CN107529049B - 显示装置图像处理方法、图像处理系统及显示装置 - Google Patents

显示装置图像处理方法、图像处理系统及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明关于一种显示装置图像处理方法、图像处理结构及显示装置，将显示装置画面分为数个主像素区块及数个子像素区块，通过伽马模块调整显示装置画面的白色点坐标，通过高电压伽马模块及低电压伽马模块分别取得高电压灰度值查找表及低电压灰度值查找表，透过第一选择模块依据主像素区块及子像素区块的排列选择输出高电压灰度值查找表或低电压灰度值查找表透过色彩饱和度计算模块计算显示装置画面的色彩饱和度，第二选择模块依据白色点坐标、高电压灰度值查找表或低电压灰度值查找表及色彩饱和度，调整所述显示装置中的可视角色度值。

Description

显示装置图像处理方法、图像处理系统及显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种显示装置图像处理方法、图像处理结构及显示装置。
背景技术
目前的图像处理技术是将液晶面板上的显示区域划分为许多的像素(Pixel)，而每个像素上均具有红、绿、蓝等三原色。由于所有可见光的颜色均可由红(R)、绿(G)、蓝(B)三色光线混合产生，因此通过控制该些红(R)、绿(G)、蓝(B)子像素的明暗，即可建构出一个像素所要表现的色彩，为了更适当地描述色彩，国际照明委员会(InternationalCommission on Illumination，简称CIE)提出了CIE 1931 XYZ色彩空间(CIE XYZ ColorSpace)。而色彩空间将红、绿和蓝三种颜色作为三种原色，所有其他颜色都可以由三种原色混合形成，而所有的颜色都是以X、Y以及Z三色刺激值，以三种原色不同的比例显示出各种颜色。
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，为平面超薄的显示装置，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射板前方。液晶显示器功耗很低，并且具有高画质、体积小、重量轻的特点，因此倍受大家青睐，成为显示器的主流。液晶显示器已广泛使用于各种电子产品中，例如，具显示屏幕的计算机装置、移动电话、或数字相框等，而广视角技术为目前液晶显示器的发展重点之一。然而，当侧看或斜视的视角过大时，广视角液晶显示器常会发生色偏(color shift)现象。
随着显示器的屏幕越来越大的趋势下，显示器的视角特性是显示器颜色优劣的一项重要指标，一般而言，VA(Vertical Alignment liquid crystal)型液晶显示器的视角色度偏差(color difference)，因为液晶晶体的双折射效应不同，会较IPS(In-PlaneSwitching)型液晶显示器的视角色度偏差大，造成VA型液晶显示器在大视角(off-axis)的情况下V-T曲线漂移导致画面对比降低(color wash-out)，出现偏白的现象的情况发生，
一般而言，通常情况下要解决大视角色偏的方法为将像素拆分为两部分，来改善大视角色偏的目的，但是在分辨率提高的情况下这样对像素分区会导致穿透率降低。此外，将像素分为主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel)，给主像素区块(mainpixel)提供大于正常显示需要的电压，给子像素区块(sub pixel)提供小于正常显示需要的电压。这样利用主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel)混合达到提升色度可视角的目的。但是以上方法基于像素为单位，容易在主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel)之间容易形成网格。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一个显示器的图像处理法，可以优化显示器的色度可视角。在液晶显示器越来越大的趋势下，用户在不同位置的观测角度有所不同，即使在某一个位置下，其相对于屏幕的视角，已经涵盖了不只一个角度。一般而言，利用视角补偿的算法技术，会针对某一个视角做颜色的补偿，其他角度的视角相对而言就有所误差，因此，本发明提出一个优化的显示器图像处理，可以补偿多角度的视角特性，不论显示器的尺寸大小为何，都可以藉由本发明进行最佳的色度可视角补偿，
本发明的目的及解决其技术问题采用以下技术方案来实现的，依据本发明的提出一种利用算法来补偿色度可视角的技术，包括以下步骤：
首先，将一显示装置的画面像素分为数个主像素区块及数个子像素区块；通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标；通过一高电压伽马模块取得一高电压灰度值查找表及通过一低电压伽马模块取得一低电压灰度值查找表；透过一第一选择模块依据所述主像素区块及所述子像素区块的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；透过一色彩饱和度计算模块计算所述显示装置画面的一色彩饱和度；以及，通过所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度，使一第二选择模块调整所述显示装置中的一可视角色度值。
在本发明的实施例中，所述主像素区块及所述子像素区块是一对一间隔排列。
在本发明的实施例中，所述色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：色彩饱和度S＝max(R、G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
在本发明的实施例中，所述透过一色彩饱和度计算模块计算所述显示装置画面的一色彩饱和度，其中，更包括一色彩增益模块以增益处理所述色彩饱和度。
在本发明的实施例中，所述第二选择模块调整所述显示装置中可视角的色度值依据所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度相关参数带入下列公式，计算出所述调整所述显示装置中可视角的色度值：
data out＝outA*S_gain+outB*(1-S_gain)；
其中，outA为所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。依据本发明提出的一种图像处理结构，包括一输入模块、一伽马模块(gamma)、一高电压伽马模块(H_gamma)、一低电压伽马模块(L_gamma)、一第一选择模块、一色彩饱和度计算模块以及一第二选择模块。输入模块用以取得一显示装置的画面的数个主像素区块(main pixel)及数个子像素区块 (sub pixel)；伽马模块(gamma)用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标(outB)；高电压伽马模块(H_gamma)取得一高电压灰度值查找表(H_LUT)；低电压伽马模块(L_gamma) 取得一低电压灰度值查找表(L_LUT)；第一选择模块依据所述主像素区块(main pixel)及所述子像素区块(sub pixel)的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表(H_LUT)及所述低电压灰度值查找表(L_LUT)其中之一(outA)；色彩饱和度计算模块，计算所述显示装置画面的一色彩饱和度(S)；第二选择模块依据所述白色点坐标(outB)、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一(outA)及所述色彩饱和度(S)调整所述显示装置中的一可视角色度值。
在本发明的实施例中，所述色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：色彩饱和度S＝max(R、G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
在本发明的实施例中，更包括一色彩增益模块以处理所述色彩饱和度(S)输出增益色彩饱和度(S_gain)。
在本发明的实施例中，所述可视角色度值：
data out＝outA*S_gain+outB*(1-S_gain)；
其中，outA为所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
本发明的目的及解决其技术问题更可采用以下技术措施进一步实现。依据本发明提出的一种显示装置，所述显示装置包括一显示面板，所述显示面板包含多个像素，用以显示影像，包括上述图像处理结构。
透过本发明提出一个优化的图像处理技术，可以补偿多角度的视角特性，不论显示器的尺寸大小为何，都可以藉由本发明取得最佳的可视角色度值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的显示装置画面像素分为数个主像素区块及数个子像素区块示意图。
图2是本发明实施例提供的图像处理结构示意图。
图3是本发明实施例提供的色彩饱和度(S)-增益色彩饱和度(S_gain)的查找表示意图。
图4是本发明实施例的另一图像处理结构示意图。
图5是本发明提供的一实施例说明一种显示装置图像处理方法的流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。
另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对依据本发明提出的显示装置图像处理方法、图像处理结构及显示装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1是本发明实施例提供的显示装置画面像素分为数个主像素区块及数个子像素区块示意图。图1列出了本发明的基本思路,将像素分为主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel)，给主像素区块(main pixel)提供大于正常显示需要的电压，给子像素区块(sub pixel) 提供小于正常显示需要的电压。这样利用主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel) 混合达到提升色度可视角的目的。但是以上方法基于像素为单位，容易在主像素区块(main pixel)和子像素区块(sub pixel)之间容易形成网格，本发明主要通过优化解决网格问题。
在本实施例中，三色刺激值透过由国际照明委员会(International Commissionon illumination，CIE)提出了CIE 1931XYZ色彩空间(CIE XYZ Color Space)，该色彩空间将红 (R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色作为三种原色，而所有其他颜色都可以由这三种红(R)、绿(G)、蓝(B)原色混合形成。CIE 1931XYZ色彩空间常以CIE 1931色度图(CIE 1931Chromaticity Diagram)来表示，CIE 1931色度图中具有三个参数，其中刺激值Y表示明度。
图2是本发明实施例提供的图像处理结构示意图。如图2所示，图像处理结构，包括一输入模块110、一伽马模块(gamma)120、一低电压伽马模块(L_gamma)130、一高电压伽马模块(H_gamma)140、一第一选择模块150、一色彩饱和度计算模块160以及一第二选择模块170。
输入模块110用以取得一显示装置的画面的数个主像素区块(main pixel)及数个子像素区块(sub pixel)；伽马模块(gamma)120用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标(outB)；低电压伽马模块(L_gamma)130取得一低电压灰度值查找表(L_LUT)；高电压伽马模块(H_ gamma)140取得一高电压灰度值查找表(H_LUT)；第一选择模块150依据所述主像素区块(main pixel)及所述子像素区块(sub pixel)的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表(H_LUT) 及所述低电压灰度值查找表(L_LUT)其中之一(outA)；色彩饱和度计算模块160计算所述显示装置画面的一色彩饱和度(S)；第二选择模块170依据所述白色点坐标(outB)、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一(outA)及所述色彩饱和度(S)调整所述显示装置中的一可视角色度值。
在本实施例中，色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：色彩饱和度S＝max(R、G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
在本实施例中，更包括一色彩增益模块以处理所述色彩饱和度(S)输出增益色彩饱和度 (S_gain)。
在本实施例中，所述可视角色度值：
其中，outA所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
图3是本发明实施例提供的色彩饱和度(S)-增益色彩饱和度(S_gain)的查找表示意图。如图3所示，列举了一种色彩饱和度(S)和增益色彩饱和度(S_gain)的对应关系S-S_gain曲线，当然芯片内部一般作为可编辑的查找表(Look-Up Table，LUT),曲线可以根基实际需求任意编辑。
通过图2及图3的处理方式，具有下列的优点：
1.当所输入图像色彩饱和度(S)很低时，增益色彩饱和度(S_gain)接近与0，第二选择模块170选择伽马模块(gamma)用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标(outB)，也就是数据经过伽马模块(gamma)后直接输出，数据不经过高电压伽马模块(H_gamma)140 和低电压伽马模块(L_gamma)130不会形成网格。
2.当输入图像饱和度很高时，增益色彩饱和度(S_gain)接近与1，第二选择模块170选择所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一(outA)，也就是数据经过高电压伽马模块(H_gamma)140和低电压伽马模块(L_gamma)130后输出，以提高色度可视角。
基于以上方法可以实现：当色度很高时可以通过高电压伽马模块(H_gamma)140和低电压伽马模块(L_gamma)130提升色度可视角，当色度为0时，直接输出伽马模块(gamma)120数据，保证纯灰度图像无网格。
图4是本发明实施例的另一图像处理结构示意图。如图4所示，图像处理结构，包括一输入模块110、一伽马模块(gamma)120、一低电压伽马模块(L_gamma)130、一高电压伽马模块(H_gamma)140、一第一选择模块150、一色彩饱和度计算模块160以及一第二选择模块170。输入模块110用以取得一显示装置的画面的数个主像素区块(main pixel)及数个子像素区块 (sub pixel)；伽马模块(gamma)120用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标(outB)；低电压伽马模块(L_gamma)130取得一低电压灰度值查找表(L_LUT)；高电压伽马模块(H_ gamma)140取得一高电压灰度值查找表(H_LUT)；第一选择模块150依据所述主像素区块(main pixel)及所述子像素区块(sub pixel)的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表(H_LUT) 及所述低电压灰度值查找表(L_LUT)其中之一(outA)；色彩饱和度计算模块160计算所述显示装置画面的一色彩饱和度(S)；第二选择模块170依据所述白色点坐标(outB)、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一(outA)及所述色彩饱和度(S)调整所述显示装置中的一可视角色度值。
在本实施例中，与图2结构差异在于，在图2中伽马模块(gamma)120是直接处理所述显示装置的画面的数个白色点坐标(outB)，在图4中伽马模块(gamma)120则是调整第二选择模块170依据所述未经处理的原始画面白色点坐标(outB)、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一(outA)及所述色彩饱和度(S)调整所述显示装置中的一可视角色度值。
图5是本发明提供的一实施例说明一种显示装置图像处理方法的流程图，参考如下说明。
步骤S510：将一显示装置的画面像素分为数个主像素区块(main pixel)及数个子像素区块(sub pixel)。
在本实施例中，所述主像素区块(main pixel)及所述子像素区块(sub pixel)是一对一间隔排列。
步骤S520：通过一伽马模块(gamma)调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
步骤S530：通过一高电压伽马模块(H_gamma)取得一高电压灰度值查找表(H_LUT)及通过一低电压伽马模块(L_gamma)取得一低电压灰度值查找表(L_LUT)。
步骤S540：透过一第一选择模块依据所述主像素区块及所述子像素区块的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一。
在本实施例中，依照主像素区块(main pixel)及子像素区块(sub pixel)的排列方式选择高电压灰度值查找表(H_LUT)或低电压灰度值查找表(L_LUT)，若是主像素区块(main pixel) 选择高电压灰度值查找表(H_LUT)，反之，若是子像素区块(sub pixel)则选择低电压灰度值查找表(L_LUT)。
步骤S550：透过一色彩饱和度计算模块计算所述显示装置画面的一色彩饱和度。
在本实施例中，色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：色彩饱和度S＝max(R、 G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
本发明的实施例中，更包括一色彩增益模块以处理所述色彩饱和度(S)输出增益色彩饱和度(S_gain)。
步骤S560：通过所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度，使一第二选择模块调整所述显示装置中的一可视角色度值。
所述可视角色度值：
data out＝outA*S_gain+outB*(1-S_gain)。
其中，outA所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
本发明实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括一显示面板，所述显示面板包含多个像素，用以显示影像，包括上述的图像处理结构。
综上所述，本发明提供一个显示器的视角补偿算法，可以优化显示器的视角特性。在液晶显示器越来越大的趋势下，用户在不同位置的观测角度有所不同，即使在某一个位置下，其相对于屏幕的视角，已经涵盖了不只一个角度。一般而言，利用视角补偿的算法技术，会针对某一个视角做颜色的补偿，其他角度的视角相对而言就有所误差，因此，本发明提出一个优化的视角补偿技术，可以补偿多角度的视角特性，不论显示器的尺寸大小为何，都可以藉由本发明取得最佳的可视角色度值。
“在本发明一实施例中”与“在各种实施例中”等用语被重复地使用。所述用语通常不是指相同的实施例；但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而幷非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种显示装置图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将一显示装置的画面像素分为数个主像素区块及数个子像素区块；
通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标；
通过一高电压伽马模块取得一高电压灰度值查找表及通过一低电压伽马模块取得一低电压灰度值查找表；
透过一第一选择模块依据所述主像素区块及所述子像素区块的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
透过一色彩饱和度计算模块计算所述显示装置画面的一色彩饱和度；以及
通过所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度，使一第二选择模块调整所述显示装置中的一可视角色度值。
2.如权利要求1所述的显示装置图像处理方法，其特征在于，所述主像素区块及所述子像素区块是一对一间隔排列。
3.如权利要求1所述的显示装置图像处理方法，其特征在于，所述色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：
色彩饱和度S＝max(R、G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
4.如权利要求1所述的显示装置图像处理方法，其特征在于，所述透过一色彩饱和度计算模块计算所述显示装置画面的一色彩饱和度，其中，更包括一色彩增益模块以增益处理所述色彩饱和度。
5.如权利要求1所述的显示装置图像处理方法，其特征在于，所述第二选择模块调整所述显示装置中可视角的色度值依据所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度相关参数带入下列公式，计算出所述调整所述显示装置中可视角的色度值：
data out＝outA*S_gain+outB*(1-S_gain)
其中，outA为所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
6.一种图像处理系统，其特征在于，包含：
一输入模块，用以取得一显示装置的画面的数个主像素区块及数个子像素区块；
一伽马模块，用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标；
一高电压伽马模块，用以取得一高电压灰度值查找表；
一低电压伽马模块，用以取得一低电压灰度值查找表；
一第一选择模块，依据所述主像素区块及所述子像素区块的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
一色彩饱和度计算模块，计算所述显示装置画面的一色彩饱和度；以及
一第二选择模块，依据所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度调整所述显示装置中的一可视角色度值。
7.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，所述色彩饱和度计算值依据像素为单位，带入下列公式：
色彩饱和度S＝max(R、G、B)-min(R、G、B)/max(R、G、B)。
8.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，更包括一色彩增益模块以增益处理所述色彩饱和度。
9.如权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，所述可视角色度值：
data out＝outA*S_gain+outB*(1-S_gain)
其中，outA为所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；S_gain为增益后的色彩饱和度；
outB为通过一伽马模块调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标。
10.一种显示装置，所述显示装置包括一显示面板，所述显示面板包含多个像素，用以显示影像，其特征在于，包括一图像处理系统，所述图像处理系统包括：
一输入模块，用以取得一显示装置的画面的数个主像素区块及数个子像素区块；
一伽马模块，用以调整所述显示装置的画面的数个白色点坐标；
一高电压伽马模块，用以取得一高电压灰度值查找表；
一低电压伽马模块，用以取得一低电压灰度值查找表；
一第一选择模块，依据所述主像素区块及所述子像素区块的排列方式选择输出所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一；
一色彩饱和度计算模块，计算所述显示装置画面的一色彩饱和度；以及
一第二选择模块，依据所述白色点坐标、所述高电压灰度值查找表及所述低电压灰度值查找表其中之一及所述色彩饱和度调整所述显示装置中的一可视角色度值。
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