JP4503637B2 - 迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法及びその装置 - Google Patents

迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法及びその装置 Download PDF

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Description

本発明はディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法及びその装置に関する。
一台のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線とは、異なるグレースケール値に対応する輝度の関係を示す曲線を指し、グレースケールをx軸、輝度をy軸として描き出された曲線を『グレースケール値―輝度曲線』と呼ぶ。グレースケール値―輝度曲線は数学のガンマ曲線(Y=X^r,γ−curve,gamma−curve)とほぼ等しいため、グレースケール値―輝度曲線はガンマ曲線とも呼ばれる。
製造されるディスプレイ装置各々の『グレースケール値―輝度曲線』は同じであるとは限らないため、ディスプレイ製品の高品質性を一致させるためには、各ディスプレイ装置についてその『グレースケール値―輝度曲線』を測定する必要があり、製造者はディスプレイ装置の『グレースケール値―輝度曲線』を得ることで初めてディスプレイ装置の特性を知り、ディスプレイ装置の色彩設定等を調整することができる。
先行技術である発明特許(パネル表示テレビジョン調整システムおよびパネル表示テレビジョン調整方法およびパネル表示テレビジョン、SYSTEM AND METHOD FOR PANEL DISPLAY TELEVISION ADJUSTMENT、特開2005−57543号公報、米国特許第6043797号明細書、台湾特許第00583624号明細書)は、システムを使用してパネル表示テレビの輝度(brightness)を計測し、パネル表示テレビのγ補正を行うものである。
特開2005−57543号公報 米国特許第6043797号明細書 台湾特許第00583624号明細書
しかしながら、このシステムの計測方法は、コンピュータ(PC)を介して逐一グレースケール信号を液晶テレビへ送り、光検出器(light−detector)で逐一パネルディスプレイ装置の輝度(brightness)関連データを取得する必要があり、全てのデータをコンピュータ(PC)に伝送して処理することでパネルディスプレイ装置の電圧−輝度曲線(電圧に対応する輝度分布曲線)を得るものである。図案生成器を介して図案信号をディスプレイ装置へ送った後、さらに光検出器(light−detector)で計測しデータをコンピュータ(PC)へ伝送する場合、このような流れには1秒かかり、8ビットの赤緑青三原色及び白の連続したグレースケール値―輝度曲線を得たい場合には、このような計測上に約1(秒)*256(階調のグレースケール)*4(原色)の計算で17分かかることになり、工場生産ライン上の各ワークステーションの停留時間は短いため、このパネルディスプレイテレビのγ補正を工場生産ライン上に応用する場合、計測に時間がかかりすぎてしまい、工場生産ライン上に実施し即時にパネルディスプレイテレビのγ補正を行うことは困難である。
このため、いかに迅速にディスプレイ装置の『グレースケール値―輝度曲線』を取得するかが重要である。
本発明の目的は、ディスプレイ装置の一部のグレースケール値及び対応して計測された輝度値を取得し、本発明で開発された公式に代入し、ディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を迅速に確立する方法を提供することにあり、本発明は一部のグレースケール値及び対応する輝度値しか必要としないため、計測時間を短縮でき、生産ライン上での実際の使用に適している。
本発明の方法は次の手順を含む:
手順A:少なくともn組の(t,Y)値を取得する。そのうち、:
j=1〜n、4≦n≦30;
はj個目のグレースケール値である;
はj個目のグレースケール値(t)が前記ディスプレイ装置上に表示されたとき計測された対応する輝度値である;
手順B:n組の(t,Y)値を少なくとも1つの公式に代入する。そのうち、前記少なくとも1つの公式は次の第一公式を含む:
Figure 0004503637
そのうち:
maxはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線中の最大輝度である;
aは変数である;
f(t)はtの関数であり、そのうちf(t)は複数の変数を含む;及び
手順C:手順Bの計算により各変数の値を得、第一公式が代表する前記グレースケール値―輝度曲線を得る。
本発明の実施例によれば、
Figure 0004503637
;或いは
Figure 0004503637
であり;
そのうちb、cは変数であり;
はパラメータであり;
maxは最大グレースケール値であり;かつ
0≦k≦2である。
また、本発明の実施例に基づき、さらに次の第二公式を含むこともできる:
Figure 0004503637
そのうち、Mはパラメータである。
本発明はさらに、カラーディスプレイに用いられるグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置を含み、このグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置は、信号生成器、光センサ、カラーアナライザ、コンピュータを含み:
前記信号生成器はn個の異なるグレースケール値のグレースケール図形を生成し、前記カラーディスプレイに入力するために用いられ、そのうち、n個の異なるグレースケール値の定義はtであり、j=1〜n、且つ4≦n≦30である;
前記光センサはカラーディスプレイが表示する各グレースケール図形の取得に用いられる;
前記カラーアナライザは前記光センサに接続され、カラーディスプレイの映像を取得した後、各グレースケール図形に対応するn個の輝度値を計測するために用いられ、そのうち、n個の輝度値の定義はYであり、j=1〜n、且つ4≦n≦30である;
前記コンピュータは前記カラーアナライザに接続され、カラーディスプレイの色彩情報を取得するために用いられ、前記コンピュータはプロセッサ及びメモリを含み、前記メモリが前記プロセッサに実行させるコンピュータソフトウェアプログラムを含み、そのうち、前記コンピュータソフトウェアプログラムが第一公式を代表する演算プログラムを含み、前記第一公式が次の通りであり:
Figure 0004503637
そのうち:
maxはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり;
aは変数であり;
eは指数(exponent)であり;
f(t)はtの関数であり、そのうち、f(t)は複数の変数を含み;
前記プロセッサがこのコンピュータソフトウェアプログラムを実行して各変数の値を得、第一公式に前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる。
f(t)については、上述のように異なる実施例があり、且つ、さらに次の第二公式を含むことができる:
Figure 0004503637
そのうちMはパラメータである。
図1に本発明のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置70の使用環境の模式図を示す。グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置70は光センサ71、カラーアナライザ72、コンピュータ73及び信号生成器74を含む。信号生成器74は特定のグレースケール図形を生成しカラーディスプレイ90に入力するために用いられ、続いて光センサ71でカラーディスプレイ90の映像を取得した後、カラーアナライザ72がカラーディスプレイ90の色彩情報(例えば各グレースケールの色温度、輝度、色度を含むなどとすることができる)を計測し、かつこれらデータをコンピュータ73に伝送して記録を行う。
従来の方法に基づき、信号生成器74が各色(赤、緑、青、白)について0〜255のグレースケール図形を生成する場合を例とすると、コンピュータ73は記録のみ行えばよく、特別な演算を経る必要なく『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。
しかし本発明は迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を得るため、信号生成器74で一部のグレースケール図形を生成し(例えば5個のグレースケール図形、赤、緑、青、白のグレースケール図形とすることができ、信号生成器74は一度に1つのグレースケール図形を生成するか、一度に複数のグレースケール図形を生成することができる)、カラーアナライザ72でこれらグレースケール図形の対応輝度を計測し、コンピュータ73で5組のグレースケール及び輝度の数値に基づきカラーディスプレイ90の『グレースケール値―輝度曲線』を計算するものである。
一般にガンマ曲線(gamma−curve)は図2に示すようにディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を描写するが、実際のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線とガンマ曲線(gamma−curve)は一部合致せず、且つ、図3の破線区域Aのように高階調時に飽和現象が出現することがあり、ガンマ曲線(gamma−curve)は実際のディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を代表するには十分でない。
しかし、図4に示すようにS曲線(S−curve)を採用した場合、ガンマ曲線(gamma−curve)グレースケール高階調飽和現象における不足を補うことができ、その数式は次の式1に示すようになり、そのうち、Lmaxはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であるが、S曲線は正確に低階調グレースケールのグレースケール値―輝度曲線を描写することができない。
Figure 0004503637
そのうち、tはグレースケール値を表し、Yは輝度値を表し、a、bはパラメータであり、eは指数(exponent)である。
以下、図5の本発明のフロー図を参照しながら、本発明の特徴について説明する。
手順501:n組の(t,Y)値を取得する。そのうち:
j=1〜n、4≦n≦30;
はj個目のグレースケール値(信号生成器74が生成するj個目のグレースケール値がt)である;
はj個目のグレースケール値(t)を前記カラーディスプレイ90上に表示したときに計測された対応する輝度値である;
本発明の信号生成器74は一部のグレースケール図形のみ生成するため迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。従来の方法ではnが256(8ビットでグレースケール値を描写すると仮定する)であるが、実験に基づき本発明のnは少なくとも4とし、当然nが大きければ大きいほど正確になるが、迅速に『グレースケール値―輝度曲線』を取得するため、nは最大30とすることを提案する。
手順502:n組の(t,Y)値を本発明の公式に代入する。本発明で発案された公式には多くのバリエーションがあるため、以下、式2を本発明の第一公式の通式とする。
Figure 0004503637
そのうち:
maxはこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度である;
aは変数であり、eは指数(exponent)である;
f(t)はtの関数である;
本発明の実施例1に基づき、f(t)は以下の式3とする。
Figure 0004503637
即ち、第一公式は次の式4となる:
Figure 0004503637
そのうち、k=1、b、cは変数であり;
はパラメータであり;
maxは最大グレースケール値(例:255)である;
実施例1はさらに第二公式が必要であり、この第二公式を次の式5に示す:
Figure 0004503637
そのうち、Mはパラメータであり、例えばM=1とする。
例えば、tmax=255、Lmax=255、n=5、M=1を例とすると、r=1、r=30、r=0.18、r=10とした場合、5組の計測されたグレースケール値に対応する輝度(t,Y、j=1〜5)は(40,1)、(140,50)、(190,135)、(220,170)、(254,254)となる。5組の計測値を式4(第一公式)及び式5(第二公式)に代入すると、以下6つの変数値が得られる:a=18.297、b=−0.095、c=0.07826、c=0.19338、c=0.72836、c=0.01995。ここにおいて、5組の計測値を式4に代入すると5つの条件を形成でき、式5は1つの条件であるため、全部で6つの条件が形成され、6つの変数値が得られる点に注意が必要である。
実施例1との最大の違いは、式5を必要としない点であり、このため条件が1つ少なくなり、変数の数も1つ少なくなる。
このとき、第一公式は次の式6とすることができる:
Figure 0004503637
そのうちk=2である。
n=5を例とすると、変数C〜Cが必要なだけであり、変数C変数は必要なく、このため、変数の数が1つ少なくなる。
実施例1との最大の違いは、f(t)が以下の式7である点である:
Figure 0004503637
そのうちk=1である。
変数bがなくなったため、式5も必要がない。
実施例1との最大の違いはf(t)が以下の式8である点である:
Figure 0004503637
そのうちk=0である。
変数bはなくなったが、実施例1に比べ変数Cが加わっており、このため、式5が必要となる。
手順503:手順502の計算により第一公式で『グレースケール値―輝度曲線』を得る。
コンピュータ73はプロセッサ731及びメモリ732を含むため、メモリ732に保存したソフトウェアプログラムを利用して計算を行い、図3のように正確な『グレースケール値―輝度曲線』を得ることができる。
上述のように、本発明はその目的、手段及び効果のどれをとっても先行技術とは異なる特徴を持っており、審査員各位のご理解を賜り一日も早い特許の批准を得て社会に貢献できることを願うものである。上述の実施例は説明のため例を挙げただけのものであり、本発明が主張する権利範囲は特許請求の範囲により定められ、上述の実施例に制限されないことに注意が必要である。
グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置の使用環境を示す模式図である。 一般的な数学のガンマ曲線図である。 一般的なディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線図である。 一般的な数学のS曲線図である。 本発明のグレースケール値―輝度曲線確立方法のフロー図である。
符号の説明
70 グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置
71 光センサ
72 カラーアナライザ
73 コンピュータ
731 プロセッサ
732 メモリ
74 信号生成器
90 カラーディスプレイ

Claims (18)

  1. 迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法であって、ディスプレイ装置の一部のグレースケール値と対応する輝度値を取得することで、グレースケール値―輝度曲線を得るものであり、前記方法が:
    手順A:n組の(t,Y)値を取得し、そのうち:
    j=1〜n、4≦n≦30であり;
    がj個目のグレースケール値であり;
    がj個目のグレースケール値(t)を前記ディスプレイ装置上に表示したときに計測された対応する輝度値であり;
    手順B:n組の(t,Y)値を少なくとも1つの公式に代入し、そのうち、前記少なくとも1つの公式が次の第一公式を含み:
    Figure 0004503637
    そのうち:
    maxが前記ディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり;
    aが変数であり;
    eが指数(exponent)であり;
    f(t)がtの関数であり、そのうちf(t)は複数の変数を含み;及び
    手順C:手順Bの計算により各変数の値を求め、第一公式で前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる;
    という手順を含む、迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  2. 前記のうち:
    Figure 0004503637
    であり;
    が変数であり;
    がパラメータであり;
    maxが最大グレースケール値であり;及び
    0≦k≦2である;
    請求項1に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  3. 前記のうち:
    Figure 0004503637
    であり;
    bが変数であり;
    が変数であり;
    がパラメータであり;
    maxが最大グレースケール値であり;及び
    0≦k≦2である;
    請求項1に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  4. 前記少なくとも1つの公式が第一公式のみを含み、且つk=1である、請求項2に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  5. 前記少なくとも1つの公式が第一公式のみを含み、且つk=2である、請求項3に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  6. 前記のうち、k=0であり、且つ、前記少なくとも1つの公式がさらに次の第二公式を含み:
    Figure 0004503637
    そのうちMがパラメータである、請求項2に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  7. 前記のうち、M=1である、請求項6に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  8. 前記のうちk=1であり、且つ、前記少なくとも1つの公式がさらに次の第二公式を含み:
    Figure 0004503637
    そのうちMがパラメータである、請求項3に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  9. 前記のうちM=1である、請求項8に記載の迅速にディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線を確立する方法。
  10. グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置であって、カラーディスプレイ上に用いられ、前記グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置が信号生成器と、光センサと、カラーアナライザと、コンピュータを含み、そのうち:
    前記信号生成器はn個の異なるグレースケール値のグレースケール図形を生成して前記カラーディスプレイに入力するために用いられ、そのうち、n個の異なるグレースケール値の定義はt ,j=1〜n、且つ4≦n≦30であり;
    前記光センサは前記カラーディスプレイに表示された各グレースケール図形を取得するために用いられ;
    前記カラーアナライザは前記光センサに接続され、前記カラーディスプレイの映像を取得した後、各グレースケール図形に対応するn個の輝度値を計測するために用いられ、そのうちn個の輝度値の定義はY ,j=1〜n、且つ4≦n≦30であり;
    前記コンピュータは前記カラーアナライザに接続され、前記カラーディスプレイの色彩情報を取得するために用いられ、前記コンピュータはプロセッサ及びメモリを含み、前記メモリが前記プロセッサに実行させるコンピュータソフトウェアプログラムを含み、そのうち、前記コンピュータソフトウェアプログラムが第一公式を代表する演算プログラムを含み、前記第一公式が:
    Figure 0004503637
    であり、そのうち:
    maxがこのディスプレイ装置のグレースケール値―輝度曲線における最大輝度であり;
    aが変数であり;
    eが指数(exponent)であり;
    f(t)がtの関数であり、そのうち、f(t)が複数の変数を含み;
    前記プロセッサが前記コンピュータソフトウェアプログラムを実行して各変数の値を取得し、第一公式に前記グレースケール値―輝度曲線を代表させる、グレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  11. 前記のうち:
    Figure 0004503637
    であり;
    が変数であり;
    がパラメータであり;
    maxが最大グレースケール値であり;及び
    0≦k≦2である;
    請求項10に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  12. 前記のうち:
    Figure 0004503637
    であり;
    bが変数であり;
    が変数であり;
    がパラメータであり;
    maxが最大グレースケール値であり;及び
    0≦k≦2である;
    請求項10に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  13. 前記少なくとも1つの公式が第一公式のみを含み、且つk=1である、請求項11に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  14. 前記少なくとも1つの公式が第一公式のみを含み、且つk=2である、請求項12に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  15. 前記のうちk=0であり、且つ前記少なくとも1つの公式がさらに次の第二公式を含み:
    Figure 0004503637
    そのうちMがパラメータである、請求項11に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  16. 前記のうちM=1である、請求項15に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  17. 前記のうちk=1であり、且つ前記少なくとも1つの公式がさらに次の第二公式を含み:
    Figure 0004503637
    そのうちMがパラメータである、請求項12に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
  18. 前記のうちM=1である、請求項17に記載のグレースケール値―輝度曲線を見付ける装置。
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