CN204045192U - 液晶显示器的自我影像校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种液晶显示器的自我影像校正装置，包括：前方光感测器、校正参考装置，所述前方光感测器用于对所述显示器的灰阶度和色温进行校正，所述校正参考装置用于对前方光感测器进行预先校正；本实用新型的有益效果在于出厂时对安装的前方光感测器进行预先影像校正，并应用校正后的前方光感测器直接对显示幕的灰阶度及色温进行调整，安装简单，能有效检测校正显示器图像。藉此可节省人力资源，并且可缩短整体维修、制造工程。

Description

液晶显示器的自我影像校正装置

【技术领域】

本实用新型属于显示器影像校正技术领域，尤指涉及一种液晶显示器的自我影像校正装置，进而达到节省人力资源，并且可缩短整体维修、制造工程者。

【背景技术】

在一般显示器影像校正技术领域中可分为硬体校正、软体校正两类，硬体校正为将调整过的资料储存在显示器内部的储存装置，软体校正为利用色彩描述档(ICC Profile)经过电脑的作业系统来达到影像校正的目的。

传统的显示器校正不论是硬体或软体校正皆需要利用外部装置如电脑、色度计等设备，以及校正显示器所需要的专业软体，在部分的场合下架设以上所提到的外部装置并不方便，如埋设好的墙面显示器、手术室中的显示器等等。尤其在频繁使用及影像需维持标准要求极高的医疗体系设备中，对于维护成本上来说外部装置以及专业的软体也都是一笔不小的开销。

然而，因为每一显示器面板在制作时存在些微差异，使物理特性稍有出入，呈现最大亮度也不一致。即使经过伽玛校正、色温补偿之后亮度差异更加明显。尤其使用频率高且需精准显示色相之医疗体系，更需维持高标准基准值以便提供医生作为正确判断依据。

先前技术台湾专利公开第200627369号中，也只提供一种调整影像色温之方法，以透过电子电路的实体特性来记录影像等。

[专利文献1]台湾专利公开第200627369号

【实用新型內容】

为有效解决上述问题，本实用新型利用前方光感测器并配合显示器上所设置的感测元件，只要在出厂时校正好前方光感测器，便可以达到不需要任何外部装置与软体设置的显示器独立自我影像校正的功能。可以适用于在不方便架设外部装置的场合以及降低显示器校正维护的成本。

本实用新型之主要目的，提供一种液晶显示器的自我影像校正装置，所述校正装置包括前方光感测器、校正参考装置，所述前方光感测器设置在液晶显示器面板前，所述校正参考装置设置在液晶显示器的中间位置，所述校正参考装置与所述显示器连接至电脑，所述前方光感测器用于对所述显示器的灰阶度和色温进行校正，所述校正参考装置用于对前方光感测器进行预先校正。

本实用新型揭露有益效果：在于出厂时对安装的前方光感测器进行预先影像校正，并应用校正后的前方光感测器直接对显示幕的灰阶度及色温进行调整，安装简单，能有效检测校正显示器图像。

【附图说明】

图1为本实用新型校正前方光感测器校正示意图；

图2为本实用新型前方光感测器自我校正示意图。

【图中各附图标记对应的构件名称】

1  显示器

2  前方光感测器

3  校正参考装置

4  测试画面

【具体实施方式】

本实用新型之上述目的及其结构与功能上的特性，将依据以下请参阅附图和具体实施方法对本实用新型作进一步阐述，请参阅图1及图2。

本实用新型包括以下三个步骤：

第一步骤：架设显示器前方光感测器

将前方光感测器2设置在液晶显示器1面板前，可以避免液晶显示器面板衰退所导致的亮度衰减等因素，能够获得更精确的测量资料。

第二步骤：校验前方光感测器，并实施以下方法取得测量后资料，与校正参考装置进行比较获得差异，若差异小于误差范围Delta E(2000)＜5，则属校正成功。

一、架设色度计或光谱仪于显示器的适当位置作为校正参考装置3；

二、将显示器1及校正参考装置3连接至电脑上；

三、显示器1亮度调整至使用范围最低值，并显示全黑之测试画面。等待亮度稳定后，此时光感测器2量测出Red、Green、Blue三通道的测量值为 $\left[\begin{array}{c}{R}_0\\ G_0\\ B_0\end{array}\right],$ 同时校正参考装置3所量测到的色度空间座标x、y及亮度(明度)Y等资料为 $\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\\ Y_0\end{array}\right].$

四、显示器1显示测试画面4，校正参考装置3测量色度空间座标，以及亮度(明度)等资料，并将测量获得的资料储存，同时前方光感测器测量到Red、Green、Blue值以及ClearChannel(无干扰通道)资料，并将该测量获得的资料储存；

应用测试画面为rgb＝(255 0 0)、rgb＝(0 255 0)、rgb＝(0 0 255)三张测试画面，校正参考装置所测量到的资料为三组资料 $\left[\begin{array}{c}{x}_R\\ y_R\\ Y_R\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{x}_G\\ y_G\\ Y_G\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{x}_B\\ y_B\\ Y_B\end{array}\right],$ 其对应的前方光感测器所测量出的资料为 $\left[\begin{array}{c}{R}_R\\ G_R\\ B_R\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{R}_G\\ G_G\\ B_G\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{R}_B\\ G_B\\ B_B\end{array}\right].$

五、应用色度空间与色刺激值的关方程式，其中公式中的，为色度空间座标，X，Y，Z为色刺激值：

式(一)、

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{X}{(X+Y+Z)}\\ y=\frac{Y}{(X+Y+Z)}\end{array}\right\}$       $\left\{\begin{array}{c}X=\frac{x}{y}Y\\ Y=Y\\ Z=\frac{1-x-y}{y}Y\end{array}\right\}$

将校正参考装置于步骤三、四所测量得到的资料转换为色刺激值，可获得四组色刺激值 $\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{X}_R\\ Y_R\\ Z_R\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{X}_G\\ Y_G\\ Z_G\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{c}{X}_B\\ Y_B\\ Z_B\end{array}\right];$

六、建立前方光感测器测量的资料与步骤四的色刺激值之间的转换矩阵并求出转换矩阵数，创建转换方程式：

式(二)、

$\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{ref}}\\ Y_{\mathrm{ref}}\\ Z_{\mathrm{ref}}\end{array}\right]=M_{3x3}\×\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{mes}}-R_0\\ G_{\mathrm{mes}}-G_0\\ B_{\mathrm{mes}}-B_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]$

其中 $\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{ref}}\\ Y_{\mathrm{ref}}\\ Z_{\mathrm{ref}}\end{array}\right]$ 为色刺激值， $\left[\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{mes}}\\ G_{\mathrm{mes}}\\ B_{\mathrm{mes}}\end{array}\right]$ 为前方光感测器测量的资料。

将上述步骤三、四、五中前方光感测器量测的资料与校正参考装置量测并转换出的色刺激值带入转换方程式中，求出转换矩阵M。，

式(三)、

$\left[\begin{array}{c}{X}_R\\ Y_R\\ Z_R\end{array}\right]=M_{3x3}\×\left[\begin{array}{c}{R}_R-R_0\\ G_R-G_0\\ B_R-B_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{X}_G\\ Y_G\\ Z_G\end{array}\right]=M_{3x3}\×\left[\begin{array}{c}{R}_G-R_0\\ G_G-G_0\\ B_G-B_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{X}_B\\ Y_B\\ Z_B\end{array}\right]=M_{3x3}\×\left[\begin{array}{c}{R}_B-R_0\\ G_B-G_0\\ B_B-B_0\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ Y_0\\ Z_0\end{array}\right]$

七、显示器显示其他测试画面，前方光感测器进行测量，获得测量资料并将测量资料带入式(二)并将X，Y，Z转换为x，y，Y值，将x，y，Y与校正参考装置进行比较获得差异，若差异小于误差范围，则校正成功。

第三步骤：前方光感测器自我校正显示器

一、使用前方光感测器测量显示器的最暗亮度值L_min以及最亮亮度值L_max，计算出显示器的对比值C＝L_max/L_min，以确认显示器的对比值符合DICOM之规范。

二、以下列方式调整伽玛值

a.通过前方光感测器进行回馈控制调整显示器背光至适当的亮度，亮度必须要大于DICOM中规范的最低亮度；

b.显示器打出32阶灰阶测试画面，由前方光感测器测量并记录以当作参考的亮度，建立出显示器的亮度特征曲线；

c.根据显示器晶片的需求，通过三次曲线插补法(cubic splineinterpolation)将参考亮度进行插补，获得显示器晶片所需要的亮度参考表(luminance reference table)，亮度参考表的大小为n；

d.将目标伽玛值根据伽玛值公式(五)求出各阶所需的亮度值，并在亮度参考表中取出最接近的对应阶数，将其填入伽玛表(GAMMA table)中。式(五)、

L(x)＝L₀+(L_n-1-L₀)×(x/n)^γ  x＝0,1…n-1

e.显示器固件载入步骤d所调整出的伽玛表，并重新测量一次灰阶曲线以验证调校结果是否正确，完成伽玛值校正。

三、以下列方式调整色温

a.利用前方光感测器进行回馈控制调整显示器背光至适当的亮度，亮度必须要大于DICOM中规范的最低亮度；

b.显示器显示全白的测试画面，前方光感测器利用转换矩阵测量出显示器目前的色度空间座标,以及亮度(明度)值，暂存器中的显示器R、G、B–Gain(红色增益、绿色增益和蓝色增益)值，其中，R-Gain与色温对应的色座标(x，y)中的x成正比例，G-Gain与y成正比例，B-Gain与x、y成反比例。另外，R Gain，G Gain和B Gain与显示幕的亮度之间满足下式：＝0.299*R Gain+0.587*G Gain+0.114*B Gain，因此调整暂存器中的显示器R、G、B–Gain以调整显示器画面的色温；

c.将调整后的R、G、B-Gain值由固件载入并再次测量确认显示器色度空间座标,以及亮度(明度)值是否落入误差容许范围中，完成色温调整。

本实用新型对安装的前方光感测器进行预先的影像校正，并应用前方光感测器直接对显示幕的灰阶度及色温进行调整，安装简单，能有效检测校正显示器图像。

上述实例用来说明本实用新型，而不是对其进行限制。在本实用新型的权利要求保护范围内，任何对对本实用新型的修改都落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种液晶显示器的自我影像校正装置，其特征在于，所述校正装置是依靠所述显示器上的前方光感测器对显示器的灰阶度和色温进行校正，所述前方光感测器在应用前需要预先校正；所述装置包括：

(1)架设显示器前方光感测器；

(2)使用校正参考装置校验前方光感测器；

(3)前方光感测器对显示器的伽玛值和色温进行校正。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校正参考装置为色度计或光谱仪。

3.一种液晶显示器的自我影像校正装置，所述校正装置包括前方光感测器、校正参考装置，所述前方光感测器设置在液晶显示器面板前，所述校正参考装置设置在液晶显示器的适当中间位置，所述校正参考装置与所述显示器连接至电脑，其特征在于，所述前方光感测器用于对所述显示器的灰阶度和色温进行校正，所述校正参考装置用于对前方光感测器进行预先校正。

4.根据权利要求3所述的校正装置，其特征在于，所述校正参考装置为色度计或光谱仪。