TWI485695B - 影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程式及影像修正電路 - Google Patents

影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程式及影像修正電路 Download PDF

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Description

影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程 式及影像修正電路
本發明係關於一種有效率地抑制顯示不均的影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程式及影像修正電路。
現今，液晶面板等顯示器之製造線，係為了可實現均等的品質而構建。但是，即使在如此的製造線中，也會在製造時，在個別的顯示器上產生差異性。因此，為了調整顯示器俾於輸出更佳的影像，而進行了各式各樣的檢討(例如，參照專利文獻1)。該專利文獻1中所記載的技術，係藉由畫質調整裝置，將調整對象顯示器之畫質調整成近似於目標(或基準)顯示器之畫質。為此，畫質調整裝置之控制部具備：目標顯示器；以及調整對象顯示器之特性資料的資料記憶部。控制部，係根據資料記憶部之資料而算出伽瑪白色平衡(Gamma white balance)轉換資料，且使該轉換資料保持於伽瑪調整器。然後，控制部，係使用資料記憶部之資料及伽瑪白色平衡轉換資料來算出色彩管理設定輪廓資料(color management set profile data)，且使該輪廓資料保持於色彩管理調整器。
又，顯示器有時會發生顯示不均的現象。此種的顯示不均，係依複數個像素(pixel)之亮度不均而產生。顯示不均係包含亮度不均及顏色不均。又，亮度不均及顏色不均，係有某一方發生的情況、及雙方同時發生的情況。因此，亦有人檢討針對在修正液晶面板之顏色不均的同時，去除因積分器(integrator)光學系所引起的亮度不均，以獲 得高品質之投射影像畫質用的投影機(例如，參照專利文獻2)。該專利文獻2中所記載的技術，係在先前方法所使用之一般的顏色不均測定用照相機所得到顏色不均修正LUT資料中，加算上使用明暗(shading)為已知之亮度不均測定用照相機所產生的亮度不均修正LUT資料。藉此，產生按照輸入影像信號之照度等級修正之液晶面板水平/垂直方向之二維的顏色不均及亮度不均的顯示不均修正LUT資料。使用記憶於液晶投影機裝置內之LUT的顯示不均修正資料，來修正二維之顏色不均及亮度不均並轉換成均等的影像。
[先前技術文獻〕 [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4109702號公報
[專利文獻2]日本特開2006-153914號公報
在對顯示器輸入完全平坦的影像(全像素為同一值)之情況時，理想上是輸出完全平坦的影像。但是，實際上在像素間的亮度有些微差異，此差異將會變成顯示不均而呈現出來。此種顯示不均會在液晶面板上發生的原因，係取決於單元間隙(cell gap)之不均、或背光源之亮度分布。
而且，在一律去除掉此等顯示不均時，有時會發生不良情形。亦即，起因於單元間隙之液晶本身的不均為1%以下，較多時也只有5% 左右；相對於此，背光源之周邊減光(limb darkening)較多時則達30%左右。在修正此種顯示不均時，由於無法將完全的白色(100%灰色)影像之資料值，修正成更加明亮，所以只能將完全白色影像之資料值修正成負側。因而，在進行統一去除顯示不均的修正之情況時，會受到液晶面板之周邊減光的影響，使中心部附近的亮度降低。亦即，較多時就是30%也會使面板之亮度降低。
又，在針對個別的顯示器進行修正時，期望能儘量有效率地修正。
本發明之目的係在於提供一種有效率地抑制顯示不均的影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程式及影像修正電路。
為了達成上述目的，本發明之第1態樣的影像修正資料產生系統，係具備信號產生部、攝像部及控制部。前述信號產生部，係將用以輸出影像的信號供給至顯示面板。前述攝像部，係拍攝在前述顯示面板中顯示的輸出影像。前述控制部，係連接於前述信號產生部及前述攝像部。前述控制部，係具備指示部、影像取得部、帶通濾波器(bandpass filter)部及修正資料產生部。前述指示部，係對前述信號產生部輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示。前述影像取得部，係從前述攝像部取得輸出影像資料。前述帶通濾波器部，係藉由對前述輸出影像資料進行帶通濾波處理(bandpass filtering)而算出帶通資料(bandpass data)。前述修正資料產生部，係輸出對應於前述帶通資料的影像修正表。
較佳為，前述指示部，係針對每一灰階輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示。前述影像取得部，係針對每一灰階取得輸出影像資料。前述修正資料產生部，係針對每一灰階輸出影像修正表。
本發明之第2態樣的影像修正資料產生方法，係使用具備信號產生部、攝像部及控制部的影像修正資料產生系統，而產生影像修正資料的前述信號產生部，係將用以輸出影像的信號供給至顯示面板。前述攝像部，係拍攝在前述顯示面板中顯示的輸出影像。前述控制部，係連接於前述信號產生部及前述攝像部。前述控制部，係執行如下作業：對前述信號產生部輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示；從前述攝像部取得輸出影像資料；藉由對前述輸出影像資料進行帶通濾波處理而算出帶通資料；以及輸出對應於前述帶通資料的影像修正表。
本發明之第3態樣的影像修正電路，係記憶用以調整供給至顯示面板之影像信號的影像修正表。前述影像修正表係對應帶通資料而產生。該帶通資料係藉由對根據供給至前述顯示面板全面之共通的信號值而經顯示之輸出影像資料進行帶通濾波處理所得。根據前述影像修正表，對供給至前述顯示面板之影像信號，輸出修正輸出影像之信號，藉以調整前述顯示面板之輸出影像。
較佳為，前述影像修正表係針對每一灰階而記錄。根據影像信號之座標及信號值進行線性內插(liner interpolation)，藉以產生調整輸出影像的信號。
依據本發明之第1及第2態樣的發明，控制部，係對信號產生部 輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示。而且，控制部，係從攝像部取得輸出影像資料。其次，控制部，係藉由對輸出影像資料進行帶通濾波處理而算出帶通資料，且輸出對應於帶通資料的影像修正表。藉此，可根據所拍攝到的影像，來產生影像修正表。在此，藉由進行帶通濾波處理，可讓變化緩和的顯示不均、或較細的顯示不均不被修正。因而，可排除周邊減光的影響，並且可既簡易又有效率地降低顯示不均。
依據較佳的態樣，控制部，係針對每一灰階輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示，針對每一灰階取得輸出影像資料，且針對每一灰階輸出影像修正表。藉此，即使在顯示不均會因灰階而發生變化的情況時，也可產生正確的影像修正表。
依據本發明之第3態樣的發明，影像修正電路，係記憶用以調整供給至顯示面板之影像信號的影像修正表。影像修正電路，係取得根據顯示面板全面共通之信號值而經顯示的輸出影像資料。影像修正電路，係對影像資料進行帶通濾波處理，而算出帶通資料。影像修正表，係對應該帶通資料而產生。影像修正電路，係根據影像修正表，對供給至顯示面板之影像信號，輸出修正輸出影像之信號。藉此，可提升發生顯示不均的顯示面板之畫質。
依據較佳的態樣，影像修正表係針對每一灰階而記錄。影像修正電路，係根據影像信號之座標及信號值而對修正輸出影像的信號進行線性內插，以產生調整輸出影像的信號。藉此，即使在顯示不均會因灰階而發生變化的情況時，也可提升顯示面板的畫質。
以下，針對本發明之影像修正資料產生系統、影像修正資料產生方法、影像修正資料產生程式及影像修正電路加以說明。本實施形態中，係假設抑制調整對象之顯示面板的顯示不均(亮度不均)而改善畫質的情況。另外，本實施形態中，係使用液晶面板10作為調整對象之顯示面板。
該液晶面板10，係包含夾於透明電極的液晶(液晶部)、以及從背面照明液晶的背光源。因此，在液晶面板10，係輸出液晶部之不均、與背光源之周邊減光經重疊後的影像。
為了改善液晶面板10之畫質，如圖3所示，使用修正電路50。該修正電路50，係具備用以記錄影像修正表的非揮發性記憶體(ROM51)。
在該ROM51，係記錄有關於修正值之資料(影像修正表)，該修正值係用以調整所輸入的影像信號之信號值。本實施形態中，係針對每一基準灰階而記錄有修正值之平面分布。
然後，如圖1所示，用以算出該修正值的影像修正資料產生系統，係包含畫質調整裝置20、拍攝照相機30、測試圖案產生裝置40及ROM寫入器60。
在此，作為攝像部的拍攝照相機30，係拍攝顯示於液晶面板10上的影像，且將輸出影像資料供給至畫質調整裝置20。本實施形態中，係使用具備有CCD元件之單色照相機作為拍攝照相機30。
作為信號產生部的測試圖案產生裝置40，係根據來自畫質調整裝置20之指示，供給測試圖案信號至液晶面板10。本實施形態中，係將8bit(8位元)之RGB信號供給至液晶面板10之全面。
ROM寫入器60，係將從畫質調整裝置20輸出的修正值資料寫入於ROM51。
畫質調整裝置20，係為執行算出修正值之處理的電腦終端機，該修正值係用以調整液晶面板10之畫質。
該畫質調整裝置20係具備控制部21。該控制部21，係具有CPU、RAM及ROM等，且進行後述的處理(包含輸出共通的信號值之供給指示的指示階段、影像取得階段、帶通濾波處理階段及修正資料產生階段等的處理)。藉由執行為此的修正表產生程式，控制部21，係如圖1所示，發揮作為製程管理部211、帶通濾波器部212的功能。
製程管理部211，係發揮作為指示部、影像取得部及修正資料產生部的功能。具體而言，製程管理部211，係控制輸入至液晶面板10的信號，並且根據顯示於液晶面板10的輸出影像資料執行算出修正值的處理。
帶通濾波器部212，係產生由拍攝照相機30取得的輸出影像資料中將平穩的變化成分與較細的變化成分予以刪除的帶通資料。亦即，帶通濾波器部212係進行只分離中間頻率的帶通濾波處理。
(修正資料產生處理)
其次，使用圖2，針對修正資料產生處理加以說明。
在此，產生用以針對預定的每一灰階抑制顯示不均的影像修正 表。具體而言，針對預先設定的每一灰階(基準灰階)，算出液晶面板10上的修正值之分布。本實施形態，係假設在以8bit表現的信號值中使用預定數(例如，10階段)之基準灰階，且針對每1階段依次變更對應於基準灰階的調整對象灰階，而在每一調整對象灰階產生影像修正表。
首先，畫質調整裝置20之控制部21，係在步驟S1中，執行測試圖案產生處理。具體而言，控制部21之製程管理部211，係對測試圖案產生裝置40，指示用以進行調整對象灰階之影像輸出的RGB信號之輸出。在此，在調整對象灰階中，係對液晶面板10之全面，使用R信號值、G信號值、B信號值為相同的RGB信號(共通的信號值)。按照該指示，測試圖案產生裝置40，係將成為調整對象灰階的8bit之RGB信號供給至液晶面板10。
然後，液晶面板10，係按照RGB信號之輸入而輸出調整對象灰階之灰色影像。此情況，在液晶中有單元間隙之不均、或背光源之亮度不均時，會在液晶面板10產生重疊此等不均的顯示不均。在此，拍攝照相機30，係拍攝顯示不均被重疊過的影像。
然後，畫質調整裝置20之控制部21，係在步驟S2中，執行輸出影像之取得處理。具體而言，控制部21之製程管理部211，係從拍攝照相機30取入藉由拍攝液晶面板10而得的輸出影像資料。然後，製程管理部211，係將該輸出影像資料，轉換成由8×8像素所構成的區塊之每一區塊的亮度分布，且供給至帶通濾波器部212。
其次，畫質調整裝置20之控制部21，係在步驟S3中，執行帶通 濾波處理。具體而言，控制部21之帶通濾波器部212，係藉由對所取得的輸出影像資料進行帶通濾波處理，而算出帶通資料。該帶通資料，係按照液晶面板10之面內的亮度分布，由扣除掉高頻成分及低頻成分後的頻率分布所構成。然後，帶通濾波器部212，係將所產生的帶通資料供給至製程管理部211。
其次，畫質調整裝置20之控制部21，係在步驟S4中，執行修正值算出處理。具體而言，控制部21之製程管理部211，係產生使帶通資料反轉過的影像修正表。更且，製程管理部211，係將用於畫質調整的基準灰階賦予與所指定的識別符(identifier)相關聯之後再將影像修正表暫時記憶於記憶體。
然後，畫質調整裝置20之控制部21，係就下一個調整對象灰階，反覆進行上述的處理。
在全部的基準灰階都已結束修正資料之算出時，畫質調整裝置20之控制部21，係在步驟S5中，執行ROM寫入處理。具體而言，控制部21之製程管理部211，係將暫時記憶的影像修正表寫入於ROM51。藉此，在ROM51，係針對每一基準灰階，對液晶面板10之面內的區塊位置(xy座標)記錄有修正值之分布。
(影像顯示處理)
然後，對應該液晶面板10而產生的ROM51，係組裝於修正電路50。該修正電路，係為用以調整供給至液晶面板10之影像信號的電路。具體而言，用以在液晶面板10顯示影像的影像信號(RGB信號)，係一同供給至液晶面板10與修正電路50。
如圖3所示，該修正電路50，係除了具備ROM51以外，還具備選擇內插部52及加算部53。
選擇內插部52，係針對每一RGB信號參照記錄於ROM51的影像修正表。在此，選擇內插部52，係在鄰接於影像信號之各RGB信號值的二個基準灰階之影像修正表中，取得依包圍影像信號之像素位置(xy座標)的四個區塊格子點而決定的修正值(2×4=8個)。然後，選擇內插部52，係針對所取得的修正值，按照影像信號之信號值與各格子點的距離而進行線性內插。
然後，加算部53，係將從選擇內插部52取得的修正值，加算於所輸入的影像信號中。液晶面板10，係取得該經修正過的影像信號，而顯示影像。
依據本實施形態，則可獲得如下的優點。
本實施形態中，修正電路50，係具備ROM51、選擇內插部52及加算部53。在該ROM51，係記錄有根據依拍攝照相機30而拍攝到的影像中之顯示不均所產生的影像修正表。由於顯示不均係與各像素之亮度與理想值不同而產生，所以只要事先測定與各像素之理想值的分歧，即可按照該分歧藉由修正對各像素之輸入像素值來消除顯示不均。
本實施形態中，在ROM51，係針對每一基準灰階記錄有影像修正表。顯示不均之發生，係即使為同一像素也沒有一定的輸入位準。例如，當輸入20%灰色時顯示19%之灰色的像素，有時會以在50%灰色中顯示51%灰色，而在80%灰色中顯示83%灰色的方式而變化。由於在 ROM51係針對每一基準灰階而記錄有影像修正表，所以可進行與各像素之信號值相應的修正。
本實施形態中，係使用進行帶通濾波處理後的分布而產生影像修正表。藉此，並未針對緩和的亮度變化進行修正。液晶本身的不均為1%以下，即使在較多時也只有5%左右；相對於此，背光源之周邊減光為較多時有時則達30%左右。假設在不進行低頻成分之去除(低切割：low cut)而修正完全的白色(100%灰色)影像時，會受到周邊減光之影響，而使液晶面板10之中心部附近的亮度降低。
在此種情況下，畫面整體之平穩的光量變化係不易被人類的眼睛所檢測到。因而，在進行不執行低切割的修正時，只有液晶面板10之亮度降低時才會顯眼。
又，非常細的顯示不均(高頻成分)也不易被人類的眼睛所檢測到。更且，為了修正非常細的顯示不均，有必要正確地取得測定影像與液晶之像素位置之間的相互關係，一旦有些微偏移反而會製造顯示不均。因而，藉由進行高頻成分之去除(高切割：high cut)，即可既簡易又有效率地產生影像修正表。又，上述實施形態也可變更如下。
在上述實施形態中，係使用單色照相機，進行亮度不均之修正。抑制對象之顯示不均並非被限定於亮度，上述實施形態也可應用於顏色不均之修正。在修正亮度不均及顏色不均之雙方時，係使用RGB三個濾光器(optical filter)，並分別在攝像部取得輸出影像。然後，從個別的影像藉由上述帶通濾波處理(步驟S3)、修正值算出處理(步 驟S4)算出修正值。然後，製作R信號用、G信號用、B信號用之三種類的影像修正表，且記錄於ROM51。藉此，可修正輸入影像之RGB資料值，而抑制顏色不均。
上述實施形態中，係評價已使RGB之各信號值成為一致的影像，並進行亮度不均之修正。在修正顏色不均時，並非使用濾光器，而是也可將單一色的R信號、G信號、B信號分別獨立供給至液晶面板10，並藉由輸出影像之取得處理(步驟S2)、帶通濾波處理(步驟S3)、修正值算出處理(步驟S4)來產生影像修正表。
上述實施形態中，雖已應用於液晶面板10之顯示不均的抑制，但是調整對象之顯示面板並非被限定於此。本案發明之影像修正，也可應用於如電漿顯示器(PDP)、投影型投影機等的影像輸出裝置。
上述實施形態中，係針對調整對象之每一液晶面板10，執行測試圖案產生處理(步驟S1)至ROM寫入處理(步驟S5)。取而代之，在調整對象之代表性的顯示面板中，也可藉由執行測試圖案產生處理(步驟S1)至修正值算出處理(步驟S4)，來算出代表性的修正值。然後，在此變更例中，也可製作已寫入代表性之修正值的ROM，且組裝於修正電路50。
例如，在代表性的液晶面板中，當進行起因於光源(背光源)之亮度不均(顯示不均)的修正時，可應用上述變更例。在液晶面板中，當減少背光源之燈數、或去除掉擴散片、或縮短擴散板與燈泡之距離時，會發生背光源所造成的亮度不均。如此對於發生背光源所造成的亮度不均之液晶面板，可藉由應用上述變更例，來抑制顯示不均。結 果，藉由刪減燈泡之燈數等來減少構成顯示面板之零件數，即可謀求成本降低，並且可製造高品質的顯示面板。又，在刪減過燈泡之燈數的情況，雖然背光源之光量會減少，但是可藉由去除掉光學片等、或使燈泡與擴散板之距離靠近，來一邊調整光量一邊維持均等的亮度。
更且，也可對此種代表性的修正值，針對每一面板個別地施用本發明之影像修正。然後，針對各修正值執行ROM寫入處理。在此情況下，可根據個別的顯示面板之特性來抑制顯示不均，且可製造更高品質的顯示面板。亦即，大量的修正係藉由代表性的影像修正來進行，進而針對每一顯示面板進行微調，藉此可有效率地進行影像修正。
10‧‧‧液晶面板
20‧‧‧畫質調整裝置
21‧‧‧控制部
30‧‧‧拍攝照相機
40‧‧‧測試圖案產生裝置
50‧‧‧修正電路
51‧‧‧ROM
60‧‧‧ROM寫入器
211‧‧‧製程管理部
212‧‧‧帶通濾波器部
圖1係為本發明一實施形態的影像修正資料產生系統之示意圖。
圖2係在圖1之系統中執行的修正資料產生處理之示意圖。
圖3係為設置於圖1之系統內的修正電路之示意圖。
10‧‧‧液晶面板
20‧‧‧畫質調整裝置
21‧‧‧控制部
30‧‧‧拍攝照相機
40‧‧‧測試圖案產生裝置
51‧‧‧ROM
60‧‧‧ROM寫入器
211‧‧‧製程管理部
212‧‧‧帶通濾波器部

Claims (8)

  1. 一種影像修正資料產生系統，係具備：信號產生部，將用以輸出影像的信號供給至顯示面板；攝像部，拍攝在前述顯示面板中顯示的輸出影像；以及控制部，連接於前述信號產生部及前述攝像部，且前述控制部，係具備：指示部，對前述信號產生部輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示；影像取得部，從前述攝像部取得輸出影像資料；以及修正資料產生部，進行帶通濾波處理以只分離前述輸出影像資料之中間頻率成分以產生修正資料，前述修正資料用於修正前述輸出影像資料，並計算扣除掉前述輸出影像資料之高頻成分及低頻成分之帶通資料，藉此產生對應於前述帶通資料的影像修正表。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像修正資料產生系統，其中，前述指示部，係針對每一灰階輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示，前述影像取得部，係針對每一參考灰階取得輸出影像資料，以及前述修正資料產生部，係針對每一參考灰階產生影像修正表。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之影像修正資料產生系統，其中對應於前述帶通資料的前述影像修正表係為使前述計算所得之帶通資料反轉過的影像修正表。
  4. 一種影像修正資料產生方法，係使用影像修正資料產生系統來產生 影像修正資料的方法，該影像修正資料產生系統係具備：信號產生部，將用以輸出影像的信號供給至顯示面板；攝像部，拍攝在前述顯示面板中顯示的輸出影像；以及控制部，連接於前述信號產生部及前述攝像部，且前述控制部，係執行如下作業：對前述信號產生部輸出顯示面板全面共通的信號值之供給指示；從前述攝像部取得輸出影像資料；進行帶通濾波處理以只分離前述輸出影像資料之中間頻率成分以產生修正資料，前述修正資料用於修正前述輸出影像資料，並計算扣除掉前述輸出影像資料之高頻成分及低頻成分之帶通資料，藉此產生對應於前述帶通資料的影像修正表。
  5. 如申請專利範圍第4項之影像修正資料產生方法，其中對應於前述帶通資料的前述影像修正表係為使前述計算所得之帶通資料反轉過的影像修正表。
  6. 一種影像修正電路，係記憶用以調整供給至顯示面板之影像信號的影像修正表，其中前述影像修正表係對應帶通資料的影像修正表，該帶通資料係經計算得自於進行帶通濾波處理以只分離輸出影像資料之中間頻率成分以產生修正資料，前述修正資料用於修正根據供給至前述顯示面板全面之共通的信號值而經顯示之輸出影像資料，並由該輸出影像資料扣除掉高頻成分及低頻成分，根據前述影像修正表，對供給至前述顯示面板之影像信號，輸出修正 輸出影像之信號，藉以調整前述顯示面板之輸出影像。
  7. 如申請專利範圍第6項之影像修正電路，其中，前述影像修正表係針對每一參考灰階而記錄，根據影像信號之座標及信號值進行線性內插，藉以產生調整輸出影像的信號。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之影像修正電路，其中對應於前述帶通資料的前述影像修正表係為使前述計算所得之帶通資料反轉過的影像修正表。
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