TWI514368B - 顯示裝置的色溫調整方法 - Google Patents
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Description
本案是關於一種色溫調整方法,特別關於一種應用於顯示裝置的色溫調整方法。
在顯示裝置的設計中,顏色品味是一項很重要的設計因素,並可藉由色度座標來具體呈現。習知技術對於顯示裝置的色溫調整,常會將目標色溫的色座標定在CIE(Commission Internationale de L'Eclairage,國際照明委員會)1931色度空間(color space)的Planckian locus(普朗克軌跡)或CIE daylight locus(日光軌跡)上。不過,這兩條曲線所定義的高色溫的色座標,會使顯示螢幕在視覺上看起來偏紫色或粉紅色;反之,這兩條曲線所定義的低色溫的色座標,則會使顯示螢幕在視覺上偏紅色。
然而,對於一般觀看者而言,會比較習慣高色溫時顯示螢幕所顯現出來的顏色偏藍一點,而且也會比較習慣低色溫時顯示螢幕所顯現出來的顏色偏黃一點。因此,習知技術將目標色溫的色座標定義在CIE 1931色度空間的普朗克軌跡或CIE日光軌跡上並不符合一般觀看者的視覺感受,可能使觀看者的觀看品質降低。
本案提供一種顯示裝置的色溫調整方法,包括以下步驟:依據一色溫範圍、CIE 1931色度空間的普朗克軌跡及CIE日光軌跡產生於CIE 1931色度空間上的一色溫曲線;計算出一目標色溫在色溫曲線上所對應的一目標色座標;依據目標色座標與顯示裝置之最亮階的紅色、綠色及藍色各自的三刺激值分別產生紅色、綠色與藍色之一新亮度比例;依據紅色、綠色及藍色之該些新亮度比例及紅色、綠色及藍色各自的三刺激值分別產生紅色、綠色及藍色之一係數;以及依據紅色、綠色及藍色之該些係
數調整顯示裝置之色溫。
承上所述,因本案之顯示裝置的色溫調整方法中,係依據色溫範圍、CIE 1931色度空間的普朗克軌跡及CIE日光軌跡產生於CIE 1931色度空間上的新的色溫曲線,並計算出目標色溫在色溫曲線上所對應的目標色座標,據此而產生紅色、綠色與藍色之新亮度比例及紅色、綠色及藍色之該些係數,進而調整顯示裝置之色溫。藉此,可使顯示裝置所顯示的色彩比較符合一般觀看者的視覺感受。
A~E、S01~S05‧‧‧步驟
D‧‧‧第二對應色座標
P‧‧‧第一對應色座標
U1、X1‧‧‧普朗克軌跡
U2、X2‧‧‧日光軌跡
U3、X3‧‧‧色溫曲線
圖1為本案實施例之一種顯示裝置的色溫調整方法的流程示意圖。
圖2為於CIE 1960色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的放大示意圖。
圖3為本案中產生新的色溫曲線的流程步驟圖。
圖4為於CIE 1960色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的相對示意圖。
圖5為於CIE 1931色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的相對示意圖。
以下將參照相關圖式,說明依本發明較佳實施例之顯示裝置的色溫調整方法,其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖1及圖2所示,其中,圖1為本發明較佳實施例之一種顯示裝置的色溫調整方法的流程示意圖,而圖2為於CIE 1960色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的放大示意圖。其中,顯示裝置例如可為液晶顯示裝置或為有機發光二極體顯示裝置。於此,係以液晶顯示裝置為例。
如圖1所示,色溫調整方法包括步驟S01至步驟S05。
首先,步驟S01為:依據一色溫範圍、CIE 1931色度空間的普朗克軌跡及CIE日光軌跡產生於CIE 1931色度空間上的一色溫曲線。在本實施例中,色溫範圍例如係介於4000K至25000K之間(4000K≦色溫
≦25000K,色溫的單位以絕對溫度(Kelvin)為單位)。換言之,為了符合一般觀看者的視覺感受,本案並不將目標色溫的色座標定義在CIE 1931色度空間的普朗克軌跡或CIE日光軌跡上,而是根據這二條曲線重新定義一條新的色溫曲線,這條色溫曲線比較可以符合一般觀看者的視覺感受。
以下,請參照圖2至圖5所示,先說明如何產生新的色溫曲線。其中,圖3為本發明中產生新的色溫曲線的流程步驟圖,圖4為於CIE 1960色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的相對示意圖,而圖5為於CIE 1931色度空間上,普朗克軌跡、日光軌跡與本發明所定義之色溫曲線的相對示意圖。其中,產生新的色溫曲線的步驟包含步驟A至步驟E。
如圖2所示,首先,步驟A為:計算色溫範圍內之一色溫在CIE 1931色度空間之普朗克軌跡X1上之一第一色座標(xC
,yC
),並計算該色溫在CIE日光軌跡X2上之一第二色座標(xD
,yD
)。具體而言,如圖5所示,為了得到CIE 1931色度空間上之新的色溫曲線X3,可在色溫範圍(4000K至25000K之間)內先取樣一初始取樣點,例如為4000K(也可取不同的初始取樣點,例如25000K或其它值),並將4000K的色溫T換算成CIE 1931色度空間之普朗克軌跡X1上之第一色座標(xC
,yC
)及CIE日光軌跡X2上之第二色座標(xD
,yD
)。其中,第一色座標(xC
,yC
)換算的公式(1)為:xC
=-3.0258469(109
/T3
)+2.1070379(106
/T2
)+0.2226347(103
/T)+0.240390,yC
=3.0817580xC 3
-5.87338670xC 2
+3.75112997xC
-0.37001483,其中,4000K≦T≦25000K。另外,第二色座標(xD
,yD
)的換算的公式(2)為:
得到第一色座標(xC
,yC
)及第二色座標(xD
,yD
)之後,接著,進行步驟B:如圖4所示,將第一色座標(xC
,yC
)及第二色座標(xD
,yD
)轉換至CIE 1960色度空間上,以得到一第一對應色座標P(uC
,vC
)及一第二對應色座標D(uD
,vD
)。其轉換公式(3)為:
接著,進行步驟C:依據第一對應色座標P(uC
,vC
)及第二對應色座標D(uD
,vD
)產生該色溫之一色溫座標(uNew
,vNew
)。在本實施例中,請參照圖2及圖4所示,於步驟B中已計算出色溫T在CIE 1960色度空間的普朗克軌跡U1上之第一對應色座標P(uC
,vC
)與在CIE日光軌跡U2上之第二對應色座標D(uD
,vD
),接著步驟C係從第二對應色座標D沿向量延伸出去,可以得到在此色溫T於CIE 1960色度空間的新的色溫座標(uNew
,vNew
)。其中,得到色溫座標(uNew
,vNew
)的公式(4)為:
,其中,P(uC
,vC
)為第一對應色座標,D(uD
,vD
)為第二對應色座標,(uNEW
,vNEW
)為新的色溫座標,且α值可介於0.001至0.005之間。上述的α值較佳者係取0.003,不過,在其它的實施例中,設計者可根據不同的視覺感受需求而取不同的α值。
接著,進行步驟D:將色溫座標(uNew
,vNew
)轉換至CIE 1931色度空間上,以得到一新色溫座標(xNew
,yNew
)。於此,如圖5所示,再利用上述的公式(3)將於CIE1960色度空間上的色溫座標(uNew
,vNew
)轉換至CIE 1931色度空間上而得到新色溫座標(xNew
,yNew
)。
最後,進行步驟E:重覆步驟A至步驟D,以取得色溫範圍內的複數色溫之該些新色溫座標(xNew
,yNew
),進而得到色溫曲線X3。於此,可依據一間隔取樣值來取得不同的色溫值後再分別得到對應的新色溫座標(xNew
,yNew
)。換言之,本實施例可例如以10K為間隔取樣值,分別將4010K、4020K、4030K…、25000K的色溫重覆進行步驟A至步驟D,就可得到CIE 1931色度空間上對應的複數新色溫座標(xNew
,yNew
),並將所有的新色溫座標(xNew
,yNew
)連成一條曲線,以得到步驟S01的色溫曲線X3。特別一提的是,上述10K的間隔取樣值只是舉例,在其它的實施例中,間隔取樣值也可取不同的數值,且間隔取樣值的數值越小,則色溫曲線X3
就越準確。
因此,根據CIE 1931色度空間的普朗克軌跡X1及CIE日光軌跡X2產生於CIE 1931色度空間上新的色溫曲線X3(圖5)之後,請再參照圖1所示,接著進行步驟S02:計算出一目標色溫在色溫曲線X3上所對應的一目標色座標(xtw
,ytw
)(圖未顯示)。於此,係藉由上述步驟A至步驟D將目標色溫利用新的色溫曲線X3換算得出目標色溫在CIE 1931色度空間上所對應的目標色座標(xtw
,ytw
)。其中,目標色溫即為顯示裝置欲顯示影像中所要顯示的色溫,且目標色溫的範圍仍介於4000K至25000K之間。
接著,進行步驟S03:依據目標色座標(xtw
,ytw
)與顯示裝置之最亮階的紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)在CIE 1931色度空間上各自的三刺激值分別產生紅色、綠色與藍色之一新亮度比例。於此,係將欲調整色溫之顯示裝置的原始最亮階之紅色、綠色及藍色在CIE 1931色度空間上各自的三刺激值X、Y、Z利用以下公式(5)分別轉換成CIE 1931色度空間上的色座標(x,y)後,再與目標色溫的目標色座標(xtw
,ytw
)利用以下公式(6)計算出紅色、綠色與藍色之新亮度比例。舉例而言,顯示裝置原始最亮階之紅色指的是R=255、G=0、B=0,最亮階之綠色指的是R=0、G=255、B=0,而最亮階之藍色指的是R=0、G=0、B=255。
顯示裝置之最亮階的紅色、綠色及藍色的三刺激值分別為:(XR
、YR
、ZR
)、(XG
、YG
、ZG
)、(XB
、YB
、ZB
),而公式(5)為:x=X/(X+Y+Z),y=Y/(X+Y+Z),且目標色溫的新亮度比例的公式(6)為(大小寫的R均代表紅色、大小寫的G均代表綠色、大小寫的B均代表藍色):
得到新亮度比例後,接著進行步驟S04:依據紅色、綠色及藍色之該些新亮度比例及紅色、綠色及藍色在CIE 1931色度空間上各自的
三刺激值X、Y、Z分別產生紅色、綠色及藍色之一係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
)。於此,係利用以下的方程式得到該些係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
),其中,CoefR
為紅色之係數,CoefG
為綠色之係數,CoefB
為藍色之係數,且m為顯示裝置之螢幕特性參數。
最後,進行步驟S05:依據紅色、綠色及藍色之該些係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
)調整顯示裝置之色溫。於此,係先依據紅色、綠色及藍色之該些係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
)產生一調整矩陣後,再依據調整矩陣改變顯示裝置之色溫。其中,調整矩陣為一3×3矩陣,並為:
或者,在不同實施態樣中,也可依據紅色、綠色及藍色之該些係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
)分別產生紅色、綠色及藍色之一查找表(Look-up Table,LUT),並依據該些查找表改變顯示裝置之色溫。該些查找表的產生可如下方程式所示:
,其中,係利用該些係數(Coef R ,Coef G ,Coef B
)產生紅、綠、藍共三組查找表,並寫入顯示裝置之顯示卡內的gamma table內(查找表需再調整到顯示裝置之顯示卡內所定義的gamma table的數值範圍內)。有了調整矩陣或紅色、綠色及藍色的查找表之後,就可依此調整顯示裝置之色溫。由於實際的調整動作並非本發明的重點,且本領域技術人員可據此調整顯示裝置之色溫,故本發明不再多做說明。
綜上所述,因本案之顯示裝置的色溫調整方法中,係依據色溫範圍、CIE 1931色度空間的普朗克軌跡及CIE日光軌跡產生於CIE 1931
色度空間上的新的色溫曲線,並計算出目標色溫在色溫曲線上所對應的目標色座標,據此而產生紅色、綠色與藍色之新亮度比例及紅色、綠色及藍色之該些係數,進而調整顯示裝置之色溫。藉此,可使顯示裝置所顯示的色彩比較符合一般觀看者的視覺感受。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
S01~S05‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種顯示裝置的色溫調整方法,包括:依據一色溫範圍、CIE(Commission Intemationale de L'Eclairage,國際照明委員會)1931色度空間的普朗克軌跡及CIE日光軌跡產生於CIE 1931色度空間上的一色溫曲線;計算出一目標色溫在該色溫曲線上所對應的一目標色座標;依據該目標色座標與該顯示裝置之最亮階的紅色、綠色及藍色各自的三刺激值分別產生紅色、綠色與藍色之一新亮度比例;依據紅色、綠色及藍色之該些新亮度比例及紅色、綠色及藍色各自之三刺激值分別產生紅色、綠色及藍色之一係數;以及依據紅色、綠色及藍色之該些係數調整該顯示裝置之色溫。
- 如申請專利範圍第1項所述之色溫調整方法,其中該色溫範圍或該目標色溫介於4000K至25000K之間。
- 如申請專利範圍第2項所述之色溫調整方法,其中於產生該色溫曲線的步驟中,包含:A、計算該色溫範圍內之一色溫在CIE 1931色度空間之普朗克軌跡上之一第一色座標,並計算該色溫在CIE日光軌跡上之一第二色座標;B、將該第一色座標及該第二色座標轉換至CIE 1960色度空間上,以得到一第一對應色座標及一第二對應色座標;C、依據該第一對應色座標及該第二對應色座標產生該色溫之一色溫座標;及D、將該色溫座標轉換至CIE 1931色度空間上,以得到一新色溫座標。
- 如申請專利範圍第3項所述之色溫調整方法,其中於產生該色溫曲線的步驟中,更包含:E、重覆步驟A至步驟D,以取得該色溫範圍內的複數色溫之該些新色溫座標,進而得到該色溫曲線。
- 如申請專利範圍第4項所述之色溫調整方法,其中於取得該色溫範圍內的複數色溫之該些新色溫座標的步驟中,係依據一間隔取樣值來取得該 些色溫的值。
- 如申請專利範圍第3項所述之色溫調整方法,其中於步驟C中,該色溫座標滿足以下方程式:
- 如申請專利範圍第1項所述之色溫調整方法,其中於分別產生紅色、綠色與藍色之該新亮度比例的步驟中,更包含:將紅色、綠色及藍色的刺激值分別轉換成CIE 1931色度空間上的色座標。
- 如申請專利範圍第1項所述之色溫調整方法,其中於調整該顯示裝置之色溫的步驟中,包含:依據紅色、綠色及藍色之該些係數產生一調整矩陣;及依據該調整矩陣改變該顯示裝置之色溫。
- 如申請專利範圍第8項所述之色溫調整方法,其中該調整矩陣為:,且CoefR 為紅色之係數,CoefG 為綠色之係數,CoefB 為藍色之係數。
- 如申請專利範圍第1項所述之色溫調整方法,其中於調整該顯示裝置之色溫的步驟中,包含:依據紅色、綠色及藍色之該些係數分別產生紅色、綠色及藍色之一查找表;及依據該些查找表改變該顯示裝置之色溫。
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