TWI553622B - 具有影像補償功能之影像處理裝置及其影像處理方法 - Google Patents

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Description

具有影像補償功能之影像處理裝置及其影像處理方 法
本發明係有關於一種影像處理裝置及其影像處理方法，特別是有關於一種具有影像補償功能之影像處理裝置及其影像處理方法，藉由本發明之具有影像補償功能之影像處理裝置，可補償顯示屏幕的影像參數，使顯示屏幕影像最佳化。
隨著科技發展日趨進步，液晶顯示螢幕已逐漸取代傳統的映像管(Cathode ray tube；CRT)電視機；因此，液晶顯示螢幕常見於桌上型顯示器、個人行動裝置、戶外或室內展覽用的大型顯示器等，而液晶顯示器的使用者對於影像品質的要求也越來越高；因此，液晶顯示器的解析度、珈瑪曲線(Gamma)、均勻度、色溫以及色度等影像參數所需達到的標準也逐漸提高。
一般調整液晶顯示器的影像參數之方法，是針對每個不同的影像參數個別進行調整，並且是以不同的調整電路或是演算法進行調整，例如：調整珈瑪電壓時，主要是以珈瑪曲線2.2為基準去調整灰階所對應之珈瑪電壓；而調整均勻度的方式則是量測顯示螢幕的像素點的亮度，再比對所量測的像素點亮度與預設亮度以調整其亮度；然而，既有調整影像參數的方式可能因調整某一影像參數後而連帶使得其他影像參數隨之更改，進而造成整體影像最佳化的時間也因此增加。
為了解決先前技術所述的問題，本發明之主要目的在於提供一種具有影像補償功能之影像處理裝置，其中，本發明 藉由預先在色彩空間轉換矩陣加上補償值，並此補償值以補償影像各灰階之色溫，避免影像之暗階與亮階之色溫變化過於劇烈，並可大幅提升顯示品質，再者，本發明藉由經補償後之色彩空間轉換矩陣進一步得到3D查找表，並以3D查找表補償一顯示屏幕之複數個像素點的影像參數，由於各個影像參數是以3D查找表為基礎進行微調，可縮短各種影像參數調整的時間，並使顯示屏幕之影像最佳化。
依據上述目的，本發明提供一種具有影像補償功能之影像處理裝置，包括：一矩陣建立單元，其一輸入端接收一影像擷取裝置所擷取之一顯示螢幕之一影像訊號，影像訊號包含複數像素點，每一個像素點具有一色度座標與一亮度，而矩陣建立單元根據這些像素點來建立一個色彩空間轉換矩陣，色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，固定補償值於影像訊號之各個灰階值皆相同；一運算單元，其輸入端接收矩陣建立單元所輸出之色彩空間轉換矩陣，運算單元以一固定灰階數作為區間將影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由色彩空間轉換矩陣計算出這些第一取樣點之參考值；一判斷單元，其輸入端接收運算單元所輸出之這些第一取樣點之參考值，並判斷這些取樣點之參考值是否於誤差範圍內；一色域轉換單元，其一輸入端接收判斷單元所輸出之這些第一取樣點之參考值，並將每一個第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值；一3D查找表(LUT)建立單元，其輸入端接收色域轉換單元所輸出之這些第二取樣點之參考值，並藉由這些第二取樣點之參考值建立一個3D查找表；及一補償單元，其輸入端接收3D查找表，並根據3D查找表求得每一個像素點之影像參數之補償值。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，影像處理裝置進一步包含一個第一調整單元，其一輸入端連接至判斷單元，當判斷單元判斷這些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時， 判斷單元輸出這些第一取樣點之參考值至第一調整單元，第一調整單元調整這些第一取樣點之參考值，並將調整後之這些第一取樣點之參考值輸入至色域轉換單元。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，影像處理裝置進一步包含一個第二調整單元，其一輸入端連接至3D查找表建立單元，其輸入端接收3D查找表，並依據使用者喜好調整3D查找表後，將調整後之3D查找表輸出。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中矩陣建立單元建立色彩空間轉換矩陣的方式係一線性迴歸法。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x
Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y
Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z ，其中Xn、Yn、Zn分別為這些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之固定補償值，。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中判斷單元係一光感測器。
本發明提供一種具有影像補償功能之影像處理裝置，包括：一矩陣建立單元，其輸入端接收一個影像擷取裝置所擷取之影像訊號，而影像訊號包含複數像素點，每一個像素點具有一色度座標與一亮度，而矩陣建立單元根據這些像素點來建立一個色彩空間轉換矩陣，色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，固定補償值於影像訊號之各個灰階值皆相同；一運算單元，其輸入端接收矩陣建立單元所輸出之色彩空間轉換矩陣，運算單元以一固定灰階數作為區間將影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由色彩空間轉換矩陣計算出這些第一取樣 點之參考值；一判斷單元，其輸入端接收運算單元所輸出之這些第一取樣點之參考值，並判斷這些取樣點之參考值是否於誤差範圍內；一色域轉換單元，其一輸入端接收這些第一取樣點之參考值，並將每一個第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值；一第一調整單元，其一輸入端連接至判斷單元，當判斷單元判斷這些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，判斷單元輸出這些第一取樣點之參考值至第一調整單元，則第一調整單元調整這些第一取樣點之參考值，並將調整後之這些第一取樣點之參考值輸入至色域轉換單元；一3D查找表(LUT)建立單元，其輸入端接收色域轉換單元所輸出之這些第二取樣點之參考值，並根據這些第二取樣點之參考值建立一個3D查找表；一第二調整單元，其一輸入端連接至3D查找表建立單元，其輸入端接收3D查找表，並依據使用者喜好調整3D查找表；及一補償單元，其輸入端接收第二調整單元所輸出之3D查找表，並根據調整後之3D查找表求得每一個像素點之影像參數之補償值。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中矩陣建立單元建立色彩空間轉換矩陣的方式為一種線性迴歸法。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x
Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y
Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z 其中Xn、Yn、Zn分別為這些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之固定補償值。
所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中判斷單元係唯一光感測器。
本發明提供一種具有影像補償功能之影像處理方 法，包括：擷取之一顯示螢幕之一影像訊號，影像訊號包含複數像素點，每一個像素點具有一色度座標與一亮度；根據這些像素點以建立一色彩空間轉換矩陣，色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，固定補償值於影像訊號之各個灰階值皆相同；以一固定灰階數作為區間將影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由色彩空間轉換矩陣計算出這些第一取樣點之參考值；判斷這些第一取樣點之參考值是否於誤差範圍內；將每一個第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值；根據這些第二取樣點之參考值一3D查找表；依據使用者喜好調整3D查找表；及根據3D查找表求得每一個像素點之影像參數之補償值；其中，當判斷這些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，調整這些第一取樣點之參考值。
所述的具有影像補償功能之影像處理方法，其中建立該色彩空間轉換矩陣的方式係一線性迴歸法。
所述的具有影像補償功能之影像處理方法，其中該色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x
Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y
Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z 其中Xn、Yn、Zn分別為該些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之該固定補償值。
經上述說明可知，本發明藉由預先在色彩空間轉換矩陣加上補償值，並此補償值以補償影像各灰階之色溫，避免影像之暗階與亮階之色溫變化過於劇烈，並可大幅提升顯示品質，再者，本發明藉由經補償後之色彩空間轉換矩陣進一步得到3D查找表，並以3D查找表來補償顯示屏幕之複數個像素點的影像參數，因各個影像參數是以3D查找表為基礎進行微調，可有效 的縮短各種影像參數調整的時間，並使顯示屏幕之影像最佳化。
11‧‧‧影像擷取裝置
12‧‧‧影像處理裝置
121‧‧‧矩陣建立單元
122‧‧‧運算單元
123‧‧‧判斷單元
124‧‧‧第一調整單元
125‧‧‧色域轉換單元
126‧‧‧3D查找表建立單元
127‧‧‧第二調整單元
128‧‧‧補償單元
S1~S9‧‧‧步驟
第1圖係本發明一實施例之影像處理裝置的示意圖。
第2圖係本發明的一個實施例之經過色彩空間轉換矩陣補償後與未經補償之色溫曲線比較圖。
第3圖係本發明一實施例之3D LUT示意圖。
第4A圖係本發明一實施例之經調整亮度之3D LUT示意圖。
第4B圖係本發明一實施例之經降低色彩飽和度之3D LUT示意圖。
第5圖係本發明一實施例之調整珈瑪曲線之示意圖。
第6圖係本發明一實施例之影像處理的流程圖。
由於本發明揭露一種具有影像補償功能之影像處理裝置，其中所使用到的各個演算法(例如：線性迴歸法、線性內插法)之基本意義，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構及功能示意，並未依據實際尺寸完整繪製，盍先敘明。
本發明係有關於一種具有影像補償功能之影像處理裝置，特別是有關於包含一個矩陣建立單元、一個運算單元、一個判斷單元、一個色域轉換單元、一個第一調整單元、一個3D查找表建立單元、一個第二調整單元及一個補償單元之影像處理裝置，本發明藉由在色彩空間轉換矩陣加上補償值，並以此補償值補償影像各灰階之色溫值，避免影像之暗階與亮階之色溫值變化過於劇烈，並可大幅提升顯示品質，再者，本發明藉由經補償後之色彩空間轉換矩陣進一步得到3D查找表，並以3D查找表來 補償一個顯示屏幕中的複數個像素點的影像參數，意即各個影像參數是以3D查找表為基礎進行微調，可縮短各種影像參數調整的時間，且可調整每個像素點的影像參數，使得顯示屏幕之影像最佳化。
首先，請同時參閱第1圖、第2圖及第3圖，第1圖係本發明的一個實施例之影像處理裝置的示意圖，第2圖係本發明的一個實施例之經過色彩空間轉換矩陣補償後與未經補償之色溫曲線比較圖，而第3圖係本發明的一個實施例之3D查找表(Look Up Table；LUT)示意圖。
如第1圖所示，影像處理裝置12係由一個矩陣建立單元121、一個運算單元122、一個判斷單元123、一個第一調整單元124、一個色域轉換單元125、一個3D查找表建立單元126、一個第二調整單元127及一個補償單元128所組成，其中，矩陣建立單元121之輸入端用以接收一個影像擷取裝置11對顯示螢幕所擷取之影像訊號，此影像訊號包含複數個像素點，而每一個像素點具有一色度座標與一亮度，同時，矩陣建立單元121也會根據這些像素點的色度座標與亮度來建立一個色彩空間轉換矩陣，此色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，如下公式(1)所示：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z (1)，其中Xn、Yn、Zn分別為第一取樣點之X、Y、Z三個色座標之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三個色座標之固定補償值，每一個固定補償值Cx、Cy、Cz在影像訊號之各個灰階皆相同，以10bit驅動為例，固定補償值Cx在第0~1023階皆相同，固定補償值Cy、Cz亦是如此，在此不再贅述。其中，矩陣建立單元121所建立色彩空間轉換矩陣的方式為經由一線性回歸法來建立的。
接著，矩陣建立單元121將色彩空間轉換矩陣輸出至運算單元122，使得運算單元122的輸入端可以接收由矩陣建立單元121所輸出之色彩空間轉換矩陣，接著，運算單元122以一固定灰階數作為區間將影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，例如：以10bit驅動時，則灰階數總共1024階，假設以固定灰階數64作為區間，1024個灰階數可分割為17個第一取樣點，故i等於1~17等正整數，當i等於1~2時，其所包含的灰階數為第0~63階，當i等於2~3時，其所包含的灰階數為第64~127階，依此方式類推至i等於16~17，其所包含的灰階數為第960~1023階。
接著，將i等於1~17依序代入公式(1)中，以得到每個第一取樣點之X、Y、Z三個色座標之參考值，而X、Y、Z三個色座標之參考值另可進一步轉換為色溫值，請參閱第2圖，如第2圖之虛線所示，在色彩空間轉換矩陣尚未加入固定補償值Cx、Cy、Cz前，原始暗階的色溫值會遠大於亮階的色溫值，使得暗階與亮階之間的色溫值變化過於劇烈，人眼同樣可明顯看出顯示畫面的暗階與亮階之間的變化，而在色彩空間轉換矩陣加入固定補償值後，因暗階與亮階皆以相同的補償值進行補償，故暗階部分的色溫值可大幅降低，藉以減少暗階與亮階之間的色溫值變化，使整體灰階之色溫曲線較為平滑(如第2圖之實線所示)，人眼視覺所看到的顯示畫面可較為自然，同時也避免色偏現象產生，進而大幅提升顯示品質。
接著，再藉由已建立的色彩空間轉換矩陣來計算出這些第一取樣點之參考值，其中運算單元122是將這些第一取樣點的參考值輸出至判斷單元123中，而判斷單元123之輸入端在接收這些第一取樣點的參考值後，會進行判斷這些第一取樣點的參考值是否在誤差範圍內，如第一取樣點之參考值超出誤差範圍，則判斷單元123會將第一取樣點的參考值輸出至第一調整單元124進行調整，而第一調整單元124於調整第一取樣點之參考值後，會將調整後的第一取樣點之參考值輸出至色域轉換單元125 中；例如：△E定義為誤差範圍數值，其中△E等於2，當第一取樣點的參考值與預設值計算出的△E>2.0時，則表示已超出誤差範圍，則第一調整單元124會將第一取樣點的參考值調整至△E<2.0；另一方面，當判斷單元123判斷第一取樣點之參考值並未超出誤差範圍時，則直接將第一取樣點的參考值輸出至色域轉換單元125，其中，判斷單元123例如是一光感測器。
接著，色域轉換單元125之輸入端接收第一取樣點之參考值，並將每一個第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三個色座標所組成之第二取樣點之參考值後輸出至3D查找表建立單元126。
接著，3D查找表建立單元126在接收到第二取樣點的參考值後，會根據這些第二取樣點的參考值建立3D查找表，如第3圖所示，在本發明的實施例中，是將RGB三原色的三軸分別分割為4個節點，故所得到的3D查找表的節點數量共為43(即64)個；接著，將3D查找表輸出至第二調整單元127，而此第二調整單元127可以是依照使用者喜好而調整3D查找表，並將調整後的3D查找表輸出至補償單元128；其中，補償單元128之輸入端在接收調整後3D查找表後，可以根據調整後3D查找表取得每個像素點之影像參數的補償值，藉以將顯示螢幕的影像最佳化；其中，在本發明中的影像參數可以是：亮度、珈瑪、均勻度、色溫等其他影像參數。很明顯地，本發明所揭露之具有影像補償功能之影像處理裝置及其影像處理方法，是以一建立出的一個3D查找表並且還可以根據使用者所需調整3D查找表，再以調整後的3D查找表調整每個像素點的影像參數，可縮短各種影像參數調整的時間。
接著，請參閱第4A圖，第4A圖係本發明一實施例之經調整亮度之3D LUT示意圖。
如第4A圖所示，當使用者須調整顯示螢幕整體亮度，則每個像素點的亮度必須再次調整；因此，本發明以第3圖所示的3D查找表為基礎，再將3D查找表進行調整；很明顯的， 在此實施例中，是將3D查找表中的RGB三原色的三軸等比例縮減，舉例而言，在本發明實施例中，原始的3D查找表中，列出八個位於端點之第二取樣點之座標：C(0,1,1)、W(1,1,1)、M(1,0,1)、R(1,0,0)、K(0,0,0)、G(0,1,0)、Y(1,1,0)、B(0,0,1)，假設以75%比例縮小原始的3D查找表，則八個位於端點之第二取樣點之座標分別修改為：C’(0,0.75,0.75)、W’(0.75,0.75,0.75)、M’(0.75,0,0.75)、R’(0.75,0,0)、K’(0,0,0)、G’(0,0.75,0)、Y’(0.75,0.75,0)、B’(0,0,0.75)，藉此完成調整3D查找表。
接著，再將顯示螢幕上的每個像素點原始的亮度值，以經過等比例縮減後的3D查找表取得每個像素點亮度的補償值進行補償後，藉以達到調整顯示螢幕整體亮度的目的，亦可進一步達到調整螢幕均勻度的目的。
接著，請參閱第4B圖，第4B圖係本發明一實施例之經降低色彩飽和度之3D LUT示意圖。
如第4B圖所示，當使用者須調整顯示螢幕的整體色彩飽和度時，則每個像素點的色度必須再次調整；因此，本發明以第3圖所示的3D查找表為基礎；很明顯的，在此實施例中，是將3D查找表的每個第二取樣點藉由以下公式進行調整：
RGB轉為L*a*b*
where
Xn=0.9515
Yn=1.0000
Zn=1.0886
L*a*b*轉為RGB
if f y >0.008856 then Y=Yn×f y 3
if f x >0.008856 then X=Xn×f x 3
if f z >0.008856 then Z=Zn×f z 3
舉例而言，如第4B圖所示，在本發明實施例中，原始的3D查找表中，列出八個位於端點之第二取樣點之座標：C(0,1,1)、W(1,1,1)、M(1,0,1)、R(1,0,0)、K(0,0,0)、G(0,1,0)、Y(1,1,0)、B(0,0,1)，經由(2)(3)(4)(5)公式將RGB轉換為L*a*b*後，並分別對a*及b*乘0.5後，再經(6)(7)(8)(9)公式將L*a*b*轉換為RGB，因此，八個第二取樣點之座標分別轉換為：C'(0.376,0.898,0.890)、W'(1.0,1.0,1.0)、M'(0.604,0.161,0.576)、R'(0.584,0.118,0.063)、K'(0.0,0.0,0.0)、G'(0.349,0.871,0.225)、Y’(1.0,0.961,0.322)、B'(0.091,0.039,0.365)，藉此完成調整3D查找表。
接著，再將顯示螢幕每個像素點原始的色度值以經過已降低色彩飽和度後的3D查找表所取得每個像素點色度的補償值進行補償後，可以達到顯示螢幕的整體色彩飽和度之目的。
接著，請參閱第5圖，第5圖係本發明一實施例之調整珈瑪曲線之示意圖。
如第5圖所示，當顯示螢幕需調整其珈瑪(Gamma)曲線時，假設珈瑪曲線的3D查找表已完成調整且原始顯示螢幕表現之珈瑪值為γ。如欲將顯示螢幕調整至新的珈瑪值β，須將RGB三軸座標以下述公式重新分配，意即利用以下公式調整原始的3D查找表。
例如：顯示螢幕為10bit色彩深度，則完整的3D查找表為一1024x1024x1024的立方體且m為1023，將3D查找表之座標值R’、G’、B’依序帶入上式，即可得到該位置對應原始3D查找表之座標，套用到新的3D查找表即可得到調整後的珈瑪曲線，第5圖之左圖為原始的珈瑪曲線及原始的3D查找表，而第5圖之右圖為經過重新調整後的珈瑪曲線及調整後3D查找表在原3D查找表的對應關係，原始珈瑪曲線為一斜直線，經調整後之珈瑪曲線呈二次曲線樣式。
最後，請參閱第6圖，係本發明一實施例之影像處理的流程圖，包含以下步驟：步驟S1：影像擷取裝置11擷取之待調整顯示螢幕之影像訊號，影像訊號包含數個像素點，每一個像素點具有色度座標與亮度，接著進入步驟S2；步驟S2：矩陣建立單元121根據這些像素點以建立一色彩空間轉換矩陣，色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含固定補償值，固定補償值於影像訊號之各個灰階值皆相同，接著進入步驟S3； 步驟S3：以一固定灰階數作為區間將該影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，並藉由色彩空間轉換矩陣計算出這些第一取樣點之參考值，接著進入步驟S4；步驟S4：判斷單元123判斷這些第一取樣點之參考值是否於誤差範圍內，當判斷單元123判斷這些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，則進入步驟S5，即第一調整單元124調整這些第一取樣點之參考值，當步驟S5之第一調整單元124調整第一取樣點的參考值後，進入步驟S6，另一方面，當判斷單元123判斷這些取樣點之參考值未超出誤差範圍時，則進入步驟S6；步驟S6：色域轉換單元125將每一個第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之第二取樣點之參考值；步驟S7：3D查找表建立單元126根據這些第二取樣點之參考值建立3D查找表，接著進入步驟S8；步驟S8：第二調整單元127依據使用者喜好調整3D查找表，最後進入步驟S9；步驟S9：補償單元128根據調整後3D查找表求得每一個像素點之影像參數之補償值。
本發明實施例中，經過上述本發明之具有影像補償功能之影像處理裝置及其影像處理方法調整後的顯示螢幕，在顯示螢幕所處的環境亮度或是溫度經過改變的情況下，可將此顯示螢幕搭配環境亮度感測器或溫度感測器，再次以影像擷取裝置擷取影像訊號，並判斷此影像訊號的影像參數與經過調整後的影像訊號的影像參數差異是否過大，當判斷差異過大時，則再次以上述實施例的方式再次重新建立3D查找表，並進行影像參數的調整。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。
11‧‧‧影像擷取裝置
12‧‧‧影像處理裝置
121‧‧‧矩陣建立單元
122‧‧‧運算單元
123‧‧‧判斷單元
124‧‧‧第一調整單元
125‧‧‧色域轉換單元
126‧‧‧3D查找表建立單元
127‧‧‧第二調整單元
128‧‧‧補償單元

Claims (11)

  1. 一種具有影像補償功能之影像處理裝置，包括：一矩陣建立單元，其一輸入端接收一影像擷取裝置所擷取之一顯示螢幕之一影像訊號，該影像訊號包含複數個像素點，而每一該像素點具有一色度座標與一亮度，該矩陣建立單元根據該些像素點之該些色度座標與該些亮度以建立一色彩空間轉換矩陣，該色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，該固定補償值於該影像訊號之各個灰階值皆相同；一運算單元，其一輸入端接收該矩陣建立單元所輸出之該色彩空間轉換矩陣，該運算單元以一固定灰階數作為區間將該影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由該色彩空間轉換矩陣計算出該些第一取樣點之參考值；一判斷單元，其一輸入端接收該運算單元所輸出之該些第一取樣點之參考值，並判斷該些第一取樣點之參考值是否於誤差範圍內，其中該誤差範圍等於2；一第一調整單元，其一輸入端連接至該判斷單元，當該判斷單元判斷該些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，該判斷單元輸出該些第一取樣點之參考值至該第一調整單元；一色域轉換單元，其一輸入端接收該判斷單元所輸出之該些第一取樣點之參考值，並將每一該些第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值； 一3D查找表建立單元，其一輸入端接收該色域轉換單元所輸出之該些第二取樣點之參考值，並藉由該些第二取樣點之參考值建立一個3D查找表；一第二調整單元，其一輸入端連接至該3D查找表建立單元，該輸入端接收該3D查找表，並依據使用者喜好調整該3D查找表後，將該調整後3D查找表輸出；及一補償單元，其一輸入端接收該調整後3D查找表，並根據該調整後3D查找表求得每一該些像素點之影像參數之補償值。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該矩陣建立單元建立該色彩空間轉換矩陣的方式係一線性迴歸法。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z ，其中Xn、Yn、Zn分別為該些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之該固定補償值，其中i等於1~17等正整數。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該判斷單元係一光感測器。
  5. 一種具有影像補償功能之影像處理裝置，包括：一矩陣建立單元，其一輸入端接收一影像擷取裝置所擷取之一影像訊號，該影像訊號包含複數像素點，每一該 些像素點具有一色度座標與一亮度，該矩陣建立單元根據該些像素點以建立一色彩空間轉換矩陣，該色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，該固定補償值於該影像訊號之各個灰階值皆相同；一運算單元，其一輸入端接收該矩陣建立單元所輸出之該色彩空間轉換矩陣，該運算單元以一固定灰階數作為區間將該影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由該色彩空間轉換矩陣計算出該些第一取樣點之參考值；一判斷單元，其一輸入端接收該運算單元所輸出之該些第一取樣點之參考值，並判斷該些第一取樣點之參考值是否於誤差範圍內，其中該誤差範圍等於2；一色域轉換單元，其一輸入端接收該些第一取樣點之參考值，並將每一該些第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值；一第一調整單元，其一輸入端連接至該判斷單元，當該判斷單元判斷該些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，該判斷單元輸出該些第一取樣點之參考值至該第一調整單元，該第一調整單元調整該些第一取樣點之參考值，並將調整後之該些第一取樣點之參考值輸入至該色域轉換單元；一3D查找表(LUT)建立單元，其一輸入端接收該色域轉換單元所輸出之該些第二取樣點之參考值，並藉由該些第二取樣點之參考值建立一3D查找表； 一第二調整單元，其一輸入端連接至該3D查找表建立單元，該輸入端接收該3D查找表，並依據使用者喜好調整該3D查找表；及一補償單元，其一輸入端接收該第二調整單元所輸出之該3D查找表，並根據該調整後之3D查找表求得每一該些像素點之影像參數之補償值。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該矩陣建立單元建立該色彩空間轉換矩陣的方式係一線性迴歸法。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z ，其中Xn、Yn、Zn分別為該些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d z ,a y ,b y ,c y ,d y ,a z ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之該固定補償值，其中i等於1~17等正整數。
  8. 依據申請專利範圍第5項所述的具有影像補償功能之影像處理裝置，其中該判斷單元係一光感測器。
  9. 一種具有影像補償功能之影像處理方法，包括：擷取之一顯示螢幕之一影像訊號，該影像訊號包含複數像素點，每一該些像素點具有一色度座標與一亮度；根據該些像素點以建立一色彩空間轉換矩陣，該色彩空間轉換矩陣包含X、Y、Z三個色座標之轉換公式，而X、 Y、Z三個色座標之轉換公式各別包含一固定補償值，該固定補償值於該影像訊號之各個灰階值皆相同；以一固定灰階數作為區間將該影像訊號之整體灰階數分割為i個第一取樣點，藉由該色彩空間轉換矩陣計算出該些第一取樣點之參考值；判斷該些第一取樣點之參考值是否於誤差範圍內，其中該誤差範圍等於2；將每一該些第一取樣點之參考值轉換為以紅(R)、綠(G)、藍(B)三色座標所組成之一第二取樣點之參考值；根據該些第二取樣點之參考值建立一3D查找表；依據使用者喜好調整該3D查找表；及根據該調整後3D查找表求得每一該些像素點之影像參數之補償值；其中，當判斷該些第一取樣點之參考值超出誤差範圍時，調整該些第一取樣點之參考值。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的具有影像補償功能之影像處理方法，其中建立該色彩空間轉換矩陣的方式係一線性迴歸法。
  11. 依據申請專利範圍第9項所述的具有影像補償功能之影像處理方法，其中該色彩空間轉換矩陣表示為：X n =a x +b x (X i -X i-1)+c x (X i -X i-1)2+d x (X i -X i-1)3-C x Y n =a y +b y (Y i -Y i-1)+c y (Y i -Y i-1)2+d y (Y i -Y i-1)3-C y Z n =a z +b z (Z i -Z i-1)+c z (Z i -Z i-1)2+d z (Z i -Z i-1)3-C z ，其中Xn、Yn、Zn分別為該些第一取樣點之X、Y、Z三色座標軸之參考值，a x ,b x ,c x ,d x ,a y ,b y ,c y ,d y ,a x ,b z ,c z ,d z 為內插係數，而 Cx、Cy、Cz分別為X、Y、Z三色座標軸之該固定補償值，其中i等於1~17等正整數。
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