TW201933858A - 螢幕校正方法及螢幕校正系統 - Google Patents
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Abstract
螢幕校正方法包含相機取得螢幕之全螢幕影像；感測器取得螢幕之複數個區域中之第一區域的第一光學資料；依據第一校正參數校正螢幕於第一區域的第一光學資料，以控制第一區域的發色接近目標光學資料；根據全螢幕影像與第一區域的第一光學資料產生第二區域的第二光學資料；及依據目標光學資料及第二光學資料，產生第二校正參數以校正第二光學資料，以控制第二區域的發色接近目標光學資料。
Description
本發明描述了一種螢幕校正方法及其系統，尤指一種利用相機及感測器對螢幕中之所有區域的進行光學補償的校正方法及其系統。
隨著科技日新月異，各式各樣的顯示器也被廣泛地使用。例如，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)以及有機發光二極體(Organic light emitting diode，OLED)顯示器，其具有外型輕薄、省電以及無輻射等優點，目前已被普遍地應用於多媒體播放器、行動電話、個人數位助理、電腦顯示器、或平面電視等電子產品上。然而，當顯示器在顯示畫面時，由於出產時製程的差異性或是使用者的設定，顯示出的畫面可能會發生色彩偏移的現象。例如色調偏移、白平衡偏移、色彩明度偏移等等。這些色彩偏移的現象常常會造成不討喜的發色，或是失真的發色。
當顯示器發生色彩偏移的現象時，常用的解決手段為，使用者開啟顯示器的視控調整功能(也可稱為On Screen Display，OSD)，並手動調整顯示器的各種參數。同時，使用者也必須將校正裝置(Calibrator)手動地貼近螢幕上的某一個小區域，並利用逐步修正的方式慢慢調整到自己想要的色彩。然而，以現今的校正裝置而言，由於校正裝置內之光感測器的偵測範圍有限，故僅能偵測螢幕上之單點(或是很小的範圍)的光學特性。換言之，以目前主流的大型高解析度螢幕而言，若要校正全螢幕的畫面時，使用者必須要使用校正裝置蒐集螢幕上之所有子區域的發光特性。這種光學資料蒐集的操作是屬於一種高重複性的操作，除了費時費力外，也因為校正裝置在螢幕之每一個子區域的位移量是手動控制，因此校正結果未必保證精確。
本發明一實施例提出一種螢幕校正方法，包含相機取得螢幕之全螢幕影像，感測器取得螢幕之複數個區域中之第一區域的第一光學資料，依據第一校正參數校正螢幕於第一區域的第一光學資料，以控制第一區域的發色接近目標光學資料，根據全螢幕影像與第一區域的第一光學資料產生第二區域的第二光學資料，及依據目標光學資料及第二光學資料，產生第二校正參數，以校正第二光學資料而控制第二區域的發色接近目標光學資料。
本發明另一實施例提出一種螢幕校正系統。螢幕校正系統包含螢幕、相機、感測器及處理器。螢幕包含複數個區域，用以顯示影像。相機用以取得螢幕之全螢幕影像。感測器用以貼近螢幕以取得區域性的光學資料。處理器耦接於感測器、相機及螢幕，用以校正螢幕。感測器取得螢幕之該些區域中之第一區域的第一光學資料。處理器依據第一校正參數校正螢幕於第一區域的第一光學資料，以控制第一區域的發色接近目標光學資料，根據全螢幕影像與第一區域的第一光學資料產生第二區域的第二光學資料，及依據目標光學資料及第二光學資料，產生第二校正參數以校正第二光學資料而控制第二區域的發色接近目標光學資料。
第1圖係為本發明之螢幕校正系統100之實施例的方塊圖。螢幕校正系統100包含螢幕10、相機11、感測器12以及處理器13。螢幕10包含複數個區域，用以顯示影像。在本實施例中，螢幕10可為液晶顯示螢幕、有機發光二極體螢幕等任何產生光訊號能力的表面裝置。螢幕10中的複數個區域可為複數個子畫素陣列所構成的區域。本發明不限制螢幕10中的複數個區域之形狀、數量以及尺寸。相機11用以取得螢幕10之全螢幕影像。相機11可包含具有感光元件(例如感光耦合元件，Charge Coupled Device)的鏡頭，其廣角視野可包含全螢幕的範圍。因此，當相機11面對螢幕10拍照時，可以擷取全螢幕影像。感測器12用以貼近螢幕10以取得區域性的光學資料。感測器12可包含任何種類的光學感測裝置，當螢幕10產生光訊號並顯示影像時，感測器可用以貼近螢幕10取得實質上相等於點區域或是小範圍區域的光學資料。處理器13耦接於感測器12、相機11及螢幕10，用以校正螢幕10。在本實施例中，螢幕校正系統100的目的在於依據相機11所拍攝的全螢幕影像以及感測器12所取得的點區域或是小範圍區域的光學資料，而校正整個範圍的螢幕。最終期望整個範圍的螢幕發色可以達到使用者所設定的目標光學資料。為了達到此目的，感測器12會取得螢幕10之該些區域中之第一區域的第一光學資料。處理器13依據第一校正參數校正螢幕10於第一區域的第一光學資料，以控制第一區域的發色接近目標光學資料。並且，處理器13也會根據全螢幕影像與第一區域的第一光學資料，產生第二區域的第二光學資料，並依據目標光學資料及第二光學資料，產生第二校正參數，以校正第二光學資料而控制第二區域的發色接近目標光學資料。在下文中，將引入數個實施例，以說明螢幕校正系統100的運作過程以及演算法。
第2A圖係為螢幕校正系統100中，整合螢幕10、相機11及感測器12的顯示裝置14於準備偵測顯示畫面時的示意圖。第2B圖係為螢幕校正系統100中，整合螢幕10、相機11及感測器12的顯示裝置14在偵測顯示畫面時的示意圖。在本實施例中，如第2A圖以及第2B圖所示，螢幕校正系統100可將相機11、感測器12以及螢幕10整合並設置於顯示裝置14上，使其外觀為一體成形。然而，螢幕校正系統100也可以將相機11以及感測器12與螢幕10分離，再利用無線連結傳遞資料。任何合理的技術變更或是硬體變更都屬於本發明所揭露的範疇。在第2A圖以及第2B圖中，感測器12可利用至少一個軸承轉動至螢幕10之第一區域，以貼近第一區域的方式取得第一光學資料。類似地，相機11可利用至少一個軸承轉動至螢幕10的正面，以擷取全螢幕影像。然而，感測器12可以利用任何的方式移動至螢幕的特定區域，例如利用多關節式的支撐架將感測器12移動至螢幕的特定區域。相機11也可利用滑軌或是可彎曲式的連接裝置，移動至適當的位置以擷取全螢幕影像。
第3圖係為螢幕校正系統100中，利用相機11擷取螢幕10之全螢幕影像的示意圖。如前述提及，螢幕10可為具有產生光訊號能力的表面裝置，且可被分割為多個區域。例如，螢幕10可被分割為區域R1至區域R9。區域R1至區域R9對應不同的位置，因此產生的光訊號也會不同。並且，由於相機11要移動至適當的位置以擷取全螢幕影像。因此，相機11與螢幕10存在一個距離，此距離可視為相機11能擷取到全螢幕影像的對焦距離。由於相機11與螢幕10之間具有對焦距離，因此相機11所擷取到之全螢幕影像中，每一個區域會受到環境光的影響。為了方便描述，後文將光學資料以CIE色度空間座標表示(例如CIE 1931的三維色度空間)。然而，應當理解的是，本發明所用的演算法或是流程中，並不侷限於使用CIE色度空間座標進行處理，也可以使用三原色(RGB)之色度空間座標等任何色域轉換的座標進行處理。如上所述，因全螢幕影像中，每一個區域會受到環境光的影響。因此，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之區域R1的影像光學資料可為(x1,y1,Y1)。並且，(x1,y1,Y1)可表示為： (x1,y1,Y1)= (x1’+Δx1,y1’+Δy1,Y1’+ΔY1)
其中(x1’,y1’,Y1’)為區域R1的真實發光特性，(Δx1,Δy1,ΔY1)為區域R1對應的環境光參數。相機11所擷取到區域R1之影像光學資料(x1,y1,Y1)即可視為真實發光特性(x1’,y1’,Y1’)與環境光參數(Δx1,Δy1,ΔY1)的結合。類似地，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之區域R2的影像光學資料可為(x2,y2,Y2)。並且，(x2,y2,Y2)可表示為： (x2,y2,Y2)= (x2’+Δx2,y2’+Δy2,Y2’+ΔY2)
其中(x2’,y2’,Y2’)為區域R2的真實發光特性，(Δx2,Δy2,ΔY2)為區域R2對應的環境光參數。相機11所擷取到區域R2之影像光學資料(x2,y2,Y2)即可視為真實發光特性(x2’,y2’,Y2’)與環境光參數(Δx2, Δy2, ΔY2)的結合。依此類推，區域R1至區域R9受到環境光影響後，被相機擷取的影像光學資料分別為(x1,y1,Y1)至(x9,y9,Y9)。
第4圖係為螢幕校正系統100中，感測器12依據全螢幕影像，感測螢幕中亮度最低的區域的示意圖。如前述，相機擷取區域R1至區域R9受到環境光影響後的影像光學資料分別為(x1,y1,Y1)至(x9,y9,Y9)。處理器13會依據影像光學資料(x1,y1,Y1)至(x9,y9,Y9)，判斷亮度最低的區域，在此實施例為區域R1。接著，感測器12可依據取得螢幕10之該些區域中亮度最低區域R1的第一光學資料。感測器12可用貼近螢幕10的方式取得區域R1的第一光學資料。因此，感測器12取得區域R1的第一光學資料，可視為未受環境光影響的光學資料，對應於區域R1的真實發光特性。利用前述定義，感測器12取得區域R1的第一光學資料可表示為(x1’,y1’,Y1’)。
第5圖係為螢幕校正系統100中，處理器校正亮度最低的區域R1，並估計其餘區域的真實發光特性的示意圖。接著前述步驟，感測器12可取得區域R1的第一光學資料，可視為區域R1未受到環境光影響的真實發光特性，以(x1’,y1’,Y1’)表示。並且，如前述定義，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之區域R1的影像光學資料可為(x1,y1,Y1)，可表示為(x1,y1,Y1)= (x1’+Δx1,y1’+Δy1,Y1’+ΔY1)。因此，由於區域R1的第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)可被感測器12偵測，且受到環境光影響的影像光學資料(x1,y1,Y1)可被相機11偵測。因此，對於區域R1而言，依據全螢幕影像及第一光學資料，可以推算一組環境光參數(Δx1,Δy1,ΔY1)，表示如下： (Δx1,Δy1,ΔY1)= (x1-x1’,y1-y1’,Y1-Y1’)
並且，處理器13也會依據區域R1的第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)以及使用者所設定之目標光學資料(x,y,Y)，產生第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)。換言之，在區域R1中，目標光學資料(x,y,Y)、第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)以及第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)的關係可以表示如下： (x,y,Y)=f R1
(x1’,y1’,Y1’)
其中f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)可為轉換函數，遞迴函數，或是任何色域投影函數或是矩陣。若f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)為增益矩陣G1RGB
，上述之目標光學資料(x,y,Y)與第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)可以表示如下：
第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)可以用遞迴的轉換方法轉為目標光學資料(x,y,Y)。例如，利用多次遞迴處理，將第一光學資料(x1’,y1’,Y1’)的數值逐漸偏移，最終收斂至目標光學資料(x,y,Y)。任何合理的色度座標轉換之演算法都屬於本發明所揭露的範疇。因此，在第5圖中，區域R1的發光特性最終會校正至對應目標光學資料(x,y,Y)。並且，如前述定義，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應區域R2的影像光學資料為(x2,y2,Y2)。由於全螢幕影像引入了環境光參數，因此，對應區域R2的影像光學資料為(x2,y2,Y2)可表示為(x2,y2,Y2)= (x2’+Δx2,y2’+Δy2,Y2’+ΔY2)。然而，由於只有區域R1的環境光參數(Δx1,Δy1,ΔY1)能被精準地計算。因此，對於區域R2而言，處理器13可以根據全螢幕影像與第一光學資料，計算區域R2的第二光學資料。而區域R2的第二光學資料即可視為區域R2的真實發光特性之光學資料的估計值，表示如下： (x2’,y2’,Y2’) ≈ (x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)
其中，(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)為區域R2的第二光學資料，可視為區域R2的真實發光特性之光學資料的估計值，說明如下。如前述提及，區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)可以表示如下： (x2’,y2’,Y2’) = (x2-Δx2,y2-Δy2,Y2-ΔY2)
由於感測器只偵測區域R1的發光特性，因此處理器13會將區域R1的環境光參數(Δx1,Δy1,ΔY1)取代區域R2的環境光參數(Δx2,Δy2,ΔY2)，而估計出區域R2的真實發光特性之光學資料(第二光學資料)。換句話說，當R2的環境光參數(Δx2,Δy2,ΔY2)與區域R1的環境光參數(Δx1,Δy1,ΔY1)相近時，區域R2的第二光學資料(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)會趨近於區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)。接著，處理器13也會依據區域R2的第二光學資料(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)以及使用者所設定之目標光學資料(x,y,Y)，產生第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)。換言之，在區域R2中，目標光學資料(x,y,Y)、第二光學資料(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)以及第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)的關係可以表示如下： (x,y,Y)=f R2
(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)
其中f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)可為轉換函數，遞迴函數，或是任何色域投影函數或是矩陣。若f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)為增益矩陣G2RGB
，上述之目標光學資料(x,y,Y)與第二光學資料(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)可以表示如下：
於此說明，如前述提及，第二光學資料(x2-Δx1,y2-Δy1,Y2-ΔY1)會趨近於區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)。因此，區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)，經過增益矩陣G2RGB
調整後，可以近似於目標光學資料(x,y,Y)，表示如下：
因此，在本實施例之螢幕校正系統100中，區域R1的真實發光特性可用第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)進行補償，以使區域R1的真實發光特性得以更新至對應於目標光學資料(x,y,Y)。並且，區域R2的真實發光特性可用第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)進行補償，以使區域R2的真實發光特性得以更新至趨近於目標光學資料(x,y,Y)。並且，螢幕校正系統100之螢幕10的其他區域也可以用類似的方法校正其發色，使螢幕10每一個區域之發色都能幾乎符合使用者所設定的目標光學資料(x,y,Y)。
第6圖係為螢幕校正系統100中，處理器13校正螢幕10之亮度最低的區域R1後，再校正螢幕10之其他區域的示意圖。如前述提及，由於處理器13可利用相機11以及感測器12準確地計算出區域R1的環境光參數(Δx1,Δy1, ΔY1)，且感測器12緊貼於區域R1以蒐集光學資料，因此，區域R1將可被精準地校正(利用第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)進行補償)，使其發色符合目標光學資料(x,y,Y)。而對螢幕10之剩下的區域而言，由於處理器13會利用區域R1的環境光參數以及相機11所攝之全螢幕影像，估計剩下區域的真實發光特性，再利用對應的校正參數將剩下區域的發色趨近於目標光學資料(x,y,Y)。因此，在環境光波動不大的情況下，螢幕10所顯示的影像將會大致符合目標光學資料(x,y,Y)。並且，在本實施例中，處理器13可以依據使用者所設定之目標光學資料，產生複數個測試畫面至螢幕10。螢幕10會顯示複數個測試畫面以校正影像。若螢幕10之最暗區域R1所顯示的測試畫面之真實光學特性可被更新至符合目標光學資料(x,y,Y)，則螢幕10之所有區域之真實光學特性均可以被更新至趨近於目標光學資料(x,y,Y)。這原因在於，最暗區域R1之真實光學特性會使用增益值較大的第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)進行補償，以使最暗區域R1之發色可接近目標光學資料(x,y,Y)。既然使用增益值較大的第一校正參數f R1
(xR1
,yR1
,YR1
)的最暗區域R1可以達到接近目標光學資料(x,y,Y)的發色，則使用較小增益值的校正參數(例如，區域R2使用較小增益值的第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
))的區域也必定能達到接近目標光學資料(x,y,Y)的發色。因此，若螢幕10之最暗區域R1被視為參考區域，且螢幕10的最暗區域R1支援光學補償時，螢幕10所有區域均可以支援該些測試畫面所對應的目標光學資料(x,y,Y)。然而，本發明的感測器12也不侷限於選擇螢幕10中之最暗的區域R1，在另一個實施例中，感測器12可以選擇某個特定的區域，說明如下。
第7圖係為螢幕校正系統100中，感測器12感測螢幕10中心的區域R5的示意圖。在本實施例中，感測器12可取得螢幕10之該些區域之中心區域R5的第一光學資料。由於區域R5在螢幕的中央，因此相異於前述實施例，感測器12可以直接以貼近螢幕10的方式取得區域R5的第一光學資料。換句話說，在本實施例中，感測器12取得螢幕10之該些區域中之區域R5的第一光學資料，可以在相機11取得螢幕10之全螢幕影像之前執行。亦即，使用者可直接將感測器12移至螢幕10的中心(區域R5)，無須利用全螢幕影像判斷特定亮度的區域。於此說明，第一光學資料的定義為感測器12貼近並取得對應區域的光學資料。在前述實施例中，感測器12取得螢幕10中最暗區域R1的光學資料。因此，前述實施例之第一光學資料的定義為最暗區域R1的光學資料(真實發光特性)。而在本實施例中，感測器12取得螢幕10中心區域R5的光學資料。因此，本實施例之第一光學資料的定義為螢幕10中心區域R5的光學資料，對應於區域R5的真實發光特性(未受環境光干擾)，可用(x5’,y5’,Y5’)表示。並且，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之區域R2的影像光學資料可為(x2,y2,Y2)。並且，(x2,y2,Y2)可表示為： (x2,y2,Y2)= (x2’+Δx2,y2’+Δy2,Y2’+ΔY2)
其中(x2’,y2’,Y2’)為區域R2的真實發光特性，(Δx2,Δy2,ΔY2)為區域R2對應的環境光參數。相機11所擷取到區域R2之影像光學資料(x2,y2,Y2)即可視為真實發光特性(x2’, y2’, Y2’)與環境光參數(Δx2, Δy2, ΔY2)的結合。類似地，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之中心的區域R5的影像光學資料為(x5,y5,Y5)。並且，(x5,y5,Y5)可表示為： (x5,y5,Y5)= (x5’+Δx5,y5’+Δy5,Y5’+ΔY5)
其中(x5’,y5’,Y5’)為區域R5的真實發光特性，(Δx5,Δy5,ΔY5)為區域R5對應的環境光參數。相機11所擷取到區域R5之影像光學資料(x5,y5,Y5)即可視為真實發光特性(x5’,y5’,Y5’)與環境光參數(Δx5,Δy5,ΔY5)的結合。依此類推，區域R1至區域R9受到環境光影響後，被相機擷取的影像光學資料分別為(x1,y1,Y1)至(x9,y9,Y9)。
第8圖係為螢幕校正系統100中，處理器13校正螢幕10中心的區域R5，並估計其餘區域的真實發光特性的示意圖。接著前述步驟，感測器12可取得區域R5的第一光學資料，可視為未受到環境光影響的真實發光特性，可用(x5’, y5’, Y5’)表示。並且，如前述定義，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應螢幕10之區域R5的影像光學資料可為(x5,y5,Y5)，可表示為(x5,y5,Y5)= (x5’+Δx5,y5’+Δy5,Y5’+ΔY5)。因此，由於區域R5的第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)可被感測器12偵測。因此，對於區域R5而言，依據全螢幕影像及第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)，可以取得一組環境光參數(Δx5,Δy5,ΔY5)，表示如下： (Δx5,Δy5,ΔY5)=(x5-x5’,y5-y5’,Y5-Y5’)
並且，處理器13也會依據區域R5的第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)以及使用者所設定之目標光學資料(x,y,Y)，產生對應於區域R5之校正參數f R5
(xR5
,yR5
,YR5
)。換言之，在區域R5中，目標光學資料(x,y,Y)、第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)以及校正參數f R5
(xR5
,yR5
,YR5
)的關係可以表示如下： (x,y,Y)=f R5
(x5’,y5’,Y5’)
其中f R5
(xR5
,yR5
,YR5
)可為轉換函數，遞迴函數，或是任何色域投影函數或是矩陣。若f R5
(xR5
,yR5
,YR5
)為增益矩陣G5RGB
，上述之目標光學資料(x,y,Y)與第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)可以表示如下：
第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)可以用遞迴的轉換方法轉為目標光學資料(x,y,Y)。例如，利用多次遞迴處理，將第一光學資料(x5’,y5’,Y5’)的數值逐漸偏移，最終收斂至目標光學資料(x,y,Y)。任何合理的色度座標轉換之演算法都屬於本發明所揭露的範疇。因此，在第8圖中，區域R5的發光特性最終會校正至對應目標光學資料(x,y,Y)。並且，如前述定義，相機11所擷取到之全螢幕影像中，對應區域R2的影像光學資料為(x2,y2,Y2)。由於全螢幕影像引入了環境光參數，因此，對應區域R2的影像光學資料為(x2,y2,Y2)可表示為(x2,y2,Y2)= (x2’+Δx2,y2’+Δy2,Y2’+ΔY2)。然而，由於只有區域R5的環境光參數(Δx5,Δy5,ΔY5)能被精準地計算。因此，對於區域R2而言，處理器13可以根據全螢幕影像與第一光學資料，計算區域R2的第二光學資料。而區域R2的第二光學資料即可視為區域R2的真實發光特性之光學資料的估計值，表示如下： (x2’,y2’,Y2’) ≈ (x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)
其中，(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)為區域R2的第二光學資料，可視為區域R2的真實發光特性之光學資料的估計值，說明如下。如前述提及，區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)可以表示如下： (x2’,y2’,Y2’) = (x2-Δx2,y2-Δy2,Y2-ΔY2)
由於感測器只偵測區域R5的發光特性，因此處理器13會將區域R5的環境光參數(Δx5,Δy5,ΔY5)取代區域R2的環境光參數(Δx2,Δy2,ΔY2)，而估計出區域R2的真實發光特性之光學資料(第二光學資料)。換句話說，當R2的環境光參數(Δx2, Δy2, ΔY2)與區域R5的環境光參數(Δx5, Δy5, ΔY5)相近時，區域R2的第二光學資料(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)會趨近於區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)。接著，處理器13也會依據區域R2的第二光學資料(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)以及使用者所設定之目標光學資料(x,y,Y)，產生第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)。換言之，在區域R2中，目標光學資料(x,y,Y)、第二光學資料(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)以及第二校正參數f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)的關係可以表示如下： (x,y,Y)=f R2
(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)
其中f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)可為轉換函數，遞迴函數，或是任何色域投影函數或是矩陣。若f R2
(xR2
,yR2
,YR2
)為增益矩陣G2RGB
，上述之目標光學資料(x,y,Y)與第二光學資料(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)可以表示如下：
於此說明，如前述提及，第二光學資料(x2-Δx5,y2-Δy5,Y2-ΔY5)會趨近於區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)。因此，區域R2的真實發光特性之光學資料(x2’,y2’,Y2’)，經過增益矩陣G2RGB
調整後，可以近似於目標光學資料(x,y,Y)，表示如下：
類似前述實施例，本實施例之螢幕校正系統100中，區域R5的真實發光特性可被補償至對應於目標光學資料(x,y,Y)。並且，區域R2的真實發光特性可被補償至趨近於目標光學資料(x,y,Y)。並且，螢幕校正系統100之螢幕10的其他區域也可以用類似的方法校正其發色，使螢幕10每一個區域之發色都能幾乎符合使用者所設定的目標光學資料(x,y,Y)。
第9圖係為螢幕校正系統100中，處理器13校正螢幕10中心的區域R5後，再校正螢幕10之其他區域的示意圖。如前述提及，由於處理器13可利用相機11以及感測器12準確地計算出區域R5的環境光參數(Δx5,Δy5, ΔY5)，且感測器12緊貼於區域R5以蒐集光學資料，因此，區域R5的將可被精準地校正，其發色符合目標光學資料(x,y,Y)。而對螢幕10之剩下的區域而言，由於處理器13會利用區域R5的環境光參數(Δx5, Δy5, ΔY5)以及相機11所攝之全螢幕影像，估計剩下區域的真實發光特性，再利用對應的校正參數將剩下區域的發色趨近於目標光學資料(x,y,Y)。因此，在環境光波動不大的情況下，螢幕10所顯示的影像將會大致符合目標光學資料(x,y,Y)。類似地，處理器13可以依據使用者所設定之目標光學資料，產生複數個測試畫面至螢幕10。螢幕10會顯示複數個測試畫面以校正影像。在本實施例中，即使螢幕10之中心的區域R5所顯示的測試畫面之真實光學特性可被更新至符合目標光學資料(x,y,Y)，但未必能保證螢幕10之所有區域之真實光學特性均可以被更新至趨近於目標光學資料(x,y,Y)。這原因在於，螢幕10之中心的區域R5未必是螢幕10中最暗的區域。因此，當螢幕10之中心的區域R5利用校正參數補償其發色至符合目標光學資料(x,y,Y)時，螢幕10中某些極暗的區域未必能支援高增益值的校正參數，而將其發色補償至符合目標光學資料(x,y,Y)。舉例而言，使用者所設定的目標光學資料(x,y,Y)對應色溫6500K且亮度為230nits(平方燭光)。然而，雖然螢幕10之中心的區域R5可以被校正至符合亮度為230nits的水準，螢幕10之某些區域可能無法達到亮度為230nits的水準。因此，為了避免螢幕10中的亮度分佈不均勻，螢幕校正系統100將會調整目標光學資料(x,y,Y)。例如，螢幕校正系統100將目標光學資料(x,y,Y)對應的亮度由230nits調降至210nits，以使螢幕10所有的區域都能呈現一致性的亮度。換句話說，當處理器13所產生之對應使用者之目標光學資料(x,y,Y)的該些測試畫面於螢幕10中無法被某些區域支援，則處理器13會微調目標光學資料(x,y,Y)，以產生調整後的目標光學資料。例如將目標光學資料(x,y,Y)的亮度值微調，以產生調整後的目標光學資料。因此，螢幕10中的所有區域的發色將可被一致性地校正至趨近於調整後的目標光學資料，故也能達到發色均勻的功效。
承上述實施例，若處理器13所產生之對應使用者之目標光學資料(x,y,Y)的該些測試畫面於螢幕10中可被螢幕10之所有區域支援，表示螢幕10有足夠的兼容能力以滿足使用者的設定。因此，目標光學資料(x,y,Y)將不會被微調，螢幕10的所有區域最終會顯示符合目標光學資料(x,y,Y)的發色。在上述多個實施例中，感測器12所取得的第一光學資料可為螢幕10中之最暗區域(例如前述之區域R1)的真實發光特性，也可以為螢幕10中之中心區域(例如前述之區域R5)的真實發光特性。處理器13會依據感測器12所取得的第一光學資料與全螢幕影像，計算對應的環境光，並依此估測出每一個區域的真實發光特性，再將每一個區域的發色補償至趨近於符合目標光學資料(x,y,Y)的水準。然而，本發明也不以此為限制，例如，感測器12可以取得螢幕10中之任意一個區域的第一光學資料，隨後再對其他區域進行光學補償。在螢幕10中的每一個區域進行光學補償後，使用者可以利用感測器12手動偵測，或是利用處理器13自動偵測每一個區域所對應的光學資料，以驗證所有區域對應之光學資料是否一致。因此，在螢幕10校正完成後，使用者觀看螢幕10的影像會由於發色均勻的特性，而增加舒適度以及視覺體驗。
第10圖係為螢幕校正系統100中，執行螢幕校正方法的流程圖。螢幕校正方法可包含步驟S101至步驟S105。任何合理的步驟變更都屬於本發明所揭露的範疇。步驟S101至步驟S105描述於下。
步驟S101至步驟S105的運作已經詳述於前文，故於此將不再贅述。螢幕校正系統100利用步驟S101至步驟S105的流程，可以實現便利的螢幕校正操作以及高品質的螢幕校正結果。
綜上所述，本發明描述了一種螢幕校正方法及其系統。使用者不需要利用感測器重複執行蒐集光學資料的步驟，僅需要利用相機取得全螢幕畫面，以及利用感測器取得某一個區域性的光學資料即可。螢幕校正系統可以根據某一個區域性的光學資料以及全螢幕畫面，計算某一個區域的環境光參數和校正參數。接著，螢幕校正系統可以逐步估測出其他區域的校正參數。因此，螢幕校正系統可以利用每一個區域的校正參數，將其發色進行補償，最終讓全部區域都能趨近於符合使用者設定之目標光學資料的水準。因此，相較於傳統之螢幕校正系統，本發明之螢幕校正系統至少具有下列優點。第一、由於使用者僅需將感測器進行單次操作，取得特定區域的光學資料，因此避免了高重複性的操作行為，可以大幅降低操作時間。第二、由於處理器可以自動估計出每一個區域的校正參數而將其發色進行補償，故可避免傳統之螢幕校正系統因校正裝置在螢幕之每一個區域的位移量為手動控制，而產生校正誤差的問題。 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。
100‧‧‧螢幕校正系統
10‧‧‧螢幕
11‧‧‧相機
12‧‧‧感測器
13‧‧‧處理器
14‧‧‧顯示裝置
R1至R9‧‧‧區域
S101至S105‧‧‧步驟
第1圖係為本發明之螢幕校正系統之實施例的方塊圖。 第2A圖係為第1圖之螢幕校正系統中，整合螢幕、相機及感測器的顯示裝置於準備偵測顯示畫面時的示意圖。 第2B圖係為第1圖之螢幕校正系統中，整合螢幕、相機及感測器的顯示裝置在偵測顯示畫面時的示意圖。 第3圖係為第1圖之螢幕校正系統中，利用相機擷取螢幕之全螢幕影像的示意圖。 第4圖係為第1圖之螢幕校正系統中，感測器依據全螢幕影像，感測螢幕中亮度最低的區域的示意圖。 第5圖係為第1圖之螢幕校正系統中，處理器校正亮度最低的區域，並估計其餘區域的真實發光特性的示意圖。 第6圖係為第1圖之螢幕校正系統中，處理器校正螢幕之亮度最低的區域後，再校正螢幕之其他區域的示意圖。 第7圖係為第1圖之螢幕校正系統中，感測器感測螢幕中心的區域的示意圖。 第8圖係為第1圖之螢幕校正系統中，處理器校正螢幕中心的區域，並估計其餘區域的真實發光特性的示意圖。 第9圖係為第1圖之螢幕校正系統中，處理器校正螢幕中心的區域後，再校正螢幕之其他區域的示意圖。 第10圖係為第1圖之螢幕校正系統中，執行螢幕校正方法的流程圖。
Claims (21)
- 一種螢幕校正方法，包含： 一相機取得一螢幕之一全螢幕影像； 一感測器取得該螢幕之複數個區域中之一第一區域的第一光學資料； 依據一第一校正參數校正該螢幕於該第一區域的該第一光學資料，以控制該第一區域的發色接近目標光學資料； 根據該全螢幕影像與該第一區域的該第一光學資料產生一第二區域的第二光學資料；及 依據該目標光學資料及該第二光學資料，產生該第二校正參數，以校正該第二光學資料，以控制該第二區域的發色接近該目標光學資料。
- 如請求項1所述之方法，其中該感測器取得該螢幕之該些區域中該第一區域的該第一光學資料，係為該感測器依據該全螢幕影像，取得該螢幕之該些區域中一亮度最低區域的該第一光學資料。
- 如請求項1所述之方法，其中該第二光學資料趨近於該第二區域之一真實發光特性，該第一光學資料對應於該第一區域之一真實發光特性，該方法另包含： 依據該全螢幕影像及該第一光學資料，取得一組環境光參數。
- 如請求項3所述之方法，其中依據該目標光學資料及該第二光學資料，產生該第二校正參數，以校正該第二光學資料使其接近該目標光學資料，係為依據該目標光學資料及該第二光學資料，產生該第二校正參數，並利用該第二校正參數將該第二區域的一真實發光特性進行補償，以使該第二區域的該真實發光特性趨近於該目標光學資料。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一光學資料及該第二光學資料係為兩CIE色度空間座標的資料或兩三原色(RGB)之色度空間座標的資料。
- 如請求項1所述之方法，其中取得該螢幕之該區域的該第一光學資料，係為取得該螢幕之一中心區域的該第一光學資料。
- 如請求項6所述之方法，另包含： 設定該目標光學資料； 依據該目標光學資料，產生複數個測試畫面至該螢幕；及 若該些測試畫面於該螢幕中無法符合該目標光學資料，調整該目標光學資料，以產生調整後的目標光學資料。
- 如請求項1或6所述之方法，另包含： 設定該目標光學資料；及 依據該目標光學資料，產生複數個測試畫面至該螢幕； 其中該些測試畫面對應的該目標光學資料被該螢幕之該些區域支援。
- 如請求項1或6所述之方法，其中該第一光學資料對應於該第一區域之一真實發光特性，該第二光學資料趨近於該第二區域之一真實發光特性，且取得該螢幕之該全螢幕影像，係在該感測器取得該螢幕之該些區域中之該第一區域的該第一光學資料之後執行。
- 如請求項1或6所述之方法，另包含： 偵測該螢幕之該些區域中每一區域對應的光學資料，以驗證該些區域對應之光學資料是否一致。
- 如請求項1所述之方法，其中該相機、該感測器及該螢幕設置於一顯示裝置上，該相機利用至少一軸承轉動至該螢幕的正面，以擷取該全螢幕影像，且該感測器利用至少一軸承轉動至該螢幕之該第一區域，以貼近該第一區域的方式取得該第一光學資料。
- 一種螢幕校正系統，包含： 一螢幕，包含複數個區域，用以顯示影像； 一相機，用以取得該螢幕之一全螢幕影像； 一感測器，用以貼近該螢幕以取得區域性的光學資料；及 一處理器，耦接於該感測器、該相機及該螢幕，用以校正該螢幕； 其中該感測器取得該螢幕之該些區域中之一第一區域的第一光學資料，該處理器依據一第一校正參數校正該螢幕於該第一區域的該第一光學資料，以控制該第一區域的發色接近一目標光學資料，根據該全螢幕影像與該第一區域的該第一光學資料產生一第二區域的第二光學資料，及依據該目標光學資料及該第二光學資料，產生該第二校正參數，以校正該第二光學資料而控制該第二區域的發色接近該目標光學資料。
- 如請求項12所述之系統，其中該感測器依據該全螢幕影像，取得該螢幕之該些區域中一亮度最低區域的該第一光學資料。
- 如請求項12所述之系統，其中該第二光學資料趨近於該第二區域之一真實發光特性，該第一光學資料對應於該第一區域之一真實發光特性，且該處理器依據該全螢幕影像及該第一光學資料，取得一組環境光參數。
- 如請求項14所述之系統，其中該處理器依據該目標光學資料及該第二光學資料，產生該第二校正參數，並利用該第二校正參數將該第二區域的一真實發光特性進行補償，以使該第二區域的該真實發光特性趨近於該目標光學資料。
- 如請求項12所述之系統，其中該第一光學資料及該第二光學資料係為兩CIE色度空間座標的資料或兩三原色(RGB)之色度空間座標的資料。
- 如請求項12所述之系統，其中該感測器取得該螢幕之一中心區域的該第一光學資料。
- 如請求項17所述之系統，其中該處理器設定該目標光學資料，依據該目標光學資料，產生複數個測試畫面至該螢幕，及若該些測試畫面於該螢幕中無法符合該目標光學資料，該處理器調整該目標光學資料以產生調整後的目標光學資料。
- 如請求項12或17所述之系統，其中該處理器設定該目標光學資料，並依據該目標光學資料，產生複數個測試畫面至該螢幕，且該些測試畫面對應的該目標光學資料被該螢幕之該些區域支援。
- 如請求項12或17所述之系統，其中該第一光學資料對應於該第一區域之一真實發光特性，該第二光學資料趨近於該第二區域之一真實發光特性，且該相機取得該螢幕之該全螢幕影像，係在該感測器取得該螢幕之該些區域中之該第一區域的該第一光學資料之後執行。
- 如請求項12或17所述之系統，其中該螢幕之該些區域中每一區域對應的光學資料會被偵測，以驗證該些區域對應之光學資料是否一致。
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