下列步骤：

存取该存储单元中所记录的一增益表，以查询该增益表中记录的该显示面板的多个像素的增益值，据以产生一透明层；

迭加该透明层于该显示器所要显示的一目前画面；以及

输出该目前画面至该显示面板显示。

12.如权利要求11所述的显示器亮度、色彩补偿方法，其特征在于，查询该增益表中记录的该显示面板的所述像素的增益值，据以产生该透明层的步骤包括：

使用所述像素的所述增益值计算该透明层的多个像素值；以及

导入一时间衰减函数于所计算的所述像素值，以产生所述像素值随时间变化的该透明层。