TW201606732A - 影像調整方法及其顯示器 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種可偵測灰階分佈來調整畫面亮度的影像調整方法及其顯示器。該影像調整方法包含有產生一影像之一灰階分佈圖、將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區間，比較該第一區間的像素數量與一門檻值、以及根據比較結果利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度。該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值。該第一區間的該像素數量大於該門檻值時，該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。

Description

影像調整方法及其顯示器

本發明係提供一種影像調整方法及其顯示器，尤指一種可偵測灰階分佈來調整畫面亮度的影像調整方法及其顯示器。

隨著科技的進步，以往的大型計算機主機被設計成適於應用在家庭生活的個人電腦。個人電腦提供消費者使用網際網路、執行應用文書軟體和/或娛樂性質的遊戲軟體。當個人電腦在執行遊戲軟體時，顯示器的畫面可能會隨著遊戲內容產生迅捷的區域性亮度變化，然而消費者的視力通常難以適應畫面的快速亮度改變，例如傳統的顯示器畫面從明亮場景突然轉換到暗色系背景時，消費者將難以辨認出暗色系畫面內的顯示影像。請參閱第1圖，第1圖為習知技術之可調整畫面亮度顯示器的伽瑪曲線圖。圖中的曲線B是畫面亮度未調整前的伽瑪曲線，曲線A是因畫面偏黑而調整的伽瑪曲線，曲線C是因畫面偏白而調整的伽瑪曲線。如第1圖可知，傳統的畫面亮度調整方法係統一調整畫面的全部像素，畫面中有不需改變亮度的影像區塊也會被一併調整，易造成影像品質不穩定的缺點。

本發明係提供一種可偵測灰階分佈來調整畫面亮度的影像調整方法及其顯示器，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種影像調整方法，包含有產生一影像之一灰階分佈圖、將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區 間，比較該第一區間的像素數量與一門檻值、以及根據比較結果利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度。該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值。該第一區間的該像素數量大於該門檻值時，該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。

本發明之申請專利範圍另揭露一種顯示器，包含有一面板單元以及一控制器。該面板單元用來顯示一影像。該控制器電連接該面板單元。該控制器產生該影像之一灰階分佈圖，並將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區間，該控制器另比較該第一區間的像素數量與一門檻值，以根據比較結果利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度。該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值。該控制器在該第一區間的該像素數量大於該門檻值時，透過該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。

本發明之影像調整方法及其顯示器可根據影像的整體或特定區域亮度來判斷場景是否轉換；若場景切換到較暗的畫面，進一步分析影像的灰階分佈圖以找出暗色背景中的高亮度區塊圖標，並依據預設的修正函數降低高亮度區塊圖標的對應像素的亮度，使高亮度區塊圖標在畫面的暗色背景中不致顯得刺眼，既可維持影像內不同圖案間的明暗對比，也能保持影像的清晰度。相較先前技術，本發明可有效提升顯示器的畫面品質，具較佳市場競爭力。

10‧‧‧顯示器

12‧‧‧面板單元

14‧‧‧控制器

CL、CL1、CL2、CL3‧‧‧曲線

500、502、504、506、508、510、512、514‧‧‧步驟

第1圖為習知技術之可調整畫面亮度顯示器的伽瑪曲線圖。

第2圖為本發明實施例之顯示器之功能方塊圖。

第3圖為本發明實施例之顯示器所顯示影像之灰階分佈圖。

第4圖為本發明實施例之亮度變化的曲線圖。

第5圖為本發明實施例之影像調整方法之流程圖。

請參閱第2圖，第2圖為本發明實施例之顯示器10之功能方塊圖。顯示器10包含彼此電連接的面板單元12以及控制器14。控制器14係根據接收到的主機端資料來驅動面板單元12顯示影像。當顯示器10顯示由明亮處進入陰暗處的影像時，使用者因為其視野範圍的驟然明暗轉換，通常會難以看清影像內暗色背景中的部分高亮度區塊圖標或其它對應圖案，故控制器14可藉由解析影像的灰階分佈圖找出該部分的高亮度區塊圖標，並根據像素數量等參數判斷是否需降低此區塊圖標的像素亮度，以使顯示器10的影像細節可更為清晰分明。

舉例來說，當顯示器10播放的是遊戲畫面影像，影像顯示了從明亮室外轉移到陰暗室內的場景切換時，若室內場景有諸如光源的區塊圖標，光源和其它暗色背景的亮度差異會破壞整體影像的辨識度。因此，本發明顯示器10可自動找出室內場景裡的明亮區塊圖標，並依據明亮區塊圖標的初始值修正其強度(降低亮度)，以期在突顯出畫面明暗對比的同時也兼顧影像細節的辨識度。

請參閱第3圖至第5圖。第3圖為本發明實施例之顯示器10所顯示影像之灰階分佈圖，其中橫軸代表影像的各種灰階值，縱軸表示各灰階值在影像中分佈的數量。第4圖為本發明實施例之亮度變化的曲線圖，其中橫軸表示影像的各種灰階值，縱軸代表每一種灰階值的強度。第5圖為本發明實施例之影像調整方法之流程圖，第5圖所示之影像調整方法適用於第1圖所示之顯示器10。

控制器10可具有分析單元或調整單元(未標示於圖中)，用以進行 影像分析、灰階分析及像素調整的功能。控制器10的記憶體(未標示於圖中)可預設用來判斷影像亮度的參考值、和用來判斷像素數量的門檻值，且還預先儲存一筆修正函數。首先，執行步驟500與步驟502，啟動顯示器10的影像調整功能，控制器10比較影像亮度與參考值，開始判斷影像畫面是明亮場景還是陰暗場景。影像亮度高於參考值時，表示影像內的畫面處於明亮場景，不需進行像素亮度的調校，如步驟504。當影像亮度低於參考值，代表影像內的畫面為陰暗場景，需進一步判斷是否要利用修正函數進行像素調校。接著，執行步驟506，控制器10依據顯示影像產生對應的灰階分佈圖，如第3圖所示，灰階分佈圖可看出不同灰階值的分佈數量情況。接著，執行步驟508與步驟510，將灰階分佈圖至少切分為第一區間Z1與第二區間Z2，並比較第一區間Z1的像素數量與門檻值。其中，灰階值較大的範圍定義為第一區間Z1，灰階值較小的則為第二區間Z2。本發明另可將灰階分佈圖切分成兩個以上的區間，且把灰階值最大的區間定義為第一區間Z1，用以找出室內場景的高亮度區塊圖標。

影像的灰階分佈圖可切分成兩個或兩個以上的區間，像素值較低的區間代表影像內的暗色背景，本發明影像調整方法所述之比較影像亮度與參考值的步驟502可根據設計需求，自行決定是要依據第一區間Z1與第二區間Z2的像素分佈去判斷影像亮度是否低於參考值、或是依據第二區間Z2的像素數量去判斷影像亮度是否低於參考值。當影像亮度低於參考值，表示影像畫面從明亮的室外場景切換到陰暗的室內場景，如此始可啟動本案的影像調整方法以在不同遊戲場景的轉移間取得最佳亮度調校效果。此外，本發明並非限制影像畫面從明亮的室外場景切換到陰暗的室內場景，亦可僅針對暗場景畫面進行調整。

第一區間Z1的像素數量小於門檻值時，代表高亮度區塊圖標的 面積小，對影像中整體畫面的影響不大，故執行步驟512，控制器10不改變第一區間Z1的像素亮度(Luma index)。當第一區間Z1的像素數量大於門檻值，表示高亮度區塊圖標在影像中佔有一定比例的面積，故執行步驟514，控制器10利用修正函數降低第一區間Z1內的像素亮度(Luma index)，藉此減緩高亮度圖標和暗色背景的對比差異。此外，本發明亦不排除不論第一區間Z1的像素數量多少都執行步驟514。特別一提的是，修正函數的特徵值隨著影像之灰階分佈差異而改變，例如在特定區間內的像素亮度越高，修正函數的修正量較大；特定區間內的像素亮度越低，修正函數的修正量則相應減少。在第5圖中，曲線CL是調整前的初始像素亮度。若第一區間Z1的像素亮度較高(例如Luma index介於8~15)，修正函數將曲線CL修改為曲線CL1；若第一區間Z1的像素亮度中等(例如Luma index介於5~7)，修正函數將曲線CL修改為曲線CL2；若第一區間Z1的像素亮度較低(例如Luma index介於0~4)，修正函數則將曲線CL修改為曲線CL3。

修正函數可以是對應於第一區間Z1的灰階數量的數字序列，影像調整方法係將第一區間Z1內所有像素分別減去來自修正函數(數字序列)的預設值，藉此修正曲線CL在第一區間Z1內各像素的強度。或者，修正函數還可透過比例換算的方式，將第一區間Z1內所有像素以相同比例降低其像素亮度、或是第一區間Z1的每一個像素依據各自對應比例換算，以分別降低全部的像素亮度。曲線CL的修正量隨其初始亮度而定，初始亮度越高，修正變化越大；初始亮度較低，修正變化較緩，如第4圖所示。修正函數的運算方式可不限於前面列舉的數種方法，端視設計需求而定，於此不再對其它適用的運算函數詳加說明。

本發明之影像調整方法及其顯示器可根據影像的整體或特定區域亮度來判斷場景是否轉換；若場景切換到較暗的畫面，進一步分析影像的灰 階分佈圖以找出暗色背景中的高亮度區塊圖標，並依據預設的修正函數降低高亮度區塊圖標的對應像素的亮度，使高亮度區塊圖標在畫面的暗色背景中不致顯得刺眼，同時維持暗色背景的顯示狀態，既可維持影像內不同圖案間的明暗對比，也能保持影像的清晰度。相較先前技術，本發明可有效提升顯示器的畫面品質，具較佳市場競爭力。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

500、502、504、506、508、510、512、514‧‧‧步驟

Claims (14)

1. 一種影像調整方法，包含有：產生一影像之一灰階分佈圖；將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區間，其中該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值；比較該第一區間的像素數量與一門檻值；以及根據比較結果利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度；其中，該第一區間的該像素數量大於該門檻值時，該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。
2. 如請求項1所述之影像調整方法，其中該第一區間的該像素數量小於該門檻值時，該修正函數不改變該第一區間的該像素亮度。
3. 如請求項1所述之影像調整方法，其中該修正函數隨該影像之灰階分佈差異而改變。
4. 如請求項1所述之影像調整方法，另包含有：判斷該影像亮度是否低於一參考值。
5. 如請求項4所述之影像調整方法，其中該影像亮度低於該參考值時，才決定是否利用該修正函數調整該第一區間的該像素亮度。
6. 如請求項4所述之影像調整方法，其中判斷該影像亮度是否低於該參考值係為：依據該第一區間與該第二區間的像素分佈去判斷該影像亮度是否低於該參考值。
7. 如請求項4所述之影像調整方法，其中判斷該影像亮度是否低於該參考值係為：依據該第二區間的像素數量去判斷該影像亮度是否低於該參考值。
8. 一種顯示器，包含有：一面板單元，用來顯示一影像；以及一控制器，電連接該面板單元，該控制器產生該影像之一灰階分佈圖，並將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區間，該控制器另比較該第一區間的像素數量與一門檻值，以根據比較結果利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度；其中，該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值，且該控制器在該第一區間的該像素數量大於該門檻值時，透過該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。
9. 如請求項8所述之顯示器，其中該控制器另在該第一區間的該像素數量小於該門檻值時不改變該第一區間的該像素亮度。
10. 如請求項8所述之顯示器，其中該修正函數隨該影像之灰階分佈差異而改變。
11. 如請求項8所述之顯示器，其中該控制器判斷該影像亮度是否低於一參考值，以決定是否利用該修正函數調整該第一區間的該像素亮度。
12. 如請求項11所述之顯示器，其中該控制器依據該第一區間與該第二區間的像素分佈、或依據該第二區間的像素數量去判斷該影像亮度是否低於該參考值。
13. 一種影像調整方法，包含有：產生一影像之一灰階分佈圖；將該灰階分佈圖至少切分為一第一區間與一第二區間，其中該第一區間的灰階值大於該第二區間的灰階值；利用一修正函數調整該第一區間的各像素亮度；以及依據該第二區間的像素數量去判斷該影像亮度是否低於一參考值；其中，當該影像亮度是低於該參考值，該修正函數降低該第一區間的該像素亮度。
14. 如請求項13述之顯示器，另包含有：比較該第一區間的像素數量與一門檻值；以及當該第一區間的像素數量大於該門檻值且該影像亮度是低於該參考值時，利用該修正函數調整該第一區間的各像素亮度。