CN106128373A - 具有影像补偿功能的图像处理装置及其图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种具有影像补偿功能的图像处理装置，其由方程式建立单元、运算单元、判断单元、色域转换单元、第一调整单元、3D查找表建立单元及补偿单元所组成，本发明藉由预先在色彩空间转换方程式加上补偿值，并以此补偿值补偿影像各灰度的色温，避免影像的暗阶与亮阶的色温变化过于剧烈，并可大幅提升显示质量，再者，本发明藉由经补偿后的色彩空间转换方程式进一步得到3D查找表，并藉由3D查找表补偿显示屏幕的多个像素点的影像参数，使显示屏幕的影像优化。

Description

具有影像补偿功能的图像处理装置及其图像处理方法

技术领域

本发明是有关于一种图像处理装置及其图像处理方法，特别是有关于一种具有影像补偿功能的图像处理装置及其图像处理方法，藉由本发明的具有影像补偿功能的图像处理装置，可补偿显示屏幕的影像参数，使显示屏幕影像优化。

背景技术

随着科技发展日趋进步，液晶显示屏幕已逐渐取代传统的映像管(Cathoderay tube；CRT)电视机；因此，液晶显示屏幕常见于桌上型显示器、个人行动装置、户外或室内展览用的大型显示器等，而液晶显示器的用户对于影像质量的要求也越来越高；因此，液晶显示器的分辨率、珈玛曲线(Gamma)、均匀度、色温以及色度等影像参数所需达到的标准也逐渐提高。

一般调整液晶显示器的影像参数的方法，是针对每个不同的影像参数个别进行调整，并且是以不同的调整电路或是算法进行调整，例如:调整珈玛电压时，主要是以珈玛曲线2.2为基准去调整灰阶所对应的珈玛电压；而调整均匀度的方式则是量测显示屏幕的像素点的亮度，再比对所量测的像素点亮度与预设亮度以调整其亮度；然而，既有调整影像参数的方式可能因调整某一个影像参数后而连带使得其他影像参数随之更改，进而造成整体影像优化的时间也因此增加。

发明内容

为了解决先前技术所述的问题，本发明的主要目的在于提供一种具有影像补偿功能的图像处理装置，其中，本发明藉由预先在色彩空间转换方程式加上补偿值，并此补偿值以补偿影像各灰度的色温，避免影像的暗阶与亮阶的色温变化过于剧烈，并可大幅提升显示质量，再者，本发明藉由经补偿后的色彩空间转换方程式进一步得到3D查找表，并以3D查找表补偿显示屏幕的多个像素点的影像参数，由于各个影像参数是以3D查找表为基础进行微调，可缩短各种影像参数调整的时间，并使显示屏幕的影像优化。

依据上述目的，本发明提供一种具有影像补偿功能的图像处理装置，包括:方程式建立单元，接收影像捕获设备所撷取的显示屏幕的影像讯号，影像讯号包含多个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度，而方程式建立单元根据这些像素点来建立一个色彩空间转换方程式，色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，固定补偿值于影像讯号的各个灰阶值皆相同；运算单元，接收方程式建立单元所输出的色彩空间转换方程式，运算单元以一个固定灰度数作为区间将影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；判断单元，接收运算单元所输出的这些第一取样点的参考值，并判断这些取样点的参考值是否于误差范围内；色域转换单元，接收判断单元所输出的这些第一取样点的参考值，并将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；3D查找表(LUT)建立单元，接收色域转换单元所输出的这些第二取样点的参考值，并藉由这些第二取样点的参考值建立一个3D查找表；及补偿单元，接收3D查找表，并根据3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，图像处理装置进一步包含一个第一调整单元，连接至判断单元，当判断单元判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，判断单元输出这些第一取样点的参考值至第一调整单元，第一调整单元调整这些第一取样点的参考值，并将调整后的这些第一取样点的参考值输入至色域转换单元。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，图像处理装置进一步包含一个第二调整单元，连接至3D查找表建立单元，其输入端接收3D查找表，并依据使用者喜好调整3D查找表后，将调整后的3D查找表输出。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，方程式建立单元建立色彩空间转换方程式的方式是线性回归法。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z，其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的固定补偿值，。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，判断单元是光传感器。

依据上述目的，本发明再提供一种具有影像补偿功能的图像处理装置，包括:方程式建立单元，接收一个影像捕获设备所撷取的影像讯号，而影像讯号包含多个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度，而方程式建立单元根据这些像素点来建立一个色彩空间转换方程式，色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，固定补偿值于影像讯号的各个灰度值皆相同；运算单元，接收方程式建立单元所输出的色彩空间转换方程式，运算单元以一个固定灰度数作为区间将影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；判断单元，接收运算单元所输出的这些第一取样点的参考值，并判断这些取样点的参考值是否于误差范围内；色域转换单元，接收这些第一取样点的参考值，并将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；第一调整单元，连接至判断单元，当判断单元判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，判断单元输出这些第一取样点的参考值至第一调整单元，则第一调整单元调整这些第一取样点的参考值，并将调整后的这些第一取样点的参考值输入至色域转换单元；3D查找表(LUT)建立单元，接收色域转换单元所输出的这些第二取样点的参考值，并根据这些第二取样点的参考值建立一个3D查找表；第二调整单元，连接至3D查找表建立单元，其输入端接收3D查找表，并依据使用者喜好调整3D查找表；及补偿单元，接收第二调整单元所输出的3D查找表，并根据调整后的3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，方程式建立单元建立色彩空间转换方程式的方式为一种线性回归法。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z

其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的固定补偿值。

所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，判断单元是一种光传感器。

本发明提供一种具有影像补偿功能的图像处理方法，包括:撷取显示屏幕的影像讯号，影像讯号包含多个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度；根据这些像素点以建立色彩空间转换方程式，色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，固定补偿值于影像讯号的各个灰度值皆相同；以一个固定灰度数作为区间将影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；判断这些第一取样点的参考值是否于误差范围内；将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；根据这些第二取样点的参考值建立3D查找表；依据使用者喜好调整3D查找表；及根据3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值；其特征在于，当判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，调整这些第一取样点的参考值。

所述的具有影像补偿功能的图像处理方法，其特征在于，建立所述色彩空间转换方程式的方式是一种线性回归法。

所述的具有影像补偿功能的图像处理方法，其特征在于，所述色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z

其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的所述固定补偿值。

经上述说明可知，本发明藉由预先在色彩空间转换方程式加上补偿值，并此补偿值以补偿影像各灰度的色温，避免影像的暗阶与亮阶的色温变化过于剧烈，并可大幅提升显示质量，再者，本发明藉由经补偿后的色彩空间转换方程式进一步得到3D查找表，并以3D查找表来补偿显示屏幕的多个像素点的影像参数，因各个影像参数是以3D查找表为基础进行微调，可有效的缩短各种影像参数调整的时间，并使显示屏幕的影像优化。

附图说明

图1是本发明一个实施例的图像处理装置的示意图。

图2是本发明的一个实施例的经过色彩空间转换方程式补偿后与未经补偿的色温曲线比较图。

图3是本发明一个实施例的3D LUT示意图。

图4A是本发明一个实施例的经调整亮度的3D LUT示意图。

图4B是本发明一个实施例的经降低色彩饱和度的3D LUT示意图。

图5是本发明一个实施例的调整珈玛曲线的示意图。

图6是本发明一个实施例的图像处理的流程图。

具体实施例

由于本发明揭露一种具有影像补偿功能的图像处理装置，其中所使用到的各个算法(例如:线性回归法、线性内插法)的基本意义，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的图式，是表达与本发明特征有关的结构及功能示意，并未依据实际尺寸完整绘制，盍先叙明。

本发明是有关于一种具有影像补偿功能的图像处理装置，特别是有关于包含一个方程式建立单元、一个运算单元、一个判断单元、一个色域转换单元、一个第一调整单元、一个3D查找表建立单元、一个第二调整单元及一个补偿单元的图像处理装置，本发明藉由在色彩空间转换方程式加上补偿值，并以此补偿值补偿影像各灰度的色温值，避免影像的暗阶与亮阶的色温值变化过于剧烈，并可大幅提升显示质量，再者，本发明藉由经补偿后的色彩空间转换方程式进一步得到3D查找表，并以3D查找表来补偿一个显示屏幕中的多个像素点的影像参数，意即各个影像参数是以3D查找表为基础进行微调，可缩短各种影像参数调整的时间，且可调整每个像素点的影像参数，使得显示屏幕的影像优化。

首先，请同时参阅图1、图2及图3，图1是本发明的一个实施例的图像处理装置的示意图，图2是本发明的一个实施例的经过色彩空间转换方程式补偿后与未经补偿的色温曲线比较图，而图3是本发明的一个实施例的3D查找表(LookUp Table；LUT)示意图。

如图1所示，图像处理装置12是由一个方程式建立单元121、一个运算单元122、一个判断单元123、一个第一调整单元124、一个色域转换单元125、一个3D查找表建立单元126、一个第二调整单元127及一个补偿单元128所组成，其特征在于，方程式建立单元121的输入端用以接收一个影像捕获设备11对显示屏幕所撷取的影像讯号，此影像讯号包含多个像素点，而每一个像素点具有一个色度坐标与一个亮度，同时，方程式建立单元121也会根据这些像素点的色度坐标与亮度来建立一个色彩空间转换方程式，此色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，如下公式(1)所示:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z (1)

，其中Xn、Yn、Zn分别为第一取样点的X、Y、Z三个色坐标的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三个色坐标的固定补偿值，每一个固定补偿值Cx、Cy、Cz在影像讯号的各个灰度皆相同，以10bit驱动为例，固定补偿值Cx在第0～1023阶皆相同，固定补偿值Cy、Cz亦是如此，在此不再赘述。其中，方程式建立单元121所建立色彩空间转换方程式的方式为经由一种线性回归法来建立的。

接着，方程式建立单元121将色彩空间转换方程式输出至运算单元122，使得运算单元122的输入端可以接收由方程式建立单元121所输出的色彩空间转换方程式，接着，运算单元122以一个固定灰度数作为区间将影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，例如:以10bit驱动时，则灰度数总共1024阶，假设以固定灰度数64作为区间，1024个灰度数可分割为17个第一取样点，故i等于1～17等正整数，当i等于1～2时，其所包含的灰度数为第0～63阶，当i等于2～3时，其所包含的灰度数为第64～127阶，依此方式类推至i等于16～17，其所包含的灰度数为第960～1023阶。

接着，将i等于1～17依序代入公式(1)中，以得到每个第一取样点的X、Y、Z三个色坐标的参考值，而X、Y、Z三个色坐标的参考值另可进一步转换为色温值，请参阅图2，如图2的虚线所示，在色彩空间转换方程式尚未加入固定补偿值Cx、Cy、Cz前，原始暗阶的色温值会远大于亮阶的色温值，使得暗阶与亮阶之间的色温值变化过于剧烈，人眼同样可明显看出显示画面的暗阶与亮阶之间的变化，而在色彩空间转换方程式加入固定补偿值后，因暗阶与亮阶皆以相同的补偿值进行补偿，故暗阶部分的色温值可大幅降低，藉以减少暗阶与亮阶之间的色温值变化，使整体灰度的色温曲线较为平滑(如图2的实线所示)，人眼视觉所看到的显示画面可较为自然，同时也避免色偏现象产生，进而大幅提升显示质量。

接着，再藉由已建立的色彩空间转换方程式来计算出这些第一取样点的参考值，其中运算单元122是将这些第一取样点的参考值输出至判断单元123中，而判断单元123的输入端在接收这些第一取样点的参考值后，会进行判断这些第一取样点的参考值是否在误差范围内，如第一取样点的参考值超出误差范围，则判断单元123会将第一取样点的参考值输出至第一调整单元124进行调整，而第一调整单元124于调整第一取样点的参考值后，会将调整后的第一取样点的参考值输出至色域转换单元125中；例如：当第一取样点的参考值与默认值计算出的△E≧2.0时，则已超出参考值误差范围，则第一调整单元124将第一取样点的参考值调整至△E为≦2.0；另一方面，当判断单元123判断第一取样点的参考值并未超出误差范围时，则直接将第一取样点的参考值输出至色域转换单元125，其中，判断单元123例如是一种光传感器。

接着，色域转换单元125的输入端接收第一取样点的参考值，并将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三个色坐标所组成的第二取样点的参考值后输出至3D查找表建立单元126。

接着，3D查找表建立单元126在接收到第二取样点的参考值后，会根据这些第二取样点的参考值建立3D查找表，如图3所示，在本发明的实施例中，是将RGB三原色的三轴分别分割为4个节点，故所得到的3D查找表的节点数量共为43(即64)个；接着，将3D查找表输出至第二调整单元127，而此第二调整单元127可以是依照用户喜好而调整3D查找表，并将调整后的3D查找表输出至补偿单元128；其中，补偿单元128的输入端在接收3D查找表后，可以根据3D查找表取得每个像素点的影像参数的补偿值，藉以将显示屏幕的影像优化；其中，在本发明中的影像参数可以是:亮度、珈玛、均匀度、色温等其他影像参数。很明显地，本发明所揭露的具有影像补偿功能的图像处理装置及其图像处理方法，是以建立出的一个3D查找表并且还可以根据使用者所需调整3D查找表，再以调整后的3D查找表调整每个像素点的影像参数，可缩短各种影像参数调整的时间。

接着，请参阅图4A，图4A是本发明一个实施例的经调整亮度的3D LUT示意图。如图4A所示，当用户须调整显示屏幕整体亮度，则每个像素点的亮度必须再次调整；因此，本发明以图3所示的3D查找表为基础，再将3D查找表进行调整；很明显的，在此实施例中，是将3D查找表中的RGB三原色的三轴等比例缩减，举例而言，在本发明实施例中，原始的3D查找表中，列出八个位于端点的第二取样点的坐标:C(0,1,1)、W(1,1,1)、M(1,0,1)、R(1,0,0)、K(0,0,0)、G(0,1,0)、Y(1,1,0)、B(0,0,1)，假设以75％比例缩小原始的3D查找表，则八个位于端点的第二取样点的坐标分别修改为:C’(0,0.75,0.75)、

W’(0.75,0.75,0.75)、M’(0.75,0,0.75)、R’(0.75,0,0)、K’(0,0,0)、

G’(0,0.75,0)、Y’(0.75,0.75,0)、B’(0,0,0.75)，藉此完成调整3D查找表。

接着，再将显示屏幕上的每个像素点原始的亮度值，以经过等比例缩减后的3D查找表取得每个像素点亮度的补偿值进行补偿后，藉以达到调整显示屏幕整体亮度的目的，亦可进一步达到调整屏幕均匀度的目的。

接着，请参阅图4B，图4B是本发明一个实施例的经降低色彩饱和度的3D LUT示意图。如图4B所示，当用户须调整显示屏幕的整体色彩饱和度时，则每个像素点的色度必须再次调整；因此，本发明以图3所示的3D查找表为基础；很明显的，在此实施例中，是将3D查找表的每个第二取样点藉由以下公式进行调整:

RGB转为L*a*b*

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.412453& 0.357580& 0.180423\\ 0.212671& 0.715160& 0.072169\\ 0.019334& 0.119193& 0.950227\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]\mathrm{...}\left(2\right)$

$L*=\left\{\begin{array}{cc}116\×{\left(\frac{Y}{Yn}\right)}^{\frac{1}{3}}-16,& \frac{Y}{Yn}>0.008856\\ 903.3\×\frac{Y}{Yn},& otherwise\end{array}\right.\mathrm{...}\left(3\right)$

$a*=500\×\left(f\left(\frac{X}{Xn}\right)-f\left(\frac{Y}{Yn}\right)\right)\mathrm{...}\left(4\right)$

$b*=200\×\left(f\left(\frac{Y}{Yn}\right)-f\left(\frac{Z}{Zn}\right)\right)\mathrm{...}\left(5\right)$

where

Xn＝0.9515

Yn＝1.0000

Zn＝1.0886

$f\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{t}^{\frac{1}{3}},& t>0.008856\\ 7.787\×t+\frac{16}{116},& otherwise\end{array}\right.$

L^*a^*b^*转为RGB

$f_y=\frac{L*+16}{116}$

$f_x=f_y+\frac{a*}{500}$

$f_z=f_y-\frac{b*}{200}$

$\begin{array}{cccc}if& f_y>0.008856& then& Y=Yn\×{f_y}^3\end{array}$

$\begin{array}{cc}else& Y=\left(\frac{f_y-16}{116}\right)\×3\×{0.008865}^2\×Yn\end{array}\mathrm{...}\left(6\right)$

$\begin{array}{cccc}if& f_x>0.008856& then& X=Xn\×{f_x}^3\end{array}$

$\begin{array}{cc}else& X=\left(\frac{f_x-16}{116}\right)\×3\×{0.008865}^2\×Xn\end{array}\mathrm{...}\left(7\right)$

$\begin{array}{cccc}if& f_z>0.008856& then& Z=Zn\×{f_z}^3\end{array}$

$\begin{array}{cc}else& Z=\left(\frac{f_z-16}{116}\right)\×3\×{0.008865}^2\×Zn\end{array}\mathrm{...}\left(8\right)$

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}3.240479& -1.537150& -0.498535\\ -0.969256& 1.875992& 0.041556\\ 0.055648& -0.204043& 1.057311\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ X\end{array}\right]\mathrm{...}\left(9\right)$

举例而言，如图4B所示，在本发明实施例中，原始的3D查找表中，列出八个位于端点的第二取样点的坐标:C(0,1,1)、W(1,1,1)、M(1,0,1)、R(1,0,0)、K(0,0,0)、G(0,1,0)、Y(1,1,0)、B(0,0,1)，经由(2)(3)(4)(5)公式将RGB转换为L^*a^*b^*后，并分别对a^*及b^*乘0.5后，再经(6)(7)(8)(9)公式将L^*a^*b^*转换为RGB，因此，八个第二取样点的坐标分别转换为:C'(0.376,0.898,0.890)、W'(1.0,1.0,1.0)、M'(0.604,0.161,0.576)、R'(0.584,0.118,0.063)、K'(0.0,0.0,0.0)、G'(0.349,0.871,0.225)、Y'(1.0,0.961,0.322)、B'(0.091,0.039,0.365)，藉此完成调整3D查找表。

接着，再将显示屏幕每个像素点原始的色度值以经过已降低色彩饱和度后的3D查找表所取得每个像素点色度的补偿值进行补偿后，可以达到显示屏幕的整体色彩饱和度的目的。

接着，请参阅图5，图5是本发明一个实施例的调整珈玛曲线的示意图。如图5所示，当显示屏幕需调整其珈玛(Gamma)曲线时，假设珈玛曲线的3D查找表已完成调整且原始显示屏幕表现的珈玛值为γ。如欲将显示屏幕调整至新的珈玛值β，须将RGB三轴坐标以下述公式重新分配，意即利用以下公式调整原始的3D查找表。

$\left\{\begin{array}{cc}R={R^{\′}}^{\left(\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\γ}}\right)}& \left(\begin{array}{ccc}{R}^{\′}=n_r/m& where& n_r=0,1,2,\mathrm{...},m\end{array}\right)\\ G={G^{\′}}^{\left(\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\γ}}\right)}& \left(\begin{array}{ccc}{G}^{\′}=n_g/m& where& n_g=0,1,2,\mathrm{...},m\end{array}\right)\\ B={B^{\′}}^{\left(\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\γ}}\right)}& \left(\begin{array}{ccc}{B}^{\′}=n_b/m& where& n_b=0,1,2,\mathrm{...},m\end{array}\right)\end{array}\right.$

例如:显示屏幕为10bit颜色深度，则完整的3D查找表为一个1024x1024x1024的立方体且m为1023，将3D查找表的坐标值R’、G’、B’依序带入上式，即可得到此位置对应原始3D查找表的坐标，套用到新的3D查找表即可得到调整后的珈玛曲线，图5的左图为原始的珈玛曲线及原始的3D查找表，而图5的右图为经过重新调整后的珈玛曲线及调整后的3D查找表在原3D查找表的对应关系，原始珈玛曲线为一个斜直线，经调整后的珈玛曲线呈二次曲线样式。

最后，请参阅图6，是本发明一个实施例的图像处理的流程图，包含以下步骤:

步骤S1:影像捕获设备11撷取的待调整显示屏幕的影像讯号，影像讯号包含数个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度，接着进入步骤S2；

步骤S2:方程式建立单元121根据这些像素点以建立一个色彩空间转换方程式，色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含固定补偿值，固定补偿值于影像讯号的各个灰度值皆相同，接着进入步骤S3；

步骤S3:以一个固定灰度数作为区间将影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，并藉由色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值，接着进入步骤S4；

步骤S4:判断单元123判断这些第一取样点的参考值是否于误差范围内，当判断单元123判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，则进入步骤S5，即第一调整单元124调整这些第一取样点的参考值，当步骤S5的第一调整单元124调整第一取样点的参考值后，进入步骤S6，另一方面，当判断单元123判断这些取样点的参考值未超出误差范围时，则进入步骤S6；

步骤S6:色域转换单元125将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；

步骤S7:3D查找表建立单元126根据这些第二取样点的参考值建立3D查找表，接着进入步骤S8；

步骤S8:第二调整单元127依据用户喜好调整3D查找表，最后进入步骤S9；

步骤S9:补偿单元128根据3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值。

本发明实施例中，经过上述本发明的具有影像补偿功能的图像处理装置及其图像处理方法调整后的显示屏幕，在显示屏幕所处的环境亮度或是温度经过改变的情况下，可将此显示屏幕搭配环境亮度传感器或温度传感器，再次以影像捕获设备撷取影像讯号，并判断此影像讯号的影像参数与经过调整后的影像讯号的影像参数差异是否过大，当判断差异过大时，则再次以上述实施例的方式再次重新建立3D查找表，并进行影像参数的调整。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求范围中。

Claims (13)

1.一种具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，包括:

方程式建立单元，接收影像捕获设备所撷取的显示屏幕的影像讯号，所述影像讯号包含多个像素点，而每一个所述像素点具有色度坐标与亮度，所述方程式建立单元根据这些像素点的这些色度坐标与这些亮度以建立色彩空间转换方程式，所述色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，所述固定补偿值于所述影像讯号的各个灰度值皆相同；

运算单元，接收所述方程式建立单元所输出的所述色彩空间转换方程式，所述运算单元以一个固定灰度数作为区间将所述影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由所述色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；

判断单元，接收所述运算单元所输出的这些第一取样点的参考值，并判断这些第一取样点的参考值是否在误差范围内；

色域转换单元，输入端接收所述判断单元所输出的这些第一取样点的参考值，并将每一个所述第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；

3D查找表建立单元，接收所述色域转换单元所输出的这些第二取样点的参考值，并藉由这些第二取样点的参考值建立一个3D查找表；及

补偿单元，接收所述3D查找表，并根据所述3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值。

2.如权利要求1所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，进一步包含第一调整单元，连接至所述判断单元，当所述判断单元判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，所述判断单元输出这些第一取样点的参考值至所述第一调整单元，所述第一调整单元调整这些第一取样点的参考值，并将调整后的这些第一取样点的参考值输入至所述色域转换单元。

3.如权利要求1所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，进一步包含第二调整单元，连接至所述3D查找表建立单元，所述输入端接收所述3D查找表，并依据使用者喜好调整所述3D查找表后，将所述调整后的3D查找表输出。

4.如权利要求1所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述方程式建立单元建立所述色彩空间转换方程式的方式是线性回归法。

5.如权利要求1所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z

，其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的所述固定补偿值。

6.如权利要求1所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述判断单元是光传感器。

7.一种具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，包括:

方程式建立单元，接收影像捕获设备所撷取的影像讯号，所述影像讯号包含多个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度，所述方程式建立单元根据这些像素点以建立色彩空间转换方程式，所述色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，所述固定补偿值于所述影像讯号的各个灰度值皆相同；

运算单元，接收所述方程式建立单元所输出的所述色彩空间转换方程式，所述运算单元以一个固定灰度数作为区间将所述影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由所述色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；

判断单元，接收所述运算单元所输出的这些第一取样点的参考值，并判断这些第一取样点的参考值是否于误差范围内；

色域转换单元，接收这些第一取样点的参考值，并将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；

第一调整单元，连接至所述判断单元，当所述判断单元判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，所述判断单元输出这些第一取样点的参考值至所述第一调整单元，所述第一调整单元调整这些第一取样点的参考值，并将调整后的这些第一取样点的参考值输入至所述色域转换单元；

3D查找表(LUT)建立单元，接收所述色域转换单元所输出的这些第二取样点的参考值，并藉由这些第二取样点的参考值建立3D查找表；

第二调整单元，连接至所述3D查找表建立单元，并接收所述3D查找表，并依据使用者喜好调整所述3D查找表；及

补偿单元，接收所述第二调整单元所输出的所述3D查找表，并根据所述调整后的3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值。

8.如权利要求7所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述方程式建立单元建立所述色彩空间转换方程式的方式是线性回归法。

9.如权利要求7所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z

，其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的所述固定补偿值。

10.如权利要求7所述的具有影像补偿功能的图像处理装置，其特征在于，所述判断单元是光传感器。

11.一种具有影像补偿功能的图像处理方法，包括:

撷取的显示屏幕的影像讯号，所述影像讯号包含多个像素点，每一个像素点具有色度坐标与亮度；

根据这些像素点以建立色彩空间转换方程式，所述色彩空间转换方程式包含X、Y、Z三个色坐标的转换公式，而X、Y、Z三个色坐标的转换公式各别包含一个固定补偿值，所述固定补偿值于所述影像讯号的各个灰度值皆相同；

以一个固定灰阶数作为区间将所述影像讯号的整体灰度数分割为i个第一取样点，藉由所述色彩空间转换方程式计算出这些第一取样点的参考值；

判断这些第一取样点的参考值是否于误差范围内；

将每一个第一取样点的参考值转换为以红(R)、绿(G)、蓝(B)三色坐标所组成的第二取样点的参考值；

根据这些第二取样点的参考值建立3D查找表；

依据使用者喜好调整所述3D查找表；及

根据所述3D查找表求得每一个像素点的影像参数的补偿值；

其特征在于，当判断这些第一取样点的参考值超出误差范围时，调整这些第一取样点的参考值。

12.如权利要求11所述的具有影像补偿功能的图像处理方法，其特征在于，建立所述色彩空间转换方程式的方式是线性回归法。

13.如权利要求11所述的具有影像补偿功能的图像处理方法，其特征在于，所述色彩空间转换方程式表示为:

X_n＝a_x+b_x(X_i-X_i-1)+c_x(X_i-X_i-1)²+d_x(X_i-X_i-1)³-C_x

Y_n＝a_y+b_y(Y_i-Y_i-1)+c_y(Y_i-Y_i-1)²+d_y(Y_i-Y_i-1)³-C_y

Z_n＝a_z+b_z(Z_i-Z_i-1)+c_z(Z_i-Z_i-1)²+d_z(Z_i-Z_i-1)³-C_z

，其特征在于，Xn、Yn、Zn分别为这些第一取样点的X、Y、Z三色坐标轴的参考值，a_x,b_x,c_x,d_x,a_y,b_y,c_y,d_y,a_z,b_z,c_z,d_z为内插系数，而Cx、Cy、Cz分别为X、Y、Z三色坐标轴的所述固定补偿值。