CN108877708A - 双色场的色序影像系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种双色场的色序影像系统及其方法，此方法是对一输入彩色影像中数种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为第一色彩，比重居中的色彩为第二色彩，比重最轻的色彩则为第三色彩，此方法并以第一色彩以及第三色彩为依据，形成第一色场影像，再以第二色彩以及第三色彩为依据，形成第二色场影像。

Description

双色场的色序影像系统及其方法
本申请是申请日为2012年7月10日、申请号为201210237749.9、发明名称为“双色场的色序影像系统及其方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种影像产生方法，特别是涉及一种双色场的色序影像产生方法。
背景技术
近年来，随着显示器产业逐渐发展，不但显示器的硬件制造工艺技术逐渐发展成熟，应用于显示器的显示技术也跟着不断更新进步，其中可应用场序显色技术(FieldSequential Color；FSC)的色序型显示器，例如投影机、色序型液晶显示器等，能够改善其显示器的显示画面品质，满足提升系统效能及降低生产成本等需求。
场序显色技术是将各色子画面依时序显示，再藉由时间混色原理，利用人眼视觉系统的时间积分作用，将不同颜色的子画面迭合形成一彩色画面。色序型显示器是调控背光模块的色彩，改变光阀元件(例如液晶面板)像素的穿透率或反射率，来显示彩色画面，因此不需要使用彩色滤光片。因此，不但可提高系统电光转换效率，也可节省下彩色滤光片的成本。
一般而言，显示技术可藉由分区调变背光强弱，进一步地提升显示器的对比度，此种技术可应用于具有彩色滤光片的液晶显示器，也可应用于无彩色滤光片的场色序型液晶显示器，以分区控制背光。由于考虑到液晶的反应速率，色序法显示器需要以双色场的显示方法来实现，利用背光模块先呈现大致的影像信息，再利用液晶补偿技术，显示影像细节。
然而，由于少了彩色滤光片来混合色彩，如何提升色彩的品质以及视觉效果是一关键。
发明内容
因此，本发明一方面提供一种双色场的色序影像方法，能够减少影像色彩的流失，改善色彩的混合效果，进一步提升影像品质。
依据本发明一实施例，双色场的色序影像方法是对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；然后以第一色彩以及第三色彩为依据，形成一第一色场影像，并以第二色彩以及第三色彩为依据，形成一第二色场影像。
依据本发明的另一实施例，双色场的色序影像方法是对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩，然后产生一第一背光控制信号、一第二背光控制信号，以及一第三背光控制信号，其中第一背光控制信号、第二背光控制信号，与第三背光控制信号分别对应至第一色彩、第二色彩，以及第三色彩；之后，依据第一背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的一第一背光源以及一第三背光源，其中第一背光源与第三背光源相应于一第一色场影像，并依据第二背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的一第二背光源以及第三背光源，其中第二背光源与第三背光源相应于一第二色场影像。
依据本发明的再一实施例，双色场的色序影像方法是对一输入彩色影像中多个区域的多种色彩所占比重进行分析排序，其中各个区域中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩，然后产生多个第一背光控制信号、多个第二背光控制信号，以及多个第三背光控制信号，其中第一背光控制信号、第二背光控制信号，与第三背光控制信号分别对应至第一色彩、第二色彩，以及第三色彩。接着，再依据各个区域的第一背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动各个区域中的多个第一背光源以及多个第三背光源，其中第一背光源与第三背光源相应于一第一色场影像，并依据各个区域的第二背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的多个第二背光源以及第三背光源，其中第二背光源与第三背光源相应于一第二色场影像。
本发明另一方面提供一种双色场的色序影像系统，能够减少影像色彩的流失，提升色彩的混合效果，进一步改善影像品质。
依据本发明又一实施例，双色场的色序影像系统含有一影像分析器、一第一背光控制器、一第二背光控制器以及一第三背光控制器。影像分析器对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；第一背光控制器依据第一色彩的属性，产生相应的至少一第一背光控制信号，藉以驱动至少一第一色彩背光源；第二背光控制器依据第二色彩的属性，产生相应的至少一第二背光控制信号，藉以驱动至少一第二色彩背光源；第三背光控制器依据第三色彩的属性，产生相应的至少一第三背光控制信号，藉以驱动至少一第三色彩背光源，其中，第一色彩背光源以及第三色彩背光源所发出的色光组合形成一第一色场影像，第二色彩背光源以及第三色彩背光源所发出的色光则组合形成一第二色场影像。
以上实施例的双色场的色序影像方法以及系统，是先对一输入彩色影像进行分析，找出信息量最少的色彩来作为被分割的色彩，然后在第一色场影像当中显示信息量最多与信息量最少的色彩，在第二色场影像中显示信息量次多与信息量最少的色彩，藉此降低色彩信息的损失，使影像色彩更显逼真。
附图说明
为使本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：
图1A示出了本发明一实施方式双色场的色序影像方法的示意图。
图1B示出了本发明一实施方式中各个色彩的长方统计图(Histogram)。
图2示出了本发明一实施方式双色场的色序影像系统方块图。
图3示出了本发明另一实施方式双色场的色序影像系统方块图。
图4示出了本发明一实施方式双色场的色序影像方法流程图。
图5示出了本发明另一实施方式双色场的色序影像方法流程图。
图6示出了本发明再一实施方式双色场的色序影像方法流程图。
附图符号说明
101：输入彩色影像
103：内含第一色彩的影像
105：内含第三色彩的影像
107：内含第二色彩的影像
109：内含第三色彩的影像
111：第一色场影像
113：第二色场影像
115：输出彩色影像
121：第一色彩长方统计图
123：第二色彩长方统计图
125：第三色彩长方统计图
200：色序影像系统
201：影像分析器
203：第一背光控制器
205：第二背光控制器
207：第一液晶信号产生器
209：第三背光控制器
211：第二液晶信号产生器
213：背光模块驱动器
215：时序控制器
217：时序控制器
300：色序影像系统
301：缩放器
303：时序控制器
305：发光二极管驱动器
307：色序型面板
401～407：步骤
501～509：步骤
601～609：步骤
具体实施方式
以下实施例的双色场的色序影像方法以及系统，可应用于各种尺寸的面板，如电视、计算机屏幕、手机屏幕或是大型公告看板，其是先对一输入彩色影像进行分析，找出信息量最少的色彩来作为被分割的色彩，在第一个色场影像显示一双色混色影像，剩余未被呈现的颜色信息将在第二个色场影像被显示。由于牺牲的是信息量最少的色彩，结合可分区控制的彩色背光模块，能使呈现出来的色彩越显逼真。
进一步来说，当每一区的发光二极管驱动信号决定之后，各区所分布的光会相互迭加，来决定整张画面的色彩与光线，此时各区域的光线相互影响，每一色光的分布情形也不相同。因此，需要对光的分布状况进行调整，以得到最佳影像。
请同时参照图1A以及图1B，其中，图1A示出了本发明一实施方式双色场的色序影像方法的示意图，图1B则示出了本发明一实施方式中各个色彩的长方统计图(Histogram)。此一影像方法首先找出输入彩色影像101中信息量最少的颜色，以此信息量最少的颜色为第三颜色，然后使信息量最多与次多的色彩分别为第一色彩与第二色彩。
接着会分别形成内含第一色彩的影像103、内含第三色彩的影像105，以及内含第二色彩的影像107，第一色彩长方统计图121、第二色彩长方统计图123，以及第三色彩长方统计图125则绘示于图1B当中；然后合成内含第一色彩的影像103与内含第三色彩的影像105，来作为第一色场影像111的基础。类似地，合成内含第二色彩的影像107与内含第三色彩的影像109，来作为第二色场影像113的基础，之后再合成第一色场影像111与第二色场影像113来形成输出彩色影像115。
此外，在此双色场的色序影像方法当中，还会以信息量最多以及信息量次多的色彩为依据，产生两液晶补偿信号，信息量最少的第三色彩则依据其他两色所计算出来的液晶讯号分为两个部分，如此一来，信息量少的色彩就不会阻隔信息量较多颜色。更具体地说，倘若彩色输入影像主要由红、绿、蓝三主色组合而成，经由判断三主色中信息较少的颜色，以此色做为被分开的颜色，再与其他两主色的信息做结合，两个色场显示出来的重建影像的色差就不容易被人眼发现，影像品质将优于直接牺牲某一色彩。
请参照图2，其示出了本发明一实施方式双色场的色序影像系统方块图。双色场的色序影像系统200主要含有影像分析器201、第一背光控制器203、第二背光控制器205、第三背光控制器209，以及背光模块驱动器213。
影像分析器201对输入彩色影像中数种色彩所占比重进行分析排序；详细来说，是将输入彩色影像中第一色彩的信息量、第二色彩的信息量，以及第三色彩的信息量分别累加，以得出各个色彩的比重，其中比重最重的色彩为第一色彩，比重居中的色彩为第二色彩，比重最轻的色彩则为第三色彩。这些色彩可含红色、绿色，以及蓝色三种主要颜色。
第一背光控制器203则依据第一色彩的属性，产生相应的第一背光控制信号，来驱动第一色彩背光源，例如驱动蓝色发光二极管来发出蓝光。第二背光控制器205依据第二色彩的属性，产生相应的第二背光控制信号，来驱动第二色彩背光源，如驱动绿色发光二极管来发出绿光。第三背光控制器209依据第三色彩的属性，产生相应的第三背光控制信号，藉以驱动第三色彩背光源，例如驱动红色发光二极管来发出红光，其中，所依据的色彩属性一般含有颜色强度、颜色分布，以及颜色密度等信息，来对应至特定图形与纹路。
背光模块驱动器213依照第一背光控制信号、第二背光控制信号，以及第三背光控制信号来驱动背光模块(未显示于图中)当中的色彩背光源。第一色彩背光源以及第三色彩背光源所发出的色光会组合形成第一色场影像，第二色彩背光源以及第三色彩背光源所发出的色光则组合形成第二色场影像，此两色场影像合成之后会产生一初步的输出影像。
双色场的色序影像系统200进一步含有第一液晶信号产生器207以及第二液晶信号产生器211。第一液晶信号产生器207以第一背光控制信号为依据，产生相应的第一液晶补偿信号，通过时序控制器215来调整第一色场影像的亮度；第二液晶信号产生器211则以第二背光控制信号为依据，产生相应的第二液晶补偿信号，通过时序控制器217来调整第二色场影像的亮度。
请参照图3，其示出了本发明另一实施方式双色场的色序影像系统方块图。双色场的色序影像系统300主要包括缩放器(Scaler)301、时序控制器303、发光二极管驱动器305、色序型面板307，以及色序型分区控制背光模块309。
时序控制器303自缩放器301接收控制信号，并将控制信号分别传送至发光二极管驱动器305以及色序型面板307。发光二极管驱动器305驱动背光模块309上的各色背光源，使各种色彩的背光源在不同时间点上发出色光，举例来说，可先发绿色、红色亮光，接着再发出蓝色、红色亮光；或者，可依照时间先后顺序来显示蓝、绿、红色光。由于背光模块309本身已经可以发出各种色彩的光线，所以色序型面板307上不再需要另外设置彩色滤光片来形成色彩。
背光模块309具有分区背光控制功能(Local dimming或Area control)，因此可以依据影片画面的明暗程度，分区调整背光的亮暗情形，如此一来，背光源可依照区域来进行驱动，不是所有的背光源都需要同时被驱动，因此可达到省电的效果。色序法中的色场颜色及各区的背光控制则由时序控制器303决定。
请参照图4，其示出了本发明一实施方式双色场的色序影像方法流程图。双色场的色序影像方法首先对输入彩色影像中数种色彩所占比重进行分析排序(步骤401)，其中，是将输入彩色影像中第一色彩的信息量、第二色彩的信息量，以及第三色彩的信息量分别累加，以得出各个色彩的比重，比重最重的色彩为第一色彩，比重居中的色彩为第二色彩，比重最轻的色彩则为第三色彩，这些色彩可含红色、绿色，以及蓝色三原色。
接着以第一色彩以及第三色彩为依据，形成第一色场影像(步骤403)，并以第二色彩以及第三色彩为依据，形成第二色场影像(步骤405)；第一色场影像会先被显示，之后再显示第二色场影像。进一步来说，还可以第一色彩以及第二色彩为依据，产生相对应的第一液晶补偿信号以及第二液晶补偿信号(步骤407)，来调整第一色场影像以及第二色场影像的亮度，提升影像品质。
由于此一实施例会先行判断整张影像中信息量最少的颜色，将此信息量最少的颜色做为被分开显示的主色，而非固定牺牲某一特定颜色，因此可使影像色彩更贴近真实物件，使影像更显逼真。
请参照图5，其示出了本发明另一实施方式双色场的色序影像方法流程图。双色场的色序影像方法是对一输入彩色影像中数种色彩所占比重进行分析排序(步骤501)，其中比重最重的色彩为第一色彩，比重居中的色彩为第二色彩，比重最轻的色彩则为第三色彩，这些色彩含红色、绿色，以及蓝色；接着产生第一背光控制信号、第二背光控制信号，以及第三背光控制信号(步骤503)，其中第一背光控制信号、第二背光控制信号，与第三背光控制信号分别对应至第一色彩、第二色彩，以及第三色彩。
在步骤503之后，依据第一背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的第一背光源以及第三背光源(步骤505)，第一背光源与第三背光源相应于第一色场影像；再依据第二背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的第二背光源以及第三背光源(步骤507)，第二背光源与第三背光源相应于第二色场影像。须要特别说明的是，此一实施例的双色场的色序影像方法，是先显示第一色场影像，之后再显示该第二色场影像，然后藉由人眼视觉暂留，在视网膜上通过时间混色的方法呈现全彩的影像。
双色场的色序影像方法还可以第一背光控制信号以及第二背光控制信号为依据，产生相应的第一液晶补偿信号以及第二液晶补偿信号，以调整第一色场影像以及第二色场影像的亮度。举例来说，倘若信息量最多、居中，以及最少的色彩分别为蓝色、绿色，以及红色，那么就会以蓝色、绿色来计算相对应的液晶补偿信号，然后套用蓝色、绿色的液晶补偿信号来处理红色，不再特别针对红色计算液晶补偿信号。
请参照图6，其示出了本发明再一实施方式双色场的色序影像方法流程图。双色场的色序影像方法是对一输入彩色影像中数个区域的数种色彩所占比重进行分析排序(步骤601)，其中各个区域中比重最重的色彩为第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；接着产生数个第一背光控制信号、数个第二背光控制信号，以及数个第三背光控制信号(步骤603)，其中第一背光控制信号、第二背光控制信号，与第三背光控制信号分别对应至第一色彩、第二色彩，以及第三色彩。
在步骤603之后，采用分区背光控制技术(Local dimming、Area control)，依据各个区域的第一背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动各个区域中的数个第一背光源以及数个第三背光源(步骤605)，其中第一背光源与第三背光源相应于第一色场影像；然后再依据各个区域的第二背光控制信号以及第三背光控制信号，驱动相对应的数个第二背光源以及这些第三背光源(步骤607)，其中第二背光源与第三背光源相应于第二色场影像。经由模拟结果得知，利用双色场色序法的最佳分区数为80×45区，但为简化线路与制造成本，可将背光分区数降为32×24区。
类似地，此一实施例也会先显示第一色场影像，之后再显示第二色场影像，然后藉由人眼视觉暂留，在视网膜上通过时间混色的方法呈现全彩的影像。由于采用分区背光控制技术，因此可以依据实体物件的明暗程度，计算分区调整背光的亮暗情形，不需要经常性地驱动整个背光模块，达到省电的效果，减少漏光而增加动态对比，还可在每个色场内显示彩色的影像，色彩则由每个区域当中颜色信息最丰富的两个颜色所决定，最终使得各个子画面可内含多种颜色，实现全彩影像的目的。
进一步来说，还可以各区的第一背光控制信号以及第二背光控制信号为依据，产生相应的数个第一液晶补偿信号以及数个第二液晶补偿信号，以调整第一色场影像以及第二色场影像的亮度。此外，为了避免少许的画面变动就造成主色的改变，也另外设了一个临界值，当画面变动幅度较小而不超过临界值时时，譬如鼠标移动所造成颜色的小幅度变动，维持原本色场的主色而不作变更，避免画面发生跳动。当主要颜色的变化超过临界值才改变色场影像的主色。
以上实施例的双色场的色序影像系统以及方法，在计算背光讯号之前，先行判断出影像中信息量最少的颜色，在判断后将此色依据其他两色所算出的液晶讯号分为两个部分，如此一来就不会发生信息量少的色彩阻隔信息量多的色彩的状况；此外，还可依照区域取出每一区当中信息量最少的颜色，作为该区域当中被分开的颜色，减少色块当中的色彩失真现象。
虽然本发明已以实施方式揭示如上，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，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (20)

1.一种双色场的色序影像方法，包含：
对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；
以该第一色彩以及该第三色彩为依据，形成一第一色场影像；以及
以该第二色彩以及该第三色彩为依据，形成一第二色场影像，
其中，设置一临界值，只有当输入彩色影像的画面变动幅度超过该临界值时才改变第一色场影像和第二色场影像的主色。
2.如权利要求1所述的双色场的色序影像方法，其中是将该输入彩色影像中该第一色彩的信息量、该第二色彩的信息量，以及该第三色彩的信息量分别累加，以得出这些色彩的比重。
3.如权利要求1所述的双色场的色序影像方法，其中这些色彩包含红色、绿色，以及蓝色。
4.如权利要求1所述的双色场的色序影像方法，其中是先显示该第一色场影像，之后再显示该第二色场影像。
5.如权利要求1所述的双色场的色序影像方法，还包含：
以该第一色彩以及该第二色彩为依据，产生相对应的一第一液晶补偿信号以及一第二液晶补偿信号。
6.如权利要求5所述的双色场的色序影像方法，其中该第一液晶补偿信号以及该第二液晶补偿信号用以调整该第一色场影像以及该第二色场影像的亮度。
7.一种双色场的色序影像方法，包含：
对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；
产生一第一背光控制信号、一第二背光控制信号，以及一第三背光控制信号，其中该第一背光控制信号、该第二背光控制信号，与该第三背光控制信号分别对应至该第一色彩、该第二色彩，以及该第三色彩；
依据该第一背光控制信号以及该第三背光控制信号，驱动相对应的一第一背光源以及一第三背光源，其中该第一背光源与该第三背光源相应于一第一色场影像；以及
依据该第二背光控制信号以及该第三背光控制信号，驱动相对应的一第二背光源以及该第三背光源，其中该第二背光源与该第三背光源相应于一第二色场影像，
其中，设置一临界值，只有当输入彩色影像的画面变动幅度超过该临界值时才改变第一色场影像和第二色场影像的主色。
8.如权利要求7所述的双色场的色序影像方法，其中是将该输入彩色影像中该第一色彩的信息量、该第二色彩的信息量，以及该第三色彩的信息量分别累加，以得出这些色彩的比重。
9.如权利要求7所述的双色场的色序影像方法，还包含：
以该第一背光控制信号以及该第二背光控制信号为依据，产生相应的一第一液晶补偿信号以及一第二液晶补偿信号，以调整该第一色场影像以及该第二色场影像的亮度。
10.如权利要求7所述的双色场的色序影像方法，其中这些色彩包含红色、绿色，以及蓝色。
11.如权利要求7所述的双色场的色序影像方法，其中是先显示该第一色场影像，之后再显示该第二色场影像。
12.一种双色场的色序影像方法，包含：
对一输入彩色影像中多个区域的多种色彩所占比重进行分析排序，其中各个区域中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；
产生多个第一背光控制信号、多个第二背光控制信号，以及多个第三背光控制信号，其中这些第一背光控制信号、这些第二背光控制信号，与这些第三背光控制信号分别对应至该第一色彩、该第二色彩，以及该第三色彩；
依据各个区域的这些第一背光控制信号以及这些第三背光控制信号，驱动各个区域中的多个第一背光源以及多个第三背光源，其中这些第一背光源与这些第三背光源相应于一第一色场影像；以及
依据各个区域的这些第二背光控制信号以及这些第三背光控制信号，驱动相对应的多个第二背光源以及这些第三背光源，其中这些第二背光源与这些第三背光源相应于一第二色场影像；
其中，设置一临界值，只有当输入彩色影像的画面变动幅度超过该临界值时才改变第一色场影像和第二色场影像的主色。
13.如权利要求12所述的双色场的色序影像方法，其中是将该输入彩色影像中该第一色彩的信息量、该第二色彩的信息量，以及该第三色彩的信息量分别累加，以得出这些色彩的比重。
14.如权利要求12所述的双色场的色序影像方法，还包含：
以这些第一背光控制信号以及这些第二背光控制信号为依据，产生相应的多个第一液晶补偿信号以及多个第二液晶补偿信号，以调整该第一色场影像以及该第二色场影像的亮度。
15.如权利要求12所述的双色场的色序影像方法，其中这些色彩包含红色、绿色，以及蓝色。
16.如权利要求12所述的双色场的色序影像方法，其中是先显示该第一色场影像，之后再显示该第二色场影像。
17.一种双色场的色序影像系统，包含：
一影像分析器，以对一输入彩色影像中多种色彩所占比重进行分析排序，其中比重最重的色彩为一第一色彩，比重居中的色彩为一第二色彩，比重最轻的色彩则为一第三色彩；
一第一背光控制器，以依据该第一色彩的属性，产生相应的至少一第一背光控制信号，藉以驱动至少一第一色彩背光源；
一第二背光控制器，以依据该第二色彩的属性，产生相应的至少一第二背光控制信号，藉以驱动至少一第二色彩背光源；以及
一第三背光控制器，以依据该第三色彩的属性，产生相应的至少一第三背光控制信号，藉以驱动至少一第三色彩背光源，
其中，该第一色彩背光源以及该第三色彩背光源所发出的色光组合形成一第一色场影像，该第二色彩背光源以及该第三色彩背光源所发出的色光则组合形成一第二色场影像，
其中，设置一临界值，只有当输入彩色影像的画面变动幅度超过该临界值时才改变第一色场影像和第二色场影像的主色。
18.如权利要求17所述的双色场的色序影像系统，还包含：
一第一液晶信号产生器，以该第一背光控制信号为依据，产生相应的一第一液晶补偿信号，以调整该第一色场影像的亮度；以及
一第二液晶信号产生器，以该第二背光控制信号为依据，产生相应的一第二液晶补偿信号，以调整该第二色场影像的亮度。
19.如权利要求17所述的双色场的色序影像系统，其中该影像分析器是将该输入彩色影像中该第一色彩的信息量、该第二色彩的信息量，以及该第三色彩的信息量分别累加，以得出这些色彩的比重。
20.如权利要求17所述的双色场的色序影像系统，其中这些色彩包含红色、绿色，以及蓝色。
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