TWI394453B - 影像處理控制系統 - Google Patents

Description

影像處理控制系統

本發明係有關於一種影像處理技術，尤其是指一種根據外部環境光源狀態以及人因(ergonomic)工程需求以調整影像輸出品質之一種影像處理控制系統。

由於目前液晶顯示器產業蓬勃發展，根據統計2006年全球LCD TV已有4,270萬台，預估在2010年，全球LCD電視用戶將超越1億台。因應全球產業的兢爭激烈以及微利時代的衝擊，除了將面板之規格以及生產技術臻於完美之外，如果能夠掌握影像品質，贏得不同客群以呈現出獨特的品牌及品味，是各家業者努力的方向。

至2005年開始，日本面板業界不斷在各國在推動高畫質數位訊號，使得人們對於高畫質電視之需求與要求與日俱增。再加上發光二極體照明之革命，環境光源對於顯示器有一定程度影響，所謂高畫質影像，即人看得最舒適、感受更好之畫質。因此，過去之顯示器往往針對環境光之亮度而對顯示器之亮度、對比做調整，且較少有針對環境光色彩對顯示器作調整，但是，卻往往沒有考慮人對於畫質真正之喜好因素。

例如在習用技術中之美國專利公告US.Pat.No.7,142,218號所揭露的影像顯示裝置與方法，其係利用光偵測器感測環境光源光譜，利用色彩訊號轉換元件，將環境光譜訊號與影像輸入訊號處理，目的修正人在環境中之色適應程度以對顯示器做色彩訊號之修正。又如：美國專利公告US.Pat.No.6,952,195所揭露的一種影像顯示裝置，其係透過光偵測器感測環境光亮度，針對顯示器背光亮度作調整，使顯示器能在不同亮度光源下，能有適當之影像輸出。此外，如美國公開專利US.PUB.No.20060058925所揭露的光源控制方法，其係揭露一種可利用使外在光源配合影片情境變化，以提升觀賞者之視覺感受及氣氛之技術。該系統將輸入的訊號區分為主訊號(main data)和附加訊號(additional data)，主訊號直接輸出至顯示器播放；附加訊號則提供影片情境的相關訊息，由附加訊號之情境訊息調控外在光源，以配合該影片之情境。

本發明提供一種影像處理控制系統，其係根據初始影像之影像特徵以及外在環境光源的系統的光源輸出特徵調整輸出影像之各個影像特徵的權重，使得顯示單元能在不同環境光條件下，讓使用者能得到最舒適之觀賞條件及提供給使用者最佳影像品質。

本發明提供一種影像處理控制系統，其係可調整輸出影像之影像特徵以及根據該輸出之影像特徵，回授控制外在環境的光源系統，透過雙重控制調整的方式，使得輸出的影像可以達到符合情境以及輸出品質的效果。

在一實施例中，本發明提供一種影像處理控制系統，包括：一光模式模組，其係可偵測一外部光源之光輸出特徵以產生一光源訊息訊號；一影像處理器，其係可接收以及處理一初始影像訊號，該影像處理器更具有：一人因處理單元，其係與該光模式模組電性連接以根據該初始影像訊號之一影像特徵以及該光源訊息訊號決定出對應之權重，以得到該初始影像訊號之一校正影像特徵；一影像品質控制單元，其係與該人因處理單元電性連接，該影像品質控制單元可根據該校正影像特徵輸出一影像訊號；以及一顯示單元，其係可接收該影像訊號以輸出對應之影像。

在另一實施例中，本發明更提供一種影像處理控制系統，包括：一光模式模組，其係可偵測一外部光源之光輸出特徵以產生一光源訊息訊號；一影像處理器，其係可接收以及處理一初始影像訊號，該影像處理器更具有：一影像模式單元，其係可以根據人因資訊預先設定該初始影像之輸出模式；一人因處理單元，其係與該影像模式單元以及該光模式模組電性連接以根據該初始影像訊號之一影像特徵以及該光源訊息訊號決定出對應之權重，以得到該初始影像訊號之一校正影像特徵；一影像品質控制單元，其係與該人因處理單元電性連接，該影像品質控制單元可根據該校正影像特徵輸出一影像訊號；以及一顯示單元，其係可接收該影像訊號以輸出對應之影像。

為使 貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，下文特將本發明之裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得 審查委員可以了解本發明之特點，詳細說明陳述如下：請參閱圖一所示，該圖係為本發明之影像處理控制系統實施例示意圖。在本實施例中，該影像處理控制系統2具有一光模式模組21、一影像處理器22以及一顯示單元23。該光模式模組21可以偵測一外部光源20的光輸出特徵以產生一光訊息訊號。在本實施例中，該外部光源20可以泛指可以控制該顯示單元23所在位置之外在環境之光線輸出狀態之裝置。該影像處理器22可以接收一初始影像訊號，並根據外在環境之光線狀態以及人因特性對該初始影像訊號進行調整，以輸出一符合場景以及觀測者喜好之高品質輸出影像。該影像處理器22或該光模式模組也可以根據需要相互整合或與該顯示單元23直接整合在一起。該初始影像訊號，一般可以由影像供應業者，如：有線電視業者、無線電視業者或者是衛星電視業者所供應之節目影像。另外，該初始影像訊號也可以由影像播放器，例如：DVD播放器或VCD播放器等所播放之影像。在本實施例中，該初始影像訊號係由影像播放器25所播放之影像。該顯示單元23，其係可接收該影像訊號以輸出對應之影像。

請參閱圖二所示，該圖係為本發明圖一之實施例方塊示意圖。其中，該光模式模組21更具有一光感測元件210以及一色彩轉換單元211。該光感測元件210，其係可擷取外部環境光之參數，例如：可擷取環境光之光譜訊號或色度座標或亮度或色彩，以感測該外部光源20所輸出之光特徵以產生對應之感測訊號給該色彩轉換單元211。雖然在圖一中，該光感測元件210僅示一個，但實際上係可根據需求而在需要的位置上設置光感測元件210以增加感測之精確度。該色彩轉換單元211，其係與該光感測元件210相連接以將該感測訊號轉換成該光源訊息訊號。在本實施例中，該光源訊息訊號如：CIE－XYZ或YUV或色彩訊號，但不以此為限。該光源訊息訊號主要是代表該外部光源所產生之光線所具有之光照度、光譜、色度、色溫或其他光學相關資訊。

該影像處理器22，更具有一人因處理單元221以及一影像品質控制單元222。該人因處理單元221係與該光模式模組22電性連接以根據該初始影像訊號之影像特徵以及該光源訊息訊號決定出對應該初始影像訊號之校正影像特徵。前述之影像特徵則為該處使影像訊號之對比度、亮度、色相或飽和度等影像資訊，但不以此為限。當該人因處理單元221接收到該初始影像訊號時，會先解析出該初始影像之影像特徵值，例如：飽和度值分佈、對比度值分佈等資訊，然後根據該光源訊息訊號決定適當的權重，在圖二中可以瞭解應過該人因處理單元221之處理後，可以得到對比度、亮度、色相、飽和度等特徵分別需要調整之權重(weighting)以得到校正影像特徵。

例如：依初始影像內容之合適模式做一適合人喜好之調整，調整內容為將影像特徵之項目，依各項次做一調整給一權重控制，如亮度x1.1，對比度x1.2，飽和度x0.8等之控制，而權重控制依照環境光之資訊做一適當調整。該影像品質控制單元222，其係與該人因處理單元221電性連接，該影像品質控制單元222，將該校正影像特徵與光源訊息訊號之資訊做處理，並產生顯示單元所23需之一影像訊號。該顯示單元23，其係具有一影像驅動晶片230以及一顯示器231，該影像驅動晶片230可接收該影像品質控制單元222所輸出之影像訊號，以進行處理並將該處理之結果傳輸至該顯示器231。該顯示器231係可為一平面顯示器，例如：液晶電視或電漿電視等。此外，該顯示器231也可以為一投影顯示器，將影像投射至一顯示幕上。藉由本發明之系統可以重複多次回授控制，亦即第一次根據光源以及影像初始特徵作第一次調整後，光感測元件再將改變後之環境光訊號做一感測，如果仍有不足，再經過第二次之影像調整及光源調整，達到最佳之影像調整範圍內。

請參閱圖三所示，該圖係為本發明之影像處理控制系統第二實施例方塊示意圖。在本實施例中，基本上與圖二相同，所差異的地方為該光感測元件係由一記憶單元213所取代。該記憶單元213係可選擇為ROM或者是其他之可讀取之記憶元件。在本實施例中，該記憶單元213內儲存有各種不同影片播放場合所需要之環境光源資訊，例如：在感性的影片播出時，所需要之光源強度、亮度或者是光譜組成，又或者是在運動場景的影片播出時所需要之光源輸出特徵狀態等訊息，都儲存在該記憶單元213內。因此當該初始影像輸入時，該光模式模組21便可根據初始影像之場景，選擇適當之環境光源輸出資訊，並將該資訊傳輸至該色彩轉換單元211。至於該色彩轉換單元211接收到該光源輸出之資訊之後之動作係如同圖二所示，在此不作贅述。在另一個實施方式中，該記憶單元213更可以連接有一操作介面26，以提供使用者根據當時外部光源之狀態透過操作介面26選擇在記憶單元213中不同的燈光情景模式。請參閱圖四所示，該圖係為本發明之影像處理控制系統第三實施例方塊示意圖。在本實施例中，基本上之結構與圖二相同，差異的地方在於該光模式模組21內更偶接有一控制器212，其係與該色彩轉換單元211相連接，該光控制器212可根據該光源訊息訊號調整該外部光源20之光輸出特徵。所謂光輸出特徵，即為外部光源20所產生光線之照度、光譜資訊或色度等相關資訊。此外，該人因處理單元221更可以根據該輸出影像訊號之影像特徵產生一光校正訊號給該光模式模組21之光控制器212以調整該外部光源20之光輸出特徵。在圖五中，係為本發明之另一實施例中，其係將圖四之光感測元件以記憶單元213取代。

如圖六所示，該圖係為本發明之影像處理控制系統第五實施例方塊示意圖。在本實施例之結構係與圖二之實施例相似，差異的地方在於該影像處理器22中更具有一影像模式單元220，其係與該人因處理單元221相連接，並接收該初始影像並根據人因資訊進行顯示模式的切換以預先設定影項之顯示模式。在本實施例中，該影像模式單元220具有影像模式切換的機能，可根據初始影像之內容，判斷合適環境光模式或各種影像特質的人因對照表(look up table,LUT)之合適模式。由於不同區域的消費者之視覺特性或者是受心理物理的影響所產生對影像特徵的喜好並不相同，因此可以事先調查不同消費區域，例如：美國、歐洲、日本或者是其他國家的消費者對於色彩或者其他影像特徵(如：飽和度、對比度或者是色相等)的喜好，建立出喜好之影像特徵對照表以形成前述所謂之人因資訊。此外，在該影像模式單元中，更可以判斷影像的模式，例如：屬於感性的影像、自然的影像或者是運動型態的影像，建立出喜好影像特徵的對照表。

當影像模式單元220接收到初始影像之後，便可以根據初始影像之影像情境以及根據所屬之區域進行初始顯示模式的切換，比方說切換成運動模式或者是感性的情境模式等。此時，該初始影像之影像特徵會根據人因對照表而被調整至對應的輸出模式。經過該影像模式單元所輸出之影像訊號會進入該人因處理單元221進行處理。該人因處理單元221根據影像模式單元220之訊號，進行權重的判斷以得到一校正影像特徵，並傳至影像品質控制單元222進行處理而產生一影像訊號給該顯示單元23。請參閱圖七所示，該圖係為本發明之影像處理控制系統第六實施例方塊示意圖。在本實施例中，基本上是在圖六中之光模式模組中之光感測元件210以記憶單元取代，其目的係如同圖三所示，在此不作贅述。如圖八所示，該圖係為本發明之第七實施例示意圖。在本實施例中，該影像模式單元220更可以發出一控制訊號至該光模式模組21，使該光模式模組21之色彩轉換單元211根據該影像模式單元220所選擇之輸出模式控制該光控制器212控制外部光源20產生合乎需要之光輸出特徵以營造出符合場景之氣氛。在另一實施例中，該影像處理器21在輸出影像訊號給該顯示單元23時，該人因處理單元221也會送一模式訊號給該光模式模組21之光控制器212。該光控制器212在收到該模式訊號後，便會在調整外部光源20之光輸出特徵。在圖八之實施例中，更可以整合圖四與圖五之實施例，在圖八之實施例中增加光感測元件210以形成如圖九之實施例以及增加記憶單元213以形成如圖十之實施例。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。

綜合上述，本發明提供之影像處理控制系統可以根據初始影像之影像特徵以及外在環境光源的系統的光源輸出特徵調整輸出影像之各個影像特徵的權重，以調整影像品質。因此可以滿足業界之需求，進而提高該產業之競爭力以及帶動週遭產業之發展，誠已符合發明專利法所規定申請發明所需具備之要件，故爰依法呈提發明專利之申請，謹請 貴審查委員允撥時間惠予審視，並賜准專利為禱。

2．．．影像處理控制系統

20．．．外部光源

21．．．光模式模組

210．．．光感測元件

211．．．色彩轉換單元

212．．．光控制器

213．．．記憶單元

22．．．影像處理器

220．．．影像模式單元

221．．．人因處理單元

222．．．影像品質控制單元

23．．．顯示單元

24．．．光感測元件

25．．．影像播放器

26．．．操作介面

圖一係為本發明之影像處理控制系統實施例示意圖。

圖二係為本發明圖一之實施例方塊示意圖。

圖三係為本發明之影像處理控制系統第二實施例方塊示意圖。

圖四係為本發明之影像處理控制系統第三實施例方塊示意圖。

圖五係為本發明之影像處理控制系統第四實施例方塊示意圖。

圖六係為本發明之影像處理控制系統第五實施例方塊示意圖。

圖七係為本發明之影像處理控制系統第六實施例方塊示意圖。

圖八係為本發明之影像處理控制系統第七實施例方塊示意圖。

圖九係為本發明之影像處理控制系統第八實施例方塊示意圖。

圖十係為本發明之影像處理控制系統第九實施例方塊示意圖。

2．．．影像處理控制系統

20．．．外部光源

21．．．光模式模組

22．．．影像處理器

23．．．顯示單元

24．．．光感測元件

25．．．影像播放器

Claims (14)

1. 一種影像處理控制系統，包括：一外部光源，其係對一外在環境提供一光輸出特徵；一光模式模組，其係可產生一光源訊息訊號，該光模式模組包括：一色彩轉換單元，其係產生該光源訊息訊號；以及一光控制器，與該色彩轉換單元相連接，以根據該光源訊息訊號調整該外部光源之光輸出特徵；一影像處理器，其係可接收以及處理一初始影像訊號，該影像處理器更具有：一人因處理單元，其係與該光模式模組電性連接以根據該初始影像訊號之一影像特徵以及該光源訊息訊號決定出對應之權重，以得到該初始影像訊號之一校正影像特徵；一影像品質控制單元，其係與該人因處理單元電性連接，該影像品質控制單元可根據該校正影像特徵輸出一影像訊號；以及一顯示單元，其係設置於該外在環境內，該顯示單元可接收該影像訊號以輸出對應之影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理控制系統，其中該人因處理單元更可以根據該輸出影像訊號之影像特徵產生一光校正訊號給該光模式模組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理控制系統，其中該影像特徵係選擇為對比度、亮度、色相、飽和度以及 前述之任意組合其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理控制系統，其中該光模式模組更具有：一光感測元件，其係可感測該外部光源之光輸出特徵以產生一感測訊號給該色彩轉換單元轉換成該光源訊息訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理控制系統，其中該光模式模組更具有：一記憶單元，其係與該色彩轉換單元相連接，該記憶單元記錄有控制該外部光源之各種不同環境光源資訊，該光模式模組選擇適當之環境光源輸出資訊，並將該資訊傳輸至該色彩轉換單元轉換成該光源訊息訊號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理控制系統，其中該光輸出特徵更具有光照度、光譜、色度、色溫以及前述之任意組何其中之一。
7. 一種影像處理控制系統，包括：一外部光源，其係對一外在環境提供一光輸出特徵；一光模式模組，其係可產生一光源訊息訊號，該光模式模組包括：一色彩轉換單元，其係產生該光源訊息訊號；以及一光控制器，與該色彩轉換單元相連接，以根據該光源訊息訊號調整該外部光源之光輸出特徵；一影像處理器，其係可接收以及處理一初始影像訊 號，該影像處理器更具有：一影像模式單元，其係可以根據人因資訊預先設定該初始影像之輸出模式；一人因處理單元，其係與該影像模式單元以及該光模式模組電性連接以根據該初始影像訊號之一影像特徵以及該光源訊息訊號決定出對應之權重，以決定出該初始影像訊號之一校正影像特徵；一影像品質控制單元，其係與該人因處理單元電性連接，該影像品質控制單元可根據該校正影像特徵輸出一影像訊號；以及一顯示單元，其係設置於該外在環境內，該顯示單元可接收該影像訊號以輸出對應之影像。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該人因處理單元更可以根據該輸出影像訊號之影像特徵產生一光校正訊號給該光模式模組。
9. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該影像特徵係選擇為對比度、亮度、色相、飽和度以及前述之任意組合其中之一。
10. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該色彩轉換單元，其係更與該影像模式單元相連接以將該該影像模式單元所選擇之模式轉換成該光源訊息訊號。
11. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該光模式模組更具有： 一光感測元件，其係可感測該外部光源之光輸出特徵以產生一感測訊號給該色彩轉換單元轉換成該光源訊息訊號。
12. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該光模式模組更具有：一記憶單元，其係與該色彩轉換單元相連接，該記憶單元記錄有控制該外部光源之各種不同環境光源資訊，該光模式模組選擇適當之環境光源輸出資訊，並將該資訊傳輸至該色彩轉換單元轉換成該光源訊息訊號。
13. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該光輸出特徵更具有光照度、光譜、色度、色溫以及前述之任意組何其中之一。
14. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理控制系統，其中該影像模式單元更可輸出一模式訊號給該光模式模組。