TWI460711B

TWI460711B - 顯示器執行自動色彩調整的方法

Info

Publication number: TWI460711B
Application number: TW101100118A
Authority: TW
Inventors: Fido Chang
Original assignee: Top Victory Invest Ltd
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2014-11-11
Also published as: TW201329952A

Description

顯示器執行自動色彩調整的方法

本發明是有關於一種色彩調整的方法，且特別是有關於一種顯示器執行自動色彩調整的方法。

現有之顯示器在出廠之前，會先經過一道對顯示器進行色彩調整的生產程序，以使顯示器所呈現的色彩能達到低失真的狀態。在該生產程序中，會將一台事先經過色彩調整的影像訊號產生器連接至顯示器，此影像訊號產生器會產生適合做色彩調整的類比訊號，並發送此類比訊號至顯示器，顯示器將以此類比訊號作為色彩調整的參考訊號執行自動色彩調整(auto color setup)。

問題在於，在該生產程序中，顯示器是以影像訊號產生器所產生的類比訊號作為色彩調整的參考訊號，但是當顯示器販售至客戶端之後，客戶端用以連接此顯示器的主機，特別是主機中所裝置的顯示卡或顯示電路，其所輸出的類比訊號在影像灰階與電壓的對應關係上並不一定和影像訊號產生器的完全一致，而且就算當下為一致，也可能隨著主機、顯示卡或顯示電路上元件的老化而受到影響，基於以上種種原因所致，顯示器在客戶端所顯示的色彩可能會產生失真，因此在客戶端之顯示器亦有必要執行自動色彩調整，以確保顯示器的影像品質。不過處於客戶端的使用者並不一定具有相關專業知識，因此當使用者執行自動色彩調整時，有可能會因為作為色彩調整的參考訊號並不適合做色彩調整，而導致調整後顯示器所呈現的色彩產生更嚴重的失真。

有鑑於此，本發明的目的在提出一種顯示器執行自動色彩調整的方法，以解決在客戶端之顯示器所呈現的色彩產生失真的情況。並且，可避免客戶端的使用者因為使用不適當的類比訊號作為色彩調整的參考訊號，而導致顯示器呈現更嚴重的色彩失真。

為達到上述目的，本發明提出一種顯示器執行自動色彩調整的方法，其適用於當主機將影像資料透過類比訊號傳送至顯示器，且此顯示器為數位化之顯示器，而影像資料呈現於此顯示器的色彩需要經過調整的情況。其中，所述之主機可以為個人電腦、筆記型電腦或其他將影像資料透過類比訊號傳送至該顯示器的裝置。顯示器執行自動色彩調整的方法包括：使用者在主機上執行色彩調整軟體，接著主機會產生適合做色彩調整的樣本影像的資料並下達執行自動色彩調整的指令，此指令為虛擬控制面板(Virtual Control Panel，VCP)的代碼0x1F。此自動色彩調整的指令會透過顯示資料通道/指令介面(Display Data Channel/Command Interface，DDC/CI)傳送至顯示器，當顯示器接收執行自動色彩調整的指令後，顯示器會以收到的樣本影像為參考訊號並執行自動色彩調整。其中，樣本影像必須為適合做色彩調整的影像，這表示其在水平方向上具有至少一連續且均為最小灰階值的區間與至少一連續且均為最大灰階值的區間。最後，當顯示器完成色彩調整後即會停止自動色彩調整，然後套用自動色彩調整所產生的偏移值與增益值，讓類比訊號轉換成數位訊號的轉換誤差達到最低。

所述之自動色彩調整包括：將主機上所產生的樣本影像的資料，透過主機所具有的數位至類比轉換器(Digital-to-Analog Converter，DAC)轉為類比訊號後傳輸至顯示器。接著，顯示器所具有的類比至數位轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)會將所述之類比訊號轉換為數位訊號。若顯示器的顯示器記憶體存有偏移值(offset value)與增益值(gain value)，顯示器會將此數位訊號套用偏移值與增益值後，當顯示器收到自動色彩調命令，會將此數位訊號之最小值與最大值，和儲存於顯示器的程式記憶體中之參考最小值與參考最大值分別進行比對，若樣本影像的數位訊號之最小值與最大值不符合參考最小值與參考最大值，則調整此偏移值和增益值成為最佳值。最後，將偏移值與增益值儲存並傳送至所述之ADC，當ADC在將類比訊號轉換為數位訊號時，會套用所述之偏移值與增益值。

本發明所提出的一種顯示器執行自動色彩調整的方法，可以解決色彩失真的情況，並且在客戶端的使用者，並不需要具備生產者的專業知識，透過在連結顯示器的主機上執行色彩調整軟體，即可產生適合做色彩調整的影像，並讓主機與顯示器進行自動色彩調整的程序。本發明在手段上較之習知技術，具有簡單、方便且自動色彩調整的失真度低的優點。

為讓本發明之目的、特徵和優點能使該領域具有通常知識者更易理解，下文舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參閱圖1，圖1為本發明一較佳實施例之顯示器與主機之方塊圖。主機100包括有中央處理器110、儲存單元120、DAC 130、輸入裝置140、主機記憶體150、主機影像埠160。其中，儲存單元120可以為硬碟、隨身碟或光碟等任何以數位形式儲存資料的儲存媒體，色彩調整軟體121即是存放於儲存單元120之中。顯示器200為數位化之顯示器，此處所指之數位化意謂顯示器200是透過數位訊號控制其所呈現影像的亮暗與色彩，顯示器200包括有控制單元210、程式記憶體220、ADC 230、功能鍵240、顯示器記憶體250、顯示器影像埠260與縮放控制器(scaler)270。

其中，主機100可以為個人電腦、筆記型電腦或其他可將影像資料透過類比訊號傳送至顯示器200的裝置。顯示器影像埠260和主機影像埠160是以傳輸線相連接，顯示器影像埠260、主機影像埠160與傳輸線所採用之規格可以為視訊圖形陣列(Video Graphics Array，VGA)、數位視訊介面-類比(Digital Visual Interface-Analog，DVI-A)、數位視訊介面-集成(Digital Visual Interface-Integrated，DVI-I)或其他透過類比訊號傳輸的規格。

請參閱圖2，圖2為本發明一較佳實施例之顯示器執行自動色彩調整的方法之流程圖，以下為顯示器執行自動色彩調整的方法的詳細過程：

步驟S101為在主機100執行色彩調整軟體121，使用者可以使用主機100的輸入裝置140下達執行色彩調整軟體121的指令輸出至中央處理器110，使中央處理器110執行色彩調整軟體121，其中，輸入裝置140可以是鍵盤、滑鼠或觸控板等裝置，比如使用者以滑鼠點擊顯示於視窗作業系統中的色彩調整軟體121的圖示，此執行色彩調整軟體121的指令即會傳送至中央處理器110。或是，使用者可透過顯示器200的功能鍵240執行色彩調整軟體121，具體而言，中央處理器110會透過DDC/CI反覆檢查顯示器200的狀態，例如為每秒檢查一次，當使用者按下顯示器200的功能鍵240，中央處理器110會在下一秒的檢查中得知顯示器200需要執行色彩調整軟體121而執行之。其中，功能鍵240可以是設置在顯示器200外殼上的實體按鍵、觸控按鍵或是顯示器200所具備的螢幕顯示選單(On Screen Display，OSD)中可選擇的功能選項。

步驟S103為在主機100產生適合做色彩調整的樣本影像的資料，中央處理器110控制儲存單元120儲存的色彩調整軟體121的程式碼載入主機記憶體150，以便中央處理器110從主機記憶體150擷取程式碼來執行色彩調整軟體121，此色彩調整軟體121會產生適合做色彩調整的樣本影像的資料。

步驟S105為主機100下達執行自動色彩調整的指令，主機100的中央處理器110會向顯示器200下達執行自動色彩調整的指令，此指令為VCP的代碼0x1F。

步驟S107為主機100透過DDC/CI傳送執行自動色彩調整的指令至顯示器200，中央處理器110下達之執行自動色彩調整的指令會透過DDC/CI傳送至顯示器200的控制單元210。

步驟S109為顯示器200接收執行自動色彩調整的指令，顯示器200的控制單元210透過DDC/CI接收執行自動色彩調整的指令。

步驟S111為顯示器200以收到的樣本影像為參考訊號執行自動色彩調整，所述之樣本影像的資料會透過DAC 130轉成類比訊號，此類比訊號會透過主機影像埠160，經由所述之傳輸線，傳送至顯示器影像埠260。此類比訊號會透過ADC 230轉換為數位訊號，此數位訊號為8位元，其灰階值的範圍在0到255之間。控制單元210會將此數位訊號發送至縮放控制器270，縮放控制器270會將此數位訊號轉換成適合在顯示器200顯示的格式，並於顯示器200顯示此樣本影像。接著，控制單元210會執行自動色彩調整，以產生偏移值和增益值。

步驟S113為顯示器200完成色彩調整並停止自動色彩調整，控制單元210將所述之偏移值和增益值儲存至顯示器記憶體250，以後若斷電再復電，仍可套用此偏移值和增益值，不必再做一次自動色彩調整。

請參閱圖3，圖3為本發明一較佳實施例之自動色彩調整之流程圖，以下為顯示器200在做自動色彩調整的詳細過程：

步驟S201為控制單元210執行自動色彩調整，控制單元210接收到主機100所傳送之執行自動色彩調整的指令後，隨即開始執行自動色彩調整。

步驟S203為樣本影像的類比訊號經由ADC 230轉換為數位訊號，控制單元210會命令ADC 230，將主機100所傳送之樣本影像的類比訊號轉換為8位元的數位訊號，此樣本影像的數位訊號具有灰階值0到灰階值255的灰階範圍。

步驟S205為樣本影像的數位訊號之最小值與最大值，和儲存於程式記憶體220中之參考最小值與參考最大值分別進行比對，控制單元210會檢測所述之樣本影像的數位訊號，找出其所具有的灰階值中的最小值與最大值，並將最小值與最大值儲存於顯示器記憶體250中，並且控制單元210會讀取程式記憶體220中所儲存的參考最小值與參考最大值，以便進一步比對。其中，所述之參考最小值為0，而參考最大值為255。

步驟S217為調整偏移值，以使樣本影像的數位訊號之最小值與參考最小值從不相等轉為相等，步驟S207為檢測樣本影像的數位訊號之最小值是否符合參考最小值，若兩者從不相等轉為相等，亦即所述之最小值從不等於0轉為等於0，此偏移值即為最佳值，則進行步驟S219；若兩者不相等，則進行步驟S217重新調整偏移值。

步驟S219為調整增益值，以使樣本影像的數位訊號之最大值與參考最大值從不相等轉為相等，步驟S211為檢測樣本影像的數位訊號之最大值是否符合參考最大值，若兩者從不相等轉為相等，亦即所述之最大值從不等於255轉為等於255，此增益值即為最佳值，則進行步驟S221；若兩者不相等，則進行步驟S219重新調整增益值。

步驟S221為儲存偏移值和增益值至顯示器記憶體250，讓控制單元210將偏移值與增益值的最佳值儲存至顯示器記憶體250，以便在下次開機時可以套用此偏移值與增益值以達到最佳的色彩顯示。

步驟S223為傳送偏移值和增益值至ADC 230，控制單元210會將偏移值與增益值傳送至ADC 230。

步驟S225為ADC 230套用偏移值與增益值，控制單元210會命令ADC 230套用此偏移值與增益值，將類比訊號轉換為灰階值範圍值在0到255的數位訊號，接著進行步驟S215。

步驟S215為控制單元210停止自動色彩調整，控制單元210會停止自動色彩調整的程序，此時顯示器200的顯示器記憶體250中儲存有偏移值與增益值，此後，每當顯示器200開機，控制單元210即會讀取儲存於顯示器記憶體250中的偏移值與增益值，並命令ADC 230將類比訊號轉換為數位訊號後，將數位訊號套用此偏移值與增益值，以使主機100所傳送的影像能以低失真的色彩呈現於顯示器200。

請參閱圖4，圖4為適合做色彩調整的樣本影像之示意圖。適合做色彩調整的樣本影像需具備特定條件，在本實施例中，數位訊號為8位元，以此樣本影像顯示於顯示器200上來看，在水平方向上需具有連續且灰階值均為0(黑色)的區間與連續且灰階值均為255(白色)的區間，例如樣本影像301。而樣本影像302的上半部為連續且灰階值為255的白色區間，下半部為連續且灰階值為0的黑色區間，因此樣本影像302適合做自動色彩調整。樣本影像303在垂直方向上具有黑白相間的區間，此黑白相間的區間在水平方向上同樣具有連續且灰階值為0的黑色區間與連續且灰階值為255的白色區間，因此也適合做自動色彩調整。在其他實施例中，數位訊號可以是6位元、10位元或12位元等，所以灰階值範圍並不限於0到255之間。

請參閱圖5，圖5為不適合做色彩調整的樣本影像之示意圖。雜訊影像400是以白色為基底，夾雜有黑色點或非水平的黑色線段，因此當ADC 230在做取樣時，有可能會發生誤判而取得錯誤的灰階值的最小值，此會導致顯示器200在做自動色彩調整時，會產生不適當的偏移值與增益值。

本發明所提出的一種顯示器執行自動色彩調整的方法，可以解決色彩失真的情況，並且在客戶端的使用者，並不需要具備生產者的專業知識，透過在連結顯示器的主機上執行色彩調整軟體，即可產生適合做色彩調整的樣本影像，並讓主機與顯示器進行自動色彩調整的程序。本發明在手段上較之習知技術，具有簡單、方便且自動色彩調整的失真度低的優點。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用於限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧主機

110‧‧‧中央處理器

120‧‧‧儲存單元

121‧‧‧色彩調整軟體

130‧‧‧DAC

140‧‧‧輸入裝置

150‧‧‧主機記憶體

160‧‧‧主機影像埠

200‧‧‧顯示器

210‧‧‧控制單元

220‧‧‧程式記憶體

230‧‧‧ADC

240‧‧‧功能鍵

250‧‧‧顯示器記憶體

260‧‧‧顯示器影像埠

270‧‧‧縮放控制器

301、302、303‧‧‧樣本影像

400‧‧‧雜訊影像

S101‧‧‧在主機執行色彩調整軟體

S103‧‧‧在主機產生適合作色彩調整的樣本影像的資料

S105‧‧‧主機下達執行自動色彩調整的指令

S107‧‧‧主機透過DDC/CI傳送執行自動色彩調整的指令至顯示器

S109‧‧‧顯示器接收執行自動色彩調整的指令

S111‧‧‧顯示器以樣本影像為參考訊號執行自動色彩調整

S113‧‧‧顯示器完成色彩調整並停止自動色彩調整

S201‧‧‧控制單元執行自動色彩調整

S203‧‧‧樣本影像的類比訊號經由ADC轉換為數位訊號

S205‧‧‧樣本影像的數位訊號之最小值與最大值，和儲存於程式記憶體中之參考最小值與參考最大值分別進行比對

S207‧‧‧檢測樣本影像的數位訊號之最小值是否符合參考最小值

S211‧‧‧檢測樣本影像的數位訊號之最大值是否符合參考最大值

S215‧‧‧控制單元停止自動色彩調整

S217‧‧‧調整偏移值以使樣本影像的數位訊號之最小值與參考最小值從不相等轉為相等

S219‧‧‧調整增益值以使樣本影像的數位訊號之最大值與參考最大值從不相等轉為相等

S221‧‧‧儲存偏移值和增益值至顯示器記憶體

S223‧‧‧傳送偏移值和增益值至ADC

S225‧‧‧ADC套用偏移值與增益值

圖1為本發明一較佳實施例之顯示器與主機之方塊圖。

圖2為本發明一較佳實施例之顯示器執行自動色彩調整的方法之流程圖。

圖3為本發明一較佳實施例之自動色彩調整之流程圖。

圖4為適合做色彩調整的樣本影像之示意圖。

圖5為不適合做色彩調整的樣本影像之示意圖。

S101‧‧‧在主機執行色彩調整軟體

S103‧‧‧在主機產生適合做色彩調整的樣本影像的資料

S105‧‧‧主機下達執行自動色彩調整的指令

S109‧‧‧顯示器接收執行自動色彩調整的指令

S111‧‧‧顯示器以樣本影像為參考訊號執行自動色彩調整

S113‧‧‧顯示器完成色彩調整並停止自動色彩調整

Claims

一種顯示器執行自動色彩調整的方法，適用於一主機將影像資料透過類比訊號傳送至一數位化之顯示器，而所述之影像資料呈現於該顯示器的色彩需要經過調整的情況，該主機具有一中央處理器、一儲存單元與一數位至類比轉換器，該方法包括：當該中央處理器接收到一執行色彩調整軟體的指令後，該中央處理器由該儲存單元讀取並執行一色彩調整軟體；在該主機產生適合做色彩調整的一樣本影像的資料，該樣本影像在水平方向上具有至少一連續且均為最小灰階值的區間與至少一連續且均為最大灰階值的區間；該主機下達一執行自動色彩調整的指令；該主機透過顯示資料通道/指令介面傳送該執行自動色彩調整的指令至該顯示器；該顯示器接收該執行自動色彩調整的指令；該樣本影像的資料透過該數位至類比轉換器轉換為類比訊號後傳送至該顯示器；該顯示器以該樣本影像為參考訊號執行一自動色彩調整；以及該顯示器完成色彩調整並停止該自動色彩調整。
如申請專利範圍第1項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該主機為個人電腦或筆記型電腦；該執行自動色彩調整的指令為虛擬控制面板的代碼。
如申請專利範圍第1項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，使用者以該主機的一輸入裝置下達該執行色彩調整軟體的指令；或使用者透過該顯示器的一功能鍵使該主機執行該色彩調整軟體。
如申請專利範圍第1項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該顯示器具有一控制單元、一類比至數位轉換器、一程式記憶體與一顯示器記憶體，該顯示器透過顯示資料通道/指令介面接收該執行自動色彩調整的指令後，該顯示器以該樣本影像為參考訊號執行該自動色彩調整。
如申請專利範圍第4項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該自動色彩調整包括：該樣本影像的類比訊號經由該類比至數位轉換器轉換為數位訊號；該樣本影像的數位訊號之最小值與最大值，和儲存於該程式記憶體中之一參考最小值與一參考最大值分別進行比對；以及分別檢測該樣本影像的數位訊號之最小值與最大值是否符合該參考最小值與該參考最大值。
如申請專利範圍第5項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該自動色彩調整還包括：調整一偏移值，將該樣本影像的數位訊號套用該偏移值，使該樣本影像的數位訊號之最小值符合該參考最小值，當所述最小值與該參考最小值從不相等轉為相等，則該偏移值為最佳值；調整一增益值，將該樣本影像的數位訊號套用該增益值，使該樣本影像的數位訊號之最大值符合該參考最大值，當所述最大值與該參考最大值從不相等轉為相等，則該增益值為最佳值；儲存該偏移值和該增益值至該顯示器記憶體並傳送該偏移值和該增益值至該類比至數位轉換器；以及該類比至數位轉換器套用該偏移值與該增益值。
如申請專利範圍第6項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該顯示器之該類比至數位轉換器將該樣本影像的類比訊號轉換為8位元的數位訊號，該樣本影像的數位訊號的灰階範圍在0到255之間；儲存於該程式記憶體中之該參考最小值為0，該參考最大值為255。
如申請專利範圍第7項所述之顯示器執行自動色彩調整的方法，其中，該顯示器還包括一顯示器影像埠，該主機還包括一主機影像埠，該顯示器影像埠和該主機影像埠是以一傳輸線連接，該顯示器影像埠、該主機影像埠與該傳輸線所採用之規格為視訊圖形陣列或數位視訊介面。