TWI447704B - 將輸入影像之像素的色彩輸入值進行色域映射為ｒｇｂｗ輸出值，以應用於ｒｇｂｗ顯示的方法，以及使用該方法的顯示模組、顯示控制器與設備 - Google Patents

將輸入影像之像素的色彩輸入值進行色域映射為ｒｇｂｗ輸出值，以應用於ｒｇｂｗ顯示的方法，以及使用該方法的顯示模組、顯示控制器與設備 Download PDF

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Description

將輸入影像之像素的色彩輸入值進行色域映射為RGBW輸出值，以應用於RGBW顯示的方法，以及使用該方法的顯示模組、顯示控制器與設備
本發明係關於一種將輸入影像之像素的色彩輸入值進行色域映射為RGBW輸出值以應用於RGBW顯示的方法，特別是有關包含RGBW顯示的顯示模組以及用於控制RGBW顯示的顯示控制器，更特別是包含該顯示模組的設備。
在今日，矩陣顯示器已廣泛地使用於大量的不同應用中，其範圍涵蓋了從行動以及手持式裝置諸如：行動電話與數位相機的小尺寸顯示器，到電視與電腦監視器的大尺寸顯示器。典型的矩陣顯示器中具有許多排列成矩陣形式的紅色、綠色以及藍色像素。這類的矩陣顯示器亦可稱之為RGB顯示器。以適當的驅動信號驅動紅色、綠色，以及藍色像素，則可使用這些紅色、綠色，以及藍色像素組成一全彩(complete full-color)的影像。當色彩輸入值是RGB輸入值，該些驅動信號可以直接由RGB輸入值作決定。當色彩輸入值是其它的色彩格式，例如YUV輸入值，則決定驅動信號可能需包含一個YUV輸入值對RGB輸入值的色彩轉換過程，然後由RGB輸入值決定驅動信號。典型上顯示具有最大亮度的白色影像，是以最大驅動準位來驅動紅色、綠色，以及藍色像素作顯示。目前，最受到歡迎的矩陣顯示器類型是液晶顯示器(LCD)，但具有替代性的類型，例如有機發光二極體顯示器(OLED)，也已被引入市場中。矩陣顯示器可以係被動矩陣顯示器，也可以係主動矩陣顯示器。液晶顯示器可以是反射式(reflective)、透射式(transmissive)，或半穿透/反射式(transflective)的顯示器。一液晶顯示器通常使用背光源或前光源來產生光線，並具有使用相對應彩色濾光片(color filters)所形成的紅色、綠色，以及藍色像素。
近來，除了紅色、綠色，以及藍色像素之外，另外又具有亮度強化像素的顯示器已被採用。亮度強化像素一般是白色像素，但也可替代以例如黃色像素。這類的矩陣顯示器可以稱之為RGBW顯示器。當以最大驅動準位來驅動一個白色像素時，其亮度基本上則等同於紅色、綠色，以及藍色像素以最大驅動準位作驅動所組成的亮度，但也可能稍有不同。在下文中，亮度強化像素可以被視作為白色像素且反之亦然，但並不以此限制亮度強化像素僅係為白色像素。
相較於RGB顯示器，藉由使用亮度強化像素的RGBW顯示器增加了最大顯示亮度。當顯示器是由背光源(或是反射式顯示器中的前光源)所照明，則背光源的亮度可以額外或選擇性地減少，以降低功率消耗，但仍能具有相同的最大亮度。所謂相同最大亮度，是指具有相同的絕對亮度，或是已減少背光源亮度的RGBW顯示器與未減少背光源亮度的RGB顯示器，由觀察者感知到相同的最大亮度。RGBW顯示器也因此被認為較RGB顯示器更有效率。
RGBW顯示器效率上的增進，可能是RGBW顯示器比RGB顯示器更為有利的原因，例如將其應用於重視顯示亮度的設備之顯示器上，像是行動電話的顯示器，因為其經常在戶外的強烈日光下被使用。然而，RGBW顯示器也有其缺點：它可能出現已知的同時對比人為誤差(simultaneous contrast artifact)。同時對比是定義為完全飽合影像部份相對於全白色影像的相對亮度。RGBW顯示器的同時對比可能係一個值得考慮的因素，因為其小於RGB顯示器的同時對比。因此，在假設RGBW顯示器與RGB顯示器的白色部份具有相同亮度的情況下，RGBW顯示器上具有飽合色的影像部份會比RGB顯示器上具有飽合色的影像部份顯得較黯淡。此效應一般係稱作同時對比人為誤差。此同時對比人為誤差形成的些許不自然與不實際，可能會造成觀察者在感受上的困擾。
在先前技術的方法，是降低全部影像中白色像素的貢獻，以減少同時對比的效應。在全部影像中白色像素的貢獻度可視為亮度強化像素使用係數，也可視為白色像素使用比例(White Pixel Utilization Ratio,WPUR)。白色像素使用比例可以用作為將RGB資料轉換為RGBW驅動準位的考量因素，用以限制白色像素的貢獻程度。低白色像素使用比例可能具有良好的同時對比，但也可能造成僅有些微的亮度增強。另一方面，高白色像素使用比例可能導致大幅的亮度增強，但也可能具有不佳的同時對比。先前技術方法中使用70%的數值作為白色像素使用比例，以獲得在亮度增強與同時對比惡化之間的折衷方案。在色彩輸入值映射為RGBW輸出值以及/或是白色像素相對區域的過程中，白色像素使用比例可以作色彩映射的係數。
然而，當使用70%的數值作為白色像素使用比例時，一個只具有非飽合色的影像必須妥協在大於其實際所需的亮度增強程度，以保持同時對比係在可接受的水準。此外，當使用70%的數值作為白色像素使用比例時，具有大量高飽合色的影像可能在同時對比上也須作重大且顯著的妥協。
本發明之一目的在於減少同時對比人為誤差。而本發明的另一目的在於控制同時對比的程度。
在一實施例中，本發明提供一種將輸入影像之像素的色彩輸入值映射為一RGBW輸出值的色域映射方法，該RGBW輸出值係用於RGBW顯示器，其包含紅色像素、綠色像素、藍色像素，以及亮度強化像素，該色域映射方法包含：
(a)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；
(b)至少依據該飽合度，以決定輸入影像的亮度強化像素使用係數；以及
(c)至少利用亮度強化像素使用係數，將色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值。
在另一實施例中，該色域映射方法更包含：
(a2)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的明亮度；以及
(b2)依據明亮度以決定亮度強化像素使用係數。
本發明的另一目的係提供一顯示模組，其包含：一顯示器，包含以像素驅動值進行驅動的紅色像素、綠色像素、藍色像素，以及亮度強化像素；以及一顯示控制器，用於：
(i)接收輸入影像之像素的色彩輸入值；
(a)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；
(b)至少依據飽合度，以決定一亮度強化像素使用係數；
(c)至少利用亮度強化像素使用係數，將色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值；以及
(ii)以對應於RGBW輸出值的像素驅動值驅動顯示器。
在另一實施例中，顯示模組更包含：一光源，該光源係以一光源亮度照明LCD顯示器；以及一光源控制器，該光源控制器用以控制光源，並至少依據以下其中一項以決定光源亮度：輸入影像之像素的色彩輸入值；RGBW輸出值；飽合度；明亮度；以及亮度強化像素使用係數。
本發明的另一目的係提供顯示控制器用以驅動顯示器，顯示器包含以像素驅動值進行驅動的紅色像素、綠色像素、藍色像素，以及亮度強化像素，該顯示控制器用於：
(i)接收一輸入影像之像素的色彩輸入值；
(a)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；
(b)至少依據飽合度，以決定亮度強化像素使用係數；
(c)至少利用亮度強化像素使用係數，將色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值；以及
(ii)以對應於RGBW輸出值的像素驅動值驅動顯示器。
本發明的另一目的係提供一種設備，其包含：一根據本發明所提供的顯示模組；以及一裝置控制器，用以提供輸入影像至顯示模組。
第1圖顯示根據本發明所提出的裝置1。裝置1包含：顯示模組2，以及用以提供輸入影像至顯示模組2的裝置控制器4。
裝置1可更包含例如：用以接受使用者之輸入以控制裝置1的鍵盤6；用以傳送與接收訊息，諸如語音訊息、文字訊息以及/或是影像的無線電設備7；以及用以拍攝影像的相機8。裝置1可以係為例如：第1a圖所示的行動電話、數位相機、汽車導航系統、一行動DVD播放器、其它手持式消費性裝置、電視、電腦監視器、其它大螢幕的消費性電子產品，或是專業性裝置。
顯示模組2包含顯示器10，顯示器10中具有可利用像素驅動值加以驅動的紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B以及亮度強化像素W。顯示控制器16用以：
(i)接收輸入影像之像素的色彩輸入值；
(a)分析該輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；
(b)至少依據飽合度，以決定亮度強化像素使用係數WPUR；
(c)至少利用該亮度強化像素使用係數WPUR，將色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值；以及
(ii)以對應於該RGBW輸出值的像素驅動值驅動顯示器10。
顯示控制器16係電性連結於行驅動器12以及列驅動器14，以根據已知的方法利用像素驅動值來驅動顯示器10。顯示控制器16可以用於接收來自裝置控制器4的輸入影像，以及使用該輸入影像驅動顯示器10。顯示控制器16可選擇性地產生全部或部份的輸入影像，例如提供一測試影像。
在一實施例中，亮度強化像素是從包含有白色像素與黃色像素的群組中所選擇。因此，亮度強化像素是由白色像素、黃色像素，或是白色與黃色像素的組合所構成。
在一實施例中，紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B以及亮度強化像素W基本上具有相同的尺寸。
製造顯示器時，相同尺寸的像素具有其優勢。相同尺寸的像素在感受顯示器解析度時也具有其優勢，像是紅色、綠色，以及藍色像素三者為一組的亮度平衡，而且亮度強化像素也可用來助益於色彩輸入值轉換為RGBW輸出值的空間映射(例如，使用先前技術中已知的縮放技術或是次像素呈現技術)。
第2圖顯示RGB顯示器的像素排列方式，第3a、3b，與第3c圖顯示RGBW顯示器的像素排列方式，第4圖顯示RGB顯示器的色彩空間觀點，第5圖顯示RGBW顯示器的色彩空間觀點。第3圖至第5圖用來闡明步驟(a)至步驟(c)以及步驟(ii)。
第2圖顯示紅色像素、綠色像素，以及藍色像素在RGB顯示器的典型像素佈局30，例如，其係在具有背光的透射式液晶顯示器。對於RGB顯示器，1/3的顯示器區域是由紅色像素所構成，1/3是由綠色像素，1/3是由藍色像素所構成。對於彩色濾光片而言，三種顏色中的每一種都是33%的濾光透射度。RGB顯示器的整體最大透射度即為各相對區域以及濾光透射度的乘積，也就是1/3*33%+1/3*33%+1/3*33%=33%。舉例來計算RGB顯示器的同時對比，例如，將其定義為紅色影像的部份相對於白色影像部份的比例，其係為(1/3*33%):33%=1:3。
第3a、3b，與3c圖顯示了RGBW顯示器的像素排列方式40、42、43。第3a圖顯示了在RGBW顯示器中紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B，與白色像素W被設置成稱為棋盤排列40的方式。第3b圖顯示了另一種可替代的例子，其係將紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B，與白色像素W設置成稱為條紋式排列42的方式。在第3b圖，第一列42-r1與第二列42-r2中的紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B以及亮度強化像素W，係將具有相同顏色的像素設置於相鄰的位置，使得每一行具有相同色彩的像素。第3c圖顯示了另一種可替代的例子，其係將RGBW顯示器中紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B，與白色像素W設置成稱為條紋式排列43的方式。第3c圖中，第二列43-r2的紅色像素R、綠色像素G、藍色像素B，與亮度強化像素W，相對於第一列43-r1中具有相同顏色的像素之位置具有一定的偏移。第3c圖中的排列方式43有益於使用在次像素呈現的組合中，在具有相同感受的解析度之下可達到減少像素數目的效益。而減少像素的數目，可以用來增加每一像素的開口率以提升亮度。應注意的是，在第3b與3c圖之外仍有其它可替代的像素排列方式可用作為本發明的實施例。在RGBW顯示器中，也使用如同先前所述在RGB顯示器中採行的彩色濾光片，且1/4的顯示器區域是由紅色像素組成，1/4是由綠色像素組成，1/4藍色像素組成，而剩下的1/4由白色像素組成。白色像素可使用中性濾光片或完全不用濾光片，因此有100%的濾光透射度。因此，RGBW顯示器的整體最大透射度可達到1/4*33%+1/4*33%+1/4*33%+1/4*100%=50%。RGBW顯示器的同時對比，係定義為紅色影像部份相對於白色影像部份，其具有(25%*33%):50%=1:6的比例。
在比較RGB顯示器與RGBW顯示器時，可得到數個結論。首先，在本例子中，RGBW顯示器的整體最大透射度係增加為RGB顯示器之整體最大透射度的150%，因此，RGBW顯示器的亮度是相對應之RGB顯示器的150%(當使用相同的背光亮度時)。第二，在本例中，RGBW顯示器同時對比的係數值為2，其小於RGB顯示器的同時對比。因此，RGBW顯示器中具有飽合色的影像部份，相較於RGB顯示器會顯得較黑。此效應被稱為同時對比人為誤差。此同時對比人為誤差形成的些許不自然與不實際，可能會造成觀察者在感受上的困擾。
值得注意的是，在其它的LCD類型、像素尺寸、像素結構，以及其它的顯示器類型中，例如有機發光二極體顯示器，係維持相似的比較結果。
第4圖顯示RGB顯示器的色彩空間觀點。第5圖顯示RGBW顯示器的色彩空間觀點，其中單一個白色像素的亮度基本上係等同於傳統結構中單一個紅色像素、單一個綠色像素以及單一個藍色像素三者的亮度總合。第4圖與第5圖顯示在紅-綠平面中的色彩空間投影，其中紅色成份係水平軸，而綠色成份係垂直軸。第4圖中，線條34顯示了在RGB顯示器中可達到的合成色彩之邊界，最右上角的那一點是白色的投影，其係將紅色、綠色、藍色以最大驅動值作驅動。第5圖中，線條45與線條48分別顯示了在RGB顯示器與RGBW顯示器中可達到的合成色彩之邊界，而各自最右上角的那一點是有關於白色的投影，其係將紅色、綠色、藍色，以及白色(白色是針對RGBW顯示器而言)以最大驅動值作驅動。第5圖中的線條45係對應於第4圖中的線條34。在RGB顯示器中紅色像素的最大驅動值，其紅色成份的量值34R如第4圖所示。RGBW顯示器中紅色像素的紅色成份44R如第5圖所示，且其也顯示了RGB顯示器中紅色像素的紅色成份45R(對應於第4圖中的34R)。在本例中，RGBW顯示器中紅色像素的紅色成份44R，是RGB顯示器紅色像素的紅色成份45R的25%/33%=75%。這也部份地說明了在飽合紅色的影像部份其亮度的減少(當以相同的背光亮度作驅動時)。在RGBW顯示器中，當完全驅動紅色像素以及白色像素時，與最大白色影像部份有關的紅色像素成份45R係如第5圖所示，且其係為RGB顯示器中與紅色像素相關的紅色成份45R。因此，在本例子中，RGBW顯示器全白色影像部份的亮度大於RGB顯示器50%。結果，一個具有紅色影像部份以及白色影像部份的影像，在RGBW顯示器相較於RGB顯示器之下，其紅色影像部份顯得較不明亮，而同時白色影像部份變得更亮了，因而可能造成更易於被察覺的同時對比人為誤差。
第6圖顯示根據本發明在RGBW顯示器上的色彩空間觀點。其中線條4800、4805與4810分別顯示了在RGBW顯示器中可達成的合成色彩之邊界，每一者的最右上角皆係有關於白色的投影，且其中皆以最大驅動值來驅動紅色、綠色以及藍色，並以亮度強化像素使用係數(WPUR)的值0.0、0.5、1.0來驅動白色。箭頭49指出了當亮度強化像素使用係數減少時，可達成之合成色彩在邊界上的改變。隨著先前的陳述，當對照第6圖時一習知本技藝的人士應可了解，減少亮度強化像素使用係數(WPUR)將減少可達成的最大亮度，且同時減少同時對比人為誤差。
根據本發明的顯示模組，亮度強化像素使用係數是取決於輸入影像的特徵。其藉由：(a)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；(b)至少依據該飽合度，以決定輸入影像的亮度強化像素使用係數，且個別的影像可各自決定其亮度強化像素使用係數；以及(c)至少利用亮度強化像素使用係數將該色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值。色彩映射可以採用已知的方法，例如下文中將描述的常數亮度強化像素使用係數。在功效上，可以使RGBW顯示器上所顯示的影像達到可接受的同時對比人為誤差。
於一實施例中，顯示器10是液晶顯示器。液晶顯示器10可以係被動式矩陣顯示器，或可替代性地，係主動式矩陣顯示器。液晶顯示器10可以是反射式顯示器、透射式顯示器，或半穿透/反射式的顯示器。
在一實施例中，顯示模組更包含：一光源20，該光源20係以光源亮度照明LCD顯示器10；以及一光源控制器22，該光源控制器22用以控制光源20，並至少依據以下其中一項以決定光源亮度：輸入影像之像素的色彩輸入值；RGBW輸出值；飽合度；明亮度；以及亮度強化像素使用係數。
光源20可以是從後方照明液晶顯示器10的背光源，或可替代地使用從觀賞者這一側照明液晶顯示器10的前光源。
光源控制器22可使用類似於本領域中已知的動態背光控制技術，來決定光源亮度。
在其它替代性的實施例中，顯示器係有機發光二極體(OLED)顯示器。該有機發光二極體顯示器10可係為被動式矩陣顯示器，或可替換為主動式矩陣顯示器。有機發光二極體顯示器10包含小分子有機發光二極體材料(small molecule OLED material)，或替代性，亦或附加性地使用聚合物發光二極體材料(polymer LED material)，作為發光材料。
第7圖顯示習知方法中用以將彩色輸入值映射為RGBW輸出值以應用於RGBW顯示的色域映射方法。該方法中的步驟100，係接收輸入影像之像素的彩色輸入值；步驟104a中，使用亮度強化像素使用係數WPUR將彩色輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值；步驟106中，輸出該RGBW輸出值。在步驟100中的接收彩色輸入值，可以係為接收RGB輸入值。在步驟100中的接收彩色輸入值可替代性地，亦或附加性地係包含了步驟101與步驟102。步驟101中係接收具有第一色彩格式的輸入影像，例如YUV格式；步驟102中係將其轉換為第二色彩格式，例如RGB格式。
在步驟104a中的色彩映射，於習知技術是使用一固定的，且獨立於輸入影像之特徵的亮度強化像素使用係數數值。部份的習知技術是採用100%的數值以達到最大亮度。其它的先前技術係採用70%的數值，以使亮度與同時對比達成折衷。其它的習知技術方法，係採用了白色像素的像素區域相對於紅色、綠色、藍色像素的像素區域之比例作為數值，例如B. W.-Lee等人在”40.5L:Late-News Paper:TFT-LCD with RGBW Color System”,SID 03 DIGEST,p. 1212-1215中，使用固定比率係數1+w作為常數數值，以應用於亮度強化像素使用係數(WPUR)。
典型的色彩映射，是將RGB轉換為RGBW，但也可以選擇從其它的色彩空間轉換為RGBW，例如從YUV轉換為RGBW。
第8圖顯示根據本發明的一實施例方法。本方法包含：
(a)步驟200，分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度；
(b)步驟300，至少依據飽合度以決定一亮度強化像素使用係數；
(c)步驟104b，至少利用該亮度強化像素使用係數WPUR，將色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值。
步驟100中接收了輸入影像，而RGBW輸出值的輸出則相似於先前第7圖中的描述。
根據本發明的方法，亮度強化像素使用係數的取得是依據輸入影像之特徵。因此，當RGBW輸出值使用於驅動RGBW顯示器時，能達到可令人接受的同時對比人為誤差之水準。
步驟104b的色彩映射，其執行方式可類似於步驟104a中先前所述的色彩映射，但其使用的亮度強化像素使用係數WPUR是於步驟300中所決定的，以代替了習知技術中採用常數值的亮度強化像素使用係數。
當使用具有光源20的顯示器，例如背光源，本方法在步驟500中更包含決定光源之光源亮度，下文中將作更詳細的描述。本方法更包含以光源亮度控制該光源。
第9圖顯示根據本發明之方法的實施例，其係有關於分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的飽合度。
在一實施例中，分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定該輸入影像的飽合度，其步驟包含：
(aa)自該色彩輸入值中判定多個飽合值(Sv)，每一飽合值(Sv)個別對應於一色彩輸入值；以及
(ab)從該多個飽合值(Sv)的一統計分析中，判定該輸入影像的該飽合度(S)。
另一實施例中，步驟(ab)包含：
(aba)從該多個飽合值中構成飽合值分佈202；以及
(abb)從該飽合值分佈202中，決定該輸入影像的飽合程度。
在一可替代或另一附加的實施例中，步驟(ab)包含：
(aba’)對該多個飽合值Sv施加個別的加權值，以獲得多個加權飽合值；以及
(abb’)使用一預設臨界值206來比較該多個加權飽合值，以獲得輸入影像的飽合度S。
在步驟(aa)中，個別的色彩輸入值，可以係為紅色輸入像素值Rin、綠色輸入像素值Gin、以及藍色輸入像素值Bin。對應於個別色彩輸入值的飽合值Sv，可用作例如：色彩輸入值以及對應於3維色彩空間中白色之向量兩者間的距離。舉例來說，當色彩輸入值是Rin=Gin=Bin的無色彩灰階值，其對應的飽合值係為0。當色彩輸入值對應於例如Rin≠0的飽合色，像是Rin=Rmax、Bin=Gin=0時，則對應的飽合值可係為最大值，或例如將其歸一化為100%。飽合值Sv可例如係被判定成於一平面上之輸入向量(Rin,Gin,Bin)的歸一化投影，該平面係定義為Rin+Gin+Bin=1，且其中該些輸入像素值Rin、Gin以及Bin是介於0至1之間的歸一化數值。此歸一化投影可以表示成：
應可了解的是，可以使用其它可替代的測量方式以決定飽合值Sv，例如色彩輸入值Rin、Gin、Bin首先可以從RGB色彩空間轉換為CIE 1979(L*,a*,b*)色彩空間，且飽合值Sv可判定為：
第9圖顯示在步驟(ab)中多個飽合值Sv的統計分析。第9圖以直條圖的形式顯示飽合值分佈202，其中水平軸對應於色彩輸入值的飽合值Sv欄位，而左方的垂直軸對應於輸入影像中個別飽合值Sv的發生次數N。在例子中顯示，發生次數N是以1作為預設的加權值進行加權。而發生次數也可以替代性地，例如至少是由飽合值或亮度值二者擇一來作為加權值。第9圖顯示了可採行的統計分析方法，其藉由從左至右地累加直條圖中的各欄位數量，並以欄位數量的總合值作歸一化，來判定飽合值分佈202的歸一化連續總合值204。右方垂直軸係對應於歸一化連續總和值的數值CUM。歸一化連續總和值204將呈現從0至100%的單調遞增。利用比較歸一化連續總和值204與一臨界值206，例如90%，且於飽合值Sv的數值208達到預設的臨界值206時，即可得到飽合度S。因此，當輸入影像包含了大量具有低飽合值的色彩輸入值時，其具有低飽合度S，例如該輸入影像係相對較為黯淡的輸入影像。當輸入影像包含了大量具有高飽合值的色彩輸入值時，其具有高飽合度S，例如該輸入影像係相對較為飽合的輸入影像或具有特定尺寸之相對飽合區域的影像。
統計分析可替代性地包含一個或多個其它的可替代統計方法，例如有關於決定平均值、一中間值，或其它已知的統計量測方法。
在一實施例中，分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的明亮度L包含：
(aa2)自色彩輸入值中判定多個亮度值Lv，每一亮度值Lv個別對應於一色彩輸入值；以及
(ab2)從多個亮度值Lv的統計分析中，判定輸入影像的明亮度L。
在步驟(aa2)中，個別的色彩輸入值可以是相關聯於紅色輸入像素值Rin，綠色輸入像素值Gin，以及藍色輸入像素值Bin。對應於個別色彩輸入值的亮度值Lv計算方式，可以採用例如紅色輸入像素值、綠色輸入像素值，以及藍色輸入像素值的加權總合：
Lv=30%*Rin+60%*Gin+10%*Bin
或是
Lv=(Rin+Gin+Bin)/3
或者可以替代性地以紅色輸入像素值、綠色輸入像素值，以及藍色輸入像素值三者之間的最大值作為亮度值Lv：
Lv=max(Rin,Gin,Bin)
紅色輸入像素值、綠色輸入像素值，以及藍色輸入像素值可以直接被使用，或是經伽瑪修正後才加以使用。
步驟(aa2)中，當色彩輸入值是YUV色彩格式時，則可以依照其中的亮度成份Y來判定個別色彩輸入值對應的亮度值Lv。
步驟(ab2)中，可使用相似於先前所述的飽合度技術，來決定明亮度L。所以，當輸入影像包含了大量具有低亮度值的色彩輸入值，例如一相對黑暗的輸入影像，則其具有低明亮度L。當輸入影像包含了大量具有高亮度值的色彩輸入值，例如相對明亮的輸入影像或是具有特定尺寸之明亮區域的影像，則其具有高明亮度L。
於一實施例中，該方法更包含：
(a2)分析輸入影像之像素的色彩輸入值，以決定輸入影像的明亮度L；以及
(b2)依據明亮度L以決定亮度強化像素使用係數WPUR。
在一實施例中，亮度強化像素使用係數WPUR是至少由飽合度函數所判定，該函數基本上是飽合度的單調遞減函數。
因此，當飽合度S增加，則亮度強化像素使用係數WPUR會減小，且限制了同時對比。
該函數可以係為平滑函數。該函數可以係確切的單調遞減，或替代性地具有常數值部份。該函數可以減少至0(導致如第6圖線條4800所示的色彩空間)，或可選擇在100%飽合值中的非0值。該函數可以採用即時運算作實現，或替代性地，亦或附加性地使用查找表(look up table)。
在第10a、10b，以及10c圖中顯示了合適函數的例子。第10a圖顯示了合適的函數302、304、306、308，以及310，其皆係單調遞減至0值，且係明亮度與同時對比人為誤差之間不同程度的折衷方案。第10a圖中也顯示了兩個習知技術的函數312、314，兩者皆具有常數值的亮度強化像素使用係數數值，其中函數312係1，函數314係0.7。第10b圖顯示了可替代的函數324、326、328，該些函數在各自的臨界值332t、324t、328t之前是逐漸遞減，而在高飽合度時則係為常數值。第10c圖顯示了可替代的函數334、336、338，該些函數在共同的臨界值334t之前是常數值(在可替代的實施例中，該些臨界值也可以是不同的)，而在較高飽合度時則係逐漸遞減。
在一實施例中，亮度強化像素使用係數WPUR，是根據飽合度與明亮度的雙參數函數來決定。
其可依據明亮度，調整可達成亮度(高WPUR)與同時對比(低WPUR)之間的平衡。
雙參數函數可以係例如符合第10a圖中應用於高明亮度的函數302、第10a圖中應用於低明亮度的函數310，且隨著明亮度遞減時，可逐漸由函數302開始並經由函數304、306，與308作改變。
在另一實施例中，至少飽合度之函數是由多個預設的飽合度函數302-312；322-328；332-338中所挑選的，該方法之步驟包含：步驟400，決定顯示器的運作模式；以及依據運作模式，從多個預設的函數302-312；322-328；332-338中選出該函數。
運作模式的決定，可以例如是由使用者作選擇，或是在不同程度的折衷方案中由控制系統作選擇。運作模式可以例如是依據輸入影像的類型作決定，例如標示出該輸入影像是照片、選單，或其它圖片。運作模式也可以例如是依據顯示器的運作環境而決定，例如，當於戶外的明亮日光下使用時，則偏好使用具有同時對比成本的高亮度作顯示。如第10a圖所示，可以在函數302-310以及一個或多個具有固定亮度強化像素使用係數的函數312、314之間作選擇，或是如第10b圖在函數324-328以及一個固定函數322之間作選擇，或是如第10c圖在函數334-338以及一個固定函數332之間作選擇。
在另一實施例中，至少係為飽合度的函數，於其預設的飽合度臨界值處基本上係遞減至0。
例如，當具有高飽合度的影像顯示時，可以助益性地採用第10c圖中的函數338，而不必增加影像中白色部份的亮度。
第8圖中更顯示本方法的一實施例，其可以包含：步驟500，當顯示模組2包含用以照明顯示器10的光源20時，決定光源亮度。決定光源亮度可以至少依據以下其中之一：輸入影像之像素的色彩輸入值；RGBW輸出值；飽合度S；明亮度L；以及亮度強化像素使用係數WPUR。
本方法更包含以光源亮度控制光源20。而光源亮度的決定可以係依據顯示器的運作模式。後者方法的實施例，可以參考第11圖的描述。第11圖中右方的圖示再次地顯示了第10a圖中合適的函數302、304、306、308、310。第11圖也再次顯示了先前技術中，具有亮度強化像素使用係數之數值固定為1的函數312。第11圖更顯示了具有一固定低數值為0.18的亮度強化像素使用係數之固定函數316。依據運作模式，可選擇函數302-310、312、316其中之一者，作為至少係飽合度的函數而用以決定亮度強化像素使用係數WPUR。
第11圖的左方圖形顯示一示範性的關係，其係為垂直軸上亮度強化像素使用係數WPUR與水平軸上光源調整係數BL的關係。因為亮度強化像素使用係數WPUR可能會影響白色區塊的最大亮度，所以依據影像內容動態改變亮度強化像素使用係數WPUR可能也會動態地改變了白色區塊的亮度。這可能會被視為是閃爍人為誤差(flicker artifact)。利用低背光照明來補償高亮度強化像素使用係數WPUR，可以解決該閃爍人為誤差並同時減少功率消耗。光源調整係數BL可以作為施用於光源亮度的額外係數，而該光源亮度是以針對背光調整的先前技術所決定的。這些應用於背光調整的先前技術可以例如至少是依據以下的其中一者來決定光源亮度：輸入影像之像素的色彩輸入值、RGBW輸出值，或是明亮度L。關係502是與函數302相關的運作模式、關係504是與函數304相關的運作模式、關係510是與函數310相關的運作模式。箭頭A1指出了在一實施例中，這些運作模式可以從函數302逐漸改變成函數310，其係以係數A2將這些模式參數化並且可表示成如下的函數：
WPUR=(1-S)A1
其中係數A2表示從關係502到關係510之間所對應的逐漸改變，係數A2更可用於設定一背光控制範圍，例如根據一關聯性：
BL=A2-(A2-0.5)*WPUR=A2-(A2-0.5)*(1-S)A1
與函數312相關的模式，其係為最大照明度被要求獨立於飽合值或影像內容，且同時對比人為誤差可被認同的模式。此模式具有固定的亮度強化像素使用係數WPUR且無需調整背光，而光源調整係數BL如點512所標示為1。與函數316相關的模式，其係為最小同時對比人為誤差被要求獨立於飽合值或影像內容，且較低的照明程度可被認同的模式。與函數316有關的此模式，具有固定的亮度強化像素使用係數WPUR且無需調整背光，而光源調整係數BL如點516所標示為1。
在範例中，當飽合度S為S1 ，則根據與該運作模式有關的函數316，決定其亮度強化像素使用係數係為WPUR1 ，依據關係510所決定的光源調整係數BL係為bl1 。在本例中，光源調整係數BL因此係依據飽合度S、亮度強化像素使用係數WPUR，以及顯示器的運作模式所決定。這可提供來決定光源調整係數BL，且藉由該係數可控制光源亮度、背光功率、顯示器亮度，以及能感受的影像品質。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1．．．裝置
2．．．顯示模組
4．．．裝置控制器
6．．．鍵盤
7．．．無線電設備
8．．．相機
10．．．顯示器
12．．．行驅動器
14．．．列驅動器
16．．．顯示控制器
20．．．光源
22．．．光源控制器
30．．．像素佈局
34、45、48、4800、4805、4810．．．線條
34R．．．量值
40．．．棋盤排列
42、43．．．條紋式排列
44R、45R．．．紅色成份
202．．．飽合值分佈
204．．．歸一化連續總和值
206、332t、324t、328t．．．臨界值
208．．．飽合值Sv的數值
302、304、306、308、310、312、314、322、324、326、328、332、334、336、338．．．函數
502、504、510．．．關係
512、516．．．點
Sv．．．飽合值
S．．．飽合度
Lv．．．亮度值
L．．．明亮度
Rin．．．紅色輸入像素值
Gin．．．綠色輸入像素值
Bin．．．藍色輸入像素值
N．．．發生次數
A1．．．箭頭
A2．．．係數
WPUR．．．亮度強化像素使用係數
BL．．．光源調整係數
第1a圖與第1b圖顯示根據本發明實施例之設備。
第2圖顯示一RGB顯示器的像素排列方式。
第3a、3b與3c圖顯示一RGBW顯示器的像素排列方式。
第4圖顯示RGB顯示器的色彩空間觀點。
第5圖顯示RGBW顯示器的色彩空間觀點。
第6圖顯示RGBW顯示器的色彩空間觀點。
第7圖顯示先前技術中，將色彩輸入值作色域映射為RGBW輸出值以提供給RGBW顯示的方法。
第8圖顯示根據本發明之方法的一實施例。
第9圖顯示根據本發明之方法的一實施例觀點。
第10a、10b與10c圖顯示根據本發明之方法的一實施例觀點。
第11圖顯示根據本發明之方法的另一實施例觀點。

Claims (13)

  1. 一種將一輸入影像之像素的色彩輸入值映射為一RGBW輸出值的色域映射方法，該RGBW輸出值係用於RGBW顯示，其包含紅色像素(R)、綠色像素(G)、藍色像素(B)，以及亮度強化像素(W)，該色域映射方法包含：(a)分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，決定該輸入影像的一飽合度(S)；(b)至少依據該飽合度，決定對應於該輸入影像的一亮度強化像素使用係數(WPUR)；以及(c)將該色彩輸入值進行色彩映射為該RGBW輸出值，其中至少依據該亮度強化像素使用係數(WPUR)決定亮度強化像素(W)的一輸出值；其中，該亮度強化像素使用係數(WPUR)至少係由一單調遞減的飽合度函數所判定，該飽合度函數係依據一顯示器的運作模式，由多個預設的飽合度函數中選擇。
  2. 如申請專利範圍第1項之色域映射方法，其中更包含：(a2)分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，以決定該輸入影像的一明亮度(L)；以及(b2)依據該明亮度以決定該亮度強化像素使用係數。
  3. 如申請專利範圍第1項之色域映射方法，其中該飽合度函數在飽合度的預設臨限值時，其基本上係遞減為0。
  4. 如申請專利範圍第1項之色域映射方法，其中分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，以決定該輸入影像的該飽合度之步驟包 含：(aa)自該色彩輸入值中判定多個飽合值(Sv)，每一該些飽合值個別對應於一色彩輸入值；以及(ab)從該多個飽合值的一統計分析中，判定該輸入影像的該飽合度。
  5. 如申請專利範圍第1項之色域映射方法，其中分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，以決定該輸入影像的該明亮度之步驟包含：(aa2)自該色彩輸入值中判定多個亮度值(Lv)，每一該些亮度值個別對應於一色彩輸入值；以及(ab2)從該多個亮度值的一統計分析中，判定該輸入影像的該明亮度。
  6. 一種顯示模組，包含：一顯示器，包含以像素驅動值進行驅動的紅色像素、綠色像素、藍色像素，以及亮度強化像素；以及一顯示控制器，用於：(i)接收一輸入影像之像素的色彩輸入值；(a)分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，決定該輸入影像的飽合度；(b)至少依據該飽合度，決定對應於該輸入影像的一亮度強化像素使用係數；(c)將該色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值，其中至少依據該亮度強化像素使用係數決定亮度強化像素的一輸出值；以及 (ii)以對應於該RGBW輸出值的該像素驅動值驅動該顯示器；其中，該亮度強化像素使用係數至少係由一單調遞減的飽合度函數所判定，該飽合度函數係依據該顯示器的運作模式，由多個預設的飽合度函數中選擇。
  7. 如申請專利範圍第6項之顯示模組，其中該亮度強化像素係自一群組中所挑選，該群組包含白色像素與黃色像素。
  8. 如申請專利範圍第6項之顯示模組，其中該紅色像素、該綠色像素、該藍色像素，以及該亮度強化像素基本上係相同尺寸。
  9. 如申請專利範圍第6項之顯示模組，其中該顯示器係一LCD顯示器。
  10. 如申請專利範圍第9項之顯示模組，其中該顯示模組更包含：一光源，該光源係以一光源亮度照明該LCD顯示器；以及一光源控制器，該光源控制器用以控制該光源，並至少依據以下其中一項以決定該光源亮度：該輸入影像之像素的該色彩輸入值；該RGBW輸出值；該飽合度；該明亮度；以及該亮度強化像素使用係數。
  11. 如申請專利範圍第6項之顯示模組，其中該顯示器係一有機發 光二極體顯示器。
  12. 一種用於驅動顯示器的顯示控制器，該顯示器包含以像素驅動值進行驅動的紅色像素、綠色像素、藍色像素，以及亮度強化像素，該顯示控制器用於：(i)接收一輸入影像之像素的色彩輸入值；(a)分析該輸入影像之像素的該色彩輸入值，決定該輸入影像的飽合度；(b)至少依據該飽合度，決定對應於該輸入影像的一亮度強化像素使用係數；(c)將該色彩輸入值進行色彩映射為RGBW輸出值，其中至少依據該亮度強化像素使用係數決定亮度強化像素的一輸出值；以及(ii)以對應於該RGBW輸出值的該像素驅動值驅動該顯示器；其中，該亮度強化像素使用係數至少係由一單調遞減的飽合度函數所判定，該飽合度函數係依據該顯示器的運作模式，由多個預設的飽合度函數中選擇。
  13. 一種裝置，其包含：一顯示模組，該顯示模組係如申請專利範圍第6項所述；以及一裝置控制器，用以提供該輸入影像至該顯示模組。
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