饱和度调整法与饱和度调整模块转让专利
申请号 : CN200810166491.1
文献号 : CN101719361B
文献日 : 2012-04-11
发明人 : 蔡奇谥
申请人 : 华硕电脑股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种饱和度调整法,其特征是,所述饱和度调整法包括:提供饱和度参数与特殊函数,所述特殊函数为一对一映成函数,表示为Y=F(X);
接收色彩输入信号;
利用所述饱和度参数,调整所述特殊函数的曲线在各位置的曲率,以得到调整函数;以及将所述色彩输入信号代入所述调整函数,并计算出对应所述色彩输入信号的色彩输出信号。
2.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述色彩输入信号表示为Rin,在将所述色彩输入信号代入所述调整函数,并计算出对应所述色彩输入信号的色彩输出信号的步骤之前,所述饱和度调整法还包括:提供平移参数,表示为D;以及
利用所述平移参数,将所述色彩输入信号Rin转换为rin,其中rin与Rin的关系为rin=(Rin-D)/D。
3.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述饱和度参数表示为Sat,所述利用所述饱和度参数,调整所述特殊函数的曲线在各位置的曲率,以得到所述调整函数的步骤包括:提供预设参数,表示为S2;以及
将所述特殊函数转换为所述调整函数,其中所述调整函数表示为Y=F[(S2×Sat+1)·X]。
4.如权利要求3所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述色彩输入信号表示为rin,所述将所述色彩输入信号代入所述调整函数,并计算出对应所述色彩输入信号的所述色彩输出信号的步骤包括:利用所述调整函数,计算所述色彩输入信号rin对应的所述色彩输出信号,其中所述色彩输出信号表示为hr,其值为hr=Sr×F[(S2×Sat+1)·rin],其中Sr为缩放参数。
5.如权利要求4所述的饱和度调整法,其特征是,所述饱和度调整法还包括:提供比例参数,表示为Str;以及
利用所述比例参数Str,将所述色彩输出信号hr调整为rout,其值为rout=(1-Str)×rin+Str×hr。
6.如权利要求5所述的饱和度调整法,其特征是,所述饱和度调整法还包括:通过调整界面,得到所述比例参数Str,其中所述比例参数Str的值介于0~1之间。
7.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述色彩输出信号表示为rout,所述饱和度调整法还包括:提供平移参数,表示为D;以及
利用所述平移参数,将所述色彩输出信号rout转换为Rout,其中rout与Rout的关系为Rout=rout×D+D。
8.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述特殊函数为双曲函数。
9.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述特殊函数为双曲正切函数、双曲余弦函数与双曲正弦函数之一。
10.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,其中所述色彩输入信号属于色彩空间,所述色彩空间具有多个坐标方向,而所述色彩输入信号为任一坐标方向的分量。
11.如权利要求1所述的饱和度调整法,其特征是,所述饱和度调整法还包括:通过调整界面,得到所述饱和度参数。
12.一种饱和度调整模块,接收色彩输入信号,用以通过饱和度参数,调整所述色彩输入信号的饱和度,其特征在于:利用所述饱和度参数,调整特殊函数的曲线在各位置的曲率,以得到调整函数,将所述色彩输入信号代入所述调整函数,并计算出对应所述色彩输入信号的色彩输出信号,其中所述特殊函数为一对一映成函数,表示为Y=F(X)。
说明书 :
饱和度调整法与饱和度调整模块
技术领域
背景技术
寡。因此,不同显示装置均具有其独特的色域范围。
示芯片的输出视讯的色彩鲜艳度,因而使得产品的硬件成本增加。若在不增加硬件成本的
状况下,传统的作法则是利用电脑中的中央处理器来执行色彩增艳软件,却又加重中央处
理器的负担。除此之外,传统的作法并未考虑显示装置本身的色彩特性或色域范围,因此,显卡或显示芯片的输出视讯在显示装置显示时,实际上并未能够完整显示出色彩增艳的效
果。
(saturation degree)或色温(color temperature)等等。以显卡为例,通常会搭配一应用
程序,让使用者可以通过此应用程序提供的调整界面,调整画面的明亮度、饱和度或色温等等。
装置的视讯数据。然而,所述伽马斜坡具有每一个输入对应至输出的关系,因而当使用者在通过调整界面输入所需的明亮度、饱和度或色温时,所述伽马斜坡中输入对应至输出的关
系必须要重新计算,因此,当使用者调整画面的过程中,若电脑或显卡等等运算过慢时,将容易发生画面延迟或闪烁等状况。
发明内容
数;以及,将色彩输入信号代入调整函数,并计算出对应色彩输入信号的一色彩输出信号。
计算色彩输入信号rin对应的色彩输出信号,其中色彩输出信号表示为hr,其值为hr=
Sr×F[(S2×Sat+1)·rin],其中Sr为一缩放参数。
(1-Str)×rin+Str×hr。
(Hyperbolic sine)函数。
附图说明
具体实施方式
模块140。本发明实施例为了得到良好的色彩调整结果,本实施例运用一色彩测试样本
(Test Pattern),经由色彩分布调整模块110调整色彩测试样本的色彩分布与色温,再通
过明亮度调整模块120调整色彩测试样本的明亮度,并经由饱和度调整模块130调整色彩
测试样本的饱和度。最后,处理模块140利用调整后的色彩测试样本,运算得到伽马斜坡
(GammaRamps)。
模块130其中之一或其中之二。
显示器的模型单元222、转换单元224与目前显示器的模型单元226。在本实施例中,色彩
分布调整模块110例如操作一色彩分布调整法,其流程如图3所示,以下搭配本实施例的色
彩分布调整法,来说明本实施例如何调整色彩分布与色温。
本实施例,以下接收的色彩测试样本表示为 假设此色彩测试样本属于R-G-B色彩空间,
而分别对于RGB三个坐标方向,色彩测试样本 分别包含有L个灰阶,色彩测试样本 以
矩阵方式可表示为 在本实施例中,L值例如为256。为了使以
下数学式明确,当表达的数学符号为矩阵时,符号加入双底线,如 当表达的数学符号为
向量时,符号加入单底线。当表达的数学符号为标量时,符号将不会加入底线。
如为目标显示器色彩分布的色域。换句话说,经过目标显示器的模型单元220转换后的色
彩测试样本 分布于X-Y-Z色彩空间中的目标显示器色彩的色域。在本实施例中,目标显
示器例如为一个色彩性能较好的显示器,而目标显示器的模型例如为一N×N的矩阵,表示
为 其中N为色彩空间的维度,在本实施例中,N值例如为3。而经由目标显示器的模型
单元222转换后的色彩测试样本 表示为 其值为
色域,而目前显示器为目前所驱动的显示器。其中,步骤S330又包括多个子步骤,如图4所示。
序由内部向量组成的对角矩阵, 为一3×3的参考坐标转换矩阵。另外,由上述第(1)式
的数学式可知,转换模型 例如为一3×3的矩阵。
二色域的色彩测试样本表示为 其值为
考点与第二参考点为基准,将第三色域的色彩测试样本换至第二色域。
色彩空间(步骤S340),使色彩测试样本分布于R-G-B色彩空间中的第二色域。
经由目前显示器的模型单元226转换后的色彩测试样本 表示为 其值为
而在本实施例中分布于R-G-B色彩空间中第二色域的色彩测
试样本 将被输入至明亮度调整模块120。并由上述的数学表示方式可知,色彩测试
样本 例如为一256×3的矩阵。
亮度。首先,明亮度调整模块120接收一伽马参数(步骤S510),而此伽马参数例如为通过
一调整界面所得。换句话说,此伽马参数例如为可以让使用者调整的参数。接着,明亮度调整模块120接收一灰阶输入信号(步骤S520),其中,此明亮度调整模块120例如为来自色
彩分布调整模块110转换后的色彩测试样本
中,L值例如为256。因此,灰阶输入信号 为一个256×3的矩阵,并可表示为
的数学表示方式可知,明亮度调整模块120将找出灰阶输入信号 中
每一行上的元素的最大值。也就是说,所述最大灰阶向量中的每一元素由
中每一行上的元素的最大值所组成。在本实施例中,最大灰阶向量例如表示为
而其中的元素值Vmax_0=max{Rin_0,Gin_0,Bin_0},
Vmax_1=max{Rin_1,Gin_1,Bin_1},...,Vmax_255=max{Rin_255,Gin_255,Bin_255}。而max{·}表示取最大值。
Vmax_1...Vmax_255]。
步骤S510中所接收的参数,表示为Gamma。指数灰阶向量表示为 其值为
表示为M,其值为
Strength,其值介于0~1之间。第二亮度调整倍率表示为α=[α0 α1...α255],其值为[0061] α=(1-Strength)+M×Strength,换句话说,第二亮度调整倍率α内的各元素
而i为介于0~255的整数。
Strength能够缩小伽马参数Gamma对亮度的调整倍率。当Strength=1时,亮度调整倍率
M与α将相同,而并未缩小伽马参数Gamma对亮度的调整倍率。而当Strength=0时,第
二亮度调整倍率α=0,而使得亮度完全不受伽马参数Gamma影响,也就是说,明亮度调整
模块120将不会调整灰阶输入信号 的亮度。
详细地说,对于色彩空间中的R坐标方向而言,灰阶输入信号 在R坐标方向的灰阶
的集合可表示为{Rin_0,Rin_1,...,Rin_255}。而灰阶输出信号在R坐标方向的灰阶的集合表示为
首先,饱和度模块130接收色彩输入信号(步骤S610)。在本实施例中,饱和度调整模块130
所接收的色彩输入信号例如为来自于明亮度调整模块120所输出的灰阶输出信号。因此,
由上述明亮度调整模块120的操作可知,灰阶输出信号包含RGB三个坐标方向,并且对于
每个坐标方向皆有多个灰阶(包括{Rout_0,Rout_1,...,Rout_255}、{Gout_0,Gout_1,...,Gout_255}与{Bout_0,Bout_1,...,Bout_255})。
的调整。
(one-to-one and onto)函数,表示为Y=F(X)。在此为了方便说明本实施例,此特殊函数
例如为一双曲函数(HyperbolicFunction)中的双曲正切(Hyperbolic tangent)函数,表
示为Y=tanh(X),其函数图形如图7所示。所述饱和度参数Sat例如为通过所述调整界面
所得参数,让使用者可以通过饱和度参数Sat调整色彩的饱和度。
其中S2例如为一预设参数。在此,若预设参数S2与饱和度参数Sat的乘积为正数时,将使
得调整函数的曲率大于原本的特殊函数,调整函数的函数图形例如为图8所示。
此,若调整函数表示为Y=tanh[(S2×Sat+1)·Rin],其函数图形如图9所示。
对应的函数值,使色彩输出信号hr的值能够介于系统设计的范围。
介于0~1之间。调整后的色彩输出信号hr表示为rout,其值为rout=(1-Str)×rin+Str×hr。
所述比例参数Str例如类似于所述明亮度调整模块120的比例参数Strength,其目的是进
一步微调饱和度的参数,使得饱和度调整模块130所调整的亮度不仅受饱和度参数Sat所
影响。
的转换与平移,因而在运算出色彩输出信号rout之后,饱和度调整模块130还须在步骤S660中,利用原先的平移参数D对进行坐标还原,来得到实际的色彩输出信号Rout的值。
调整特殊函数,就可以直接调整色彩输出信号的饱和度,而不再需要使用查表的方式,找
出输入与输出的关系。另外,上述的特殊函数皆是以双曲正切函数为例,但本领域的普通
技术人员应当知道特殊函数也可以是双曲余弦(Hyperbol ic cos ine)函数、双曲正弦
(Hyperbolic sine)函数或其它种类的函数。
者所设定的参数进行调整。最后,处理模块140将由调整后的色彩测试样本(也就是上述
饱和度调整模块所输出的每个灰阶对应的色彩输出信号Rout),运算得到伽马斜坡(Gamma
Ramps)。在处理模块140得到伽马斜坡之后,伽马斜坡可以储存于电脑系统的显卡或显示
芯片内,让显卡可以利用所得的伽马斜坡调整输出给显示器的信号。换句话说,电脑系统不用在执行色彩增艳的软件,就能够使显示器能够显示出的画面有较好的色彩鲜艳度。
目标显示器的模型单元222包括有多个线性查找表(one Dimension Look-Up Table,简称
1D-LUT)1010~1030以及一矩阵运算单元1050,如图10所示。上述的色彩测试样本 分
为R坐标方向的数据TPR,G坐标方向的数据TPG,以及B坐标方向的数据TPB。而矩阵运算
单元1050包含一目标显示器的模型,例如上述的矩阵 色彩测试样本的三个坐标方向
的数据TPR、TPG以及TPB分别由线性查找表1010~1030找出对应的数据,再将线性查找表
1010~1030输出的数据经由矩阵运算单元1050乘以矩阵 以转换至X-Y-Z色彩空间。
以及如图11所示。而所述的色彩测试样本 分为X坐标方向的数据XD-ref,G坐标
方向的数据YD-ref,以及B坐标方向的数据ZD-ref。而矩阵反运算单元1110包含一目前显示器的模型,例如所述的矩阵 色彩测试样本的三个坐标方向的数据XD-ref、YD-ref以及ZD-ref通过矩阵反运算单元1110与矩阵 的反矩阵 相乘后,转换至R-G-B色彩空间,再分
别由线性反查找表1120~1140找出对应的数据。
转换单元224、目前显示器的模型单元226明亮度调整模块120、映像模块1210、饱和度调
整模块130与处理模块140。其中色彩调整系统1200内的各组件类似于上述图1~2与
图10~11,不同之处在于色彩调整系统1200还包括一映像模块1210,用以让明亮度调整
模块120的输出利用均匀分布于一预设的范围内。
后,完整地呈现色彩增艳的效果。
另外,也可以让显卡直接利用所得的伽马斜坡调整输出给显示器的信号,因而本实施例也
不会增加电脑系统中中央处理器的运算量。