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    • 专利摘要:
    一種顯示影像的白平衡的方法，包括：量測標準色塊在不同的色溫下所呈現的基準顏色以及參考顏色的灰階值；依據對應各色溫的參考顏色與基準顏色的灰階值的平均值來獲得各色溫的參考顏色增益，並依據各色溫的參考顏色增益來獲得各色溫的比例值；切割顯示影像為多個區塊，並依據各區塊中的參考顏色與基準顏色的灰階值的平均值來獲得各區塊的參考顏色增益，並據以獲得各區塊的區塊比例值；依據區塊比例值與各色溫的比例值來產生各色溫的選中數；選取色溫的其中之一所對應的基準以及參考顏色增益來進行顯示影像的顏色補償。
    公开号:TW201311012A
    申请号:TW100130090
    申请日:2011-08-23
    公开日:2013-03-01
    发明作者:Wei Hsu
    申请人:Novatek Microelectronics Corp；
    IPC主号:G09G5-00
    专利说明:
    顯示影像的白平衡方法
    本發明是有關於一種顯示影像的白平衡的方法，且特別是有關於一種透過投票的機制來進行的顯示影像的白平衡的方法。
    一般而言，顯示裝置所顯示的影像顏色是與所處環境的色溫相關聯的。而顯示影像的白平衡技術就是使顯示裝置，在不同的環境下還能使所顯現的白色不至於有色差的一種技術。
    在習知的技藝中，有多種顯示影像的白平衡的方法被提出。簡單說明，其中有一種習知的顯示影像的白平衡的方法，是利用針對顯示影像中不同顏色的大色塊來校正為白色，這種作法在處理全畫面的顏色相近時的顯示影像時(例如全畫面為草地或天空)，常造成很嚴重的色彩偏差。另外，還有一種習知的顯示影像的白平衡的方法，則是取用顯示畫面中的最亮區域為光源來進行校正的依據。由於顯示畫面中的最亮區域未必是光源(例如是黃色區塊)，因此這種白平衡校正也只能針對顯示影像有選擇性的適用。
    習知技術另有相關於利用轉換色彩空間的方式來進行的白平衡技術。然這種利用轉換色彩空間的方式常耗費大量的硬體電路或是處理器的資源，在實施的成本上，相對是比較昂貴的。
    本發明提供一種顯示影像的白平衡的方法，可簡單且更精確的進行顯示影像的白平衡調整。
    本發明提出一種顯示影像的白平衡的方法，包括：量測多個標準色塊在不同的色溫下，所呈現的不同顏色的灰階值，上述之顏色包括基準顏色以及多個參考顏色；再依據對應各色溫的參考顏色的灰階值的平均值與基準顏色的灰階值的平均值來獲得對應各色溫的多個參考顏色增益，並依據對應各色溫的參考顏色增益來獲得對應各色溫的比例值；然後，切割顯示影像為多個區塊，並依據各區塊中的參考顏色的灰階值的平均值與基準顏色的灰階值的平均值來獲得各區塊的多個參考顏色增益，並依據參考顏色增益來獲得各區塊的區塊比例值；以及，依據各區塊的區塊比例值與對應各色溫的比例值來產生對應各色溫的選中數；最後，依據色溫的選中數來選取色溫的其中之一所對應的參考顏色增益與基準顏色增益來進行顯示影像的顏色補償。
    基於上述，本發明透過利用標準色塊(gray patches)來建立多個色溫與參考顏色增益以及比例值的對應關係，在藉由將顯示影像切成多個區塊，以計算各區塊所適用的色溫的參考顏色增益以及比例值。並且，再利用投票的機制，以選用最適用色溫的參考顏色增益以及比例值，來針對顯示影像中各個顏色進行個別的調整，藉以達到白平衡的結果。如此一來，不需要複雜的座標轉換的運算，且可針對標準色及參考色分開進行調整，可以在不需提升軟硬體的成本的狀態下，有效提升白平衡的效能。
    為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
    請參照圖1，圖1繪示本發明實施利的顯示影像的白平衡的方法的流程圖。其中的步驟包括：首先，量測多個標準色塊(gray patches)在不同的色溫下，所呈現的多個顏色的灰階值，其中，上述的顏色包括一個基準顏色以及多個參考顏色(S110)。具體一點來說明，就是選用多個不同灰階的白色以及灰色的色塊來做為標準色塊。並在不同的環境色溫下，量測各標準色塊所呈現的顏色的灰階值。在此請參照圖2，其中，圖2繪示標準色塊的顏色灰階值的分布關係圖。在圖2繪示的分布關係圖中，橫軸為參考顏色(紅色)的灰階值與基準顏色(綠色)的灰階值的比R/G，而縱軸則為另一參考顏色(藍色)的灰階值與基準顏色(綠色)的灰階值的比B/G。
    由圖2繪示的分布關係圖中不難得知，隨著色溫的變化，不同灰階值得標準色塊所呈現的參考顏色與基準顏色的灰階值的比是分布在分佈區域210中。而白平衡的要求，就是要調整使參考顏色(紅色及藍色)與基準顏色(綠色)的灰階值都是相等的，也就是紅色、藍色及綠色的灰階值為1：1：1。換句話說，就是使分佈區域210往白平衡點TP靠近。
    請重新參照圖1，在完成步驟S110後，則依據對應各色溫的參考顏色的灰階值的平均值與基準顏色的灰階值的平均值來獲得對應各色溫的多個參考顏色增益，並依據對應各色溫的參考顏色增益來獲得對應各色溫的比例值(S120)。也就是說，計算不同色溫中所量測的各個標準色塊所呈現的紅色(參考顏色)、藍色(參考顏色)以及綠色(基準顏色)的灰階值的平均值。並利用紅色的灰階值的平均值來除以綠色的灰階值的平均值來獲得紅色的參考顏色增益，以及利用藍色的灰階值的平均值來除以綠色的灰階值的平均值來獲得藍色的參考顏色增益。再透過紅色的參考顏色增益來除以藍色的參考顏色增益來獲得對應的色溫的比例值。
    以下請參照圖3，圖3為依據本發明實施的步驟S120所建立的參考顏色增益、比例值與色溫的關係表300。關係表300中記錄色溫2300K、2900K、4000K、4150K、5570K、6500K以及8170K所對應的參考顏色增益以及比例值。舉例來說，對應色溫2300K，利用紅色的灰階值的平均值除以綠色的灰階值的平均值所獲得的紅色的參考顏色增益等於1.0，利用藍色的灰階值的平均值除以綠色的灰階值的平均值所獲得的藍色的參考顏色增益等於3.9，而利用紅色的參考顏色增益(=1.0)除以藍色的參考顏色增益(=3.9)則可以獲得對應色溫2300K的比例值0.26。
    請特別注意的，在關係表300中，具有最大參考顏色增益的欄位310以及320中的參考顏色增益的值可以不是直接由對應色溫的參考色的灰階值的平均值除以綠色的灰階值的平均值所獲得。以欄位310為例子，欄位310中的藍色參考顏色增益可以是利用對應色溫2300K的藍色參考色的灰階值的平均值除以綠色的灰階值的平均值再乘以一個放大增益來獲得。相對的，在欄位320中，欄位320的紅色參考顏色增益則可以是利用對應色溫8170K的紅色參考色的灰階值的平均值除以綠色的灰階值的平均值再乘以前述的放大增益來獲得。
    在此，放大增益可以由設計者依據實現白平衡調整的軟體或/及硬體的限制來預先設定，這個放大增益設置的目的在於提昇關係表300所提供的容忍度(tolerance)。
    請重新參照圖1，在完成步驟S120後，本實施例則可以開始針對任意的顯示影像進行白平衡的調整。首先，針對顯示影像進行切割，並將顯示影像切割為多數個區塊(S130)。在此請同步參照圖4A，圖4A繪示顯示影像400的切割方式示意圖。其中，顯示影像400依據矩陣排列的方式被切割為多個區塊410~4mn。
    再請重新參照圖1，接著並依據各區塊410~4mn中的參考顏色的灰階值的平均值與基準顏色的灰階值的平均值來獲得各區塊410~4mn的多個參考顏色增益，並依據參考顏色增益來獲得各區塊的區塊比例值(S140)。
    在此請先參照圖4B，圖4B繪示本發明實施例的顯示影像的區塊的畫素顏色排列方式。其中圖4B的繪示是以圖4A中的區塊410為範例。在圖4B的繪示中，各個畫素的綠色分成兩個綠色成份Gb1~Gb6以及Gr1~Gr6在各畫素中成對角線排列。另外，各個畫素的紅色成份R1~R6以及藍色成份B1~B6則排列在各畫素的另一對角線上。
    接著請同時參照圖1以及圖4B，在步驟S140中，以區塊410為範例，紅色的參考顏色的灰階值的平均值AvgR等於(R1+R2+...+R6)/6，藍色的參考顏色的灰階值的平均值AvgB等於(B1+B2+...+B6)/6，而綠色的參考顏色的灰階值的平均值AvgG則等於((Gb1+Gb2+...+Gb6)/6+(Gr1+Gr2+...+Gr6)/6)/2。而紅色參考顏色增益Block_RGain則等於AvgG/AvgR，藍色參考顏色增益Block_BGain則等於AvgG/AvgR，並且，區塊410的區塊比例值Block_R_div_B則等於Block_RGain/Block_BGain。
    在計算出上述的各區塊的紅色參考顏色增益Block_RGain、藍色參考顏色增益Block_BGain以及區塊比例值Block_R_div_B後，則依據各區塊的區塊比例值Block_R_div_B與對應各色溫的比例值來產生對應各色溫的選中數(S150)。簡單來說，就是將所計算出的各區塊的區塊比例值Block_R_div_B與步驟S120中所計算出對應各色溫的比例值來進行比較，並使最接近區塊比例值Block_R_div_B的比例值的該色溫的選中數被增加。
    在此請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的色溫、比例值以及選中數的關係表500。以關係表500為範例來說明，假設區塊比例值Block_R_div_B等於0.27時，由於0.27最接近色溫2300K對應的比例值0.26，因此，色溫2300K對應的選中數將被增加(例如加1)。在關係表500中可以得知，區塊比例值Block_R_div_B最接近色溫2300K對應的比例值的區塊有53個，而區塊比例值Block_R_div_B最接近色溫2900K對應的比例值的區塊有112個，區塊比例值Block_R_div_B最接近色溫4000K對應的比例值的區塊有12個，且區塊比例值Block_R_div_B最接近色溫4150K對應的比例值的區塊則有2個。
    上述判斷多個色溫對應的比例值的其中之一最接近各區塊的區塊比例值的作法，可以利用計算各區塊的區塊比例值與各色溫對應的比例值的差的絕對值，再選取這個絕對值中最小者，來獲知所要增加的選中數所對應的色溫。
    並且，附帶一提的是，在進行累加選中數前，還可以判斷各區塊的區塊比例值是否落於所有色溫對應的比例值的最大值與最小值間的比例值範圍中。若是區塊比例值落於比例值範圍外的區塊，是不會進行對應的增加選中數的動作的。以圖5繪示的關係表500為範例，若區塊比例值大於1.91或小於0.26時，該區塊則不會被用以進行增加選中數的動作。
    請再重新參照圖1，在完成步驟S150後，則依據色溫對應的選中數來選取色溫的其中之一所對應的參考顏色增益與基準顏色增益來進行顯示影像的顏色補償(S160)。具體來說明，在當顯示影像是第一張顯示影像時，選用各色溫中，具有最大選中數的色溫為選中色溫，並設定選中色溫的多個參考顏色增益分別等於多個參考顏色初始調整增益，並且，設定基準顏色初始調整增益等於1。參照圖5的繪示的關係表500，其中，選中色溫為具有最大選中數112的2900K，再對應參照圖3繪示的關係表300，色溫2900K對應的紅色參考顏色增益為1.25，而色溫2900K對應的藍色參考顏色增益為2.93。因此，紅色參考顏色初始調整增益則可以被設定為1.25，藍色參考顏色初始調整增益則可以被設定為2.93。此外，基準顏色初始調整增益則設定為1。
    如此一來，第一張顯示影像就可以依據上述的紅色參考顏色初始調整增益、藍色參考顏色初始調整增益以及基準顏色初始調整增益來進行顏色的調整，以執行顯示影像的白平衡動作。
    另外，當顯示影像並非是第一張顯示影像時，而是第二張顯示影像時，則同時判斷各區塊的區塊比例值是否落於比例值範圍中、各區塊的參考顏色增益是否小於放大參考顏色增益以及各區塊的基準顏色的灰階值的平均值是否落於基準色感測範圍內三項條件，若上述三項條件均成立(判斷結果皆為是)，則分別累加各區塊的參考顏色的灰階值的平均值與基準顏色的灰階值的平均值以分別獲得多個參考顏色灰階平均累計值以及基準顏色的灰階平均累計值。其中，上述的基準色感測範圍所指的是影像感測器(sensor)所可以感測到的基準色(綠色)的線性範圍。
    接著，再計算出基準顏色的灰階平均累計值與參考顏色灰階平均累計值的比例，以獲得多個參考顏色參考調整增益，並依據參考顏色參考調整增益間的比值來獲得基準顏色參考調整增益。此部份所提的比例的獲得均可以利用除法運算來獲得，在此不多贅述。
    最後，再依據參考顏色參考調整增益及參考顏色初始調整增益的平均值來獲得多個參考顏色更新調整增益，以及依據基準顏色參考調整增益及基準顏色初始調整增益的平均值來獲得基準顏色更新調整增益。如此一來，就可以利用基準顏色更新調整增益以及參考顏色更新調整增益來進行第二張顯示影像的白平衡調整。
    附帶一提的，本發明實施例更分別計算參考顏色參考調整增益與選中色溫對應的參考顏色調整增益的多個差值的絕對值，並計算差值的絕對值的和。且透過判斷此差值的絕對值的和是否大於參考顏色調整範圍，來判斷出參考顏色參考調整增益以及基準顏色參考調整增益是否為合理的數值，一旦上述的差值的絕對值的和過大時(大於參考顏色調整範圍)，表示參考顏色參考調整增益以及基準顏色參考調整增益是不合理的，將不利用參考顏色參考調整增益以及基準顏色參考調整增益來產生基準顏色更新調整增益以及參考顏色更新調整增益。
    此外，在進行第三張(或第三張以後)的顯示影像的白平衡調整時，則設定使基準顏色初使調整增益等於基準顏色更新調整增益，並使參考顏色初使調整增益等於參考顏色更新調整增益。再透過前述關於第二張顯示影像所產生的基準顏色更新調整增益以及參考顏色更新調整增益的方式來產生用以針對第三張(或第三張以後)的顯示影像進行白平衡的調整。
    綜上所述，本發明利用標準色塊來建立參考顏色增益、比例值與色溫的關係表。再利用顯示影像的多個區塊所呈現的灰階值來對應利用標準色塊所建立的關係表以進行選中數的計數動作(投票動作)。透過選用具有最高的選中數的色溫所對應的基準以及參考顏色增益，來做為設定進行顯示影像的白平衡調整的增益。如此一來，顯示影像的白平衡調整是藉由針對基準顏色(例如綠色)以及參考顏色(例如藍色以及紅色)來分別進行的，因此，可以有效的提升白平衡的效率。另外，本發明不需複雜的座標轉換動作，無須提升軟硬體的成本。
    雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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，故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。
    S110~S160．．．白平衡的方法的步驟
    210．．．分佈區域
    300、500．．．關係表
    310、320．．．欄位
    400．．．顯示影像
    410~4mn．．．區塊
    圖1繪示本發明實施利的顯示影像的白平衡的方法的流程圖。
    圖2繪示標準色塊的顏色灰階值的分布關係圖。
    圖3為依據本發明實施的步驟S120所建立的參考顏色增益、比例值與色溫的關係表300。
    圖4A繪示顯示影像400的切割方式示意圖。
    圖4B繪示本發明實施例的顯示影像的區塊的畫素顏色排列方式。
    圖5繪示本發明實施例的色溫、比例值以及選中數的關係表500。
    S110~S160．．．白平衡的方法的步驟
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種顯示影像的白平衡的方法，包括：量測多數個標準色塊在不同的多個色溫下，所呈現的多數個顏色的灰階值，該些顏色包括一基準顏色以及多數個參考顏色；依據對應各該色溫的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值來獲得對應各該色溫的多數個參考顏色增益，並依據對應各該色溫的該些參考顏色增益來獲得對應各該色溫的比例值；切割該顯示影像為多數個區塊；依據各該區塊中的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值來獲得各該區塊的多數個參考顏色增益，並依據該些參考顏色增益來獲得各該區塊的區塊比例值；依據各該區塊的區塊比例值與對應各該色溫的比例值來產生對應各該色溫的一選中數；以及依據該些色溫的該選中數來選取該些色溫的其中之一所對應的該些參考顏色增益與該基準顏色增益來進行該顯示影像的顏色補償。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中“依據對應各該色溫的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值來獲得對應各該色溫的該些參考顏色增益”的步驟包括：計算各該色溫的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值的比值來獲得對應各該色溫的該些參考顏色增益。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中“依據對應各該色溫的該些參考顏色增益來獲得對應各該色溫的比例值”的步驟包括：計算各該色溫的該些參考顏色增益間的比值以獲得對應各該色溫的比例值。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中“依據各該區塊中的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值來獲得各該區塊的該些參考顏色增益”的步驟包括：計算各該區塊的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值的比值來獲得對應各該色溫的該些參考顏色增益。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中“依據該些參考顏色增益來獲得各該區塊的區塊比例值”的步驟包括：計算各該區塊的該些參考顏色增益間的比值以獲得對應各該區塊的區塊比例值。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中“依據各該區塊的區塊比例值與對應各該色溫的比例值來產生對應各該色溫的該選中數”的步驟包括：計算該區塊的區塊比例值與對應各該色溫的比例值的多數個差；以及選擇該些差中最小者所對應的一選中色溫，並增加該選中色溫的該選中數。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中該基準顏色為綠色，該些參考顏色為藍色及紅色。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之白平衡的方法，其中更包括：針對該些色溫中的該些參考顏色增益中的最大者乘上一放大增益以獲得多數個放大參考顏色增益；以及依據該些參考顏色增益、該些放大參考顏色增益與對應各該色溫的該些參考顏色增益來獲得對應各該色溫的調整後比例值的一比例範圍，其中，該放大增益大於1。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之白平衡的方法，其中“依據該些色溫的該選中數來選取該些色溫的其中之一所對應的該些參考顏色增益與該基準顏色增益來進行該顯示影像的顏色補償”的步驟包括：當該顯示影像為一第一張顯示影像時，使該些選中數中最大者所對應色溫為一選中色溫。並使該選中色溫的該些參考顏色增益等於多數個參考顏色初始調整增益；以及使一基準顏色初始調整增益等於1。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之白平衡的方法，其中“依據該些色溫的該選中數來選取該些色溫的其中之一所對應的該些參考顏色增益與該基準顏色增益來進行該顯示影像的顏色補償”的步驟更包括：當該顯示影像並非為該第一張顯示影像時；判斷各該區塊的區塊比例值是否落於該比例值範圍中，判斷各該區塊的該些參考顏色增益是否小於該些放大參考顏色增益，並判斷各該區塊的該基準顏色的灰階值的平均值是否落於一基準色感測範圍內；分別累加各該區塊的該些參考顏色的灰階值的平均值與該基準顏色的灰階值的平均值以分別獲得多數個參考顏色灰階平均累計值以及一基準顏色的灰階平均累計值；依據計算該基準顏色的灰階平均累計值與該些參考顏色灰階平均累計值的比例，以獲得多數個參考顏色參考調整增益，並依據該些參考顏色參考調整增益間的比值來獲得一基準顏色參考調整增益；以及依據該些參考顏色參考調整增益及該些參考顏色初始調整增益的平均值來獲得多數個參考顏色更新調整增益，以及依據該基準顏色參考調整增益及該基準顏色初始調整增益的平均值來獲得一基準顏色更新調整增益。
    [11] 如申請專利範圍第10項所述之白平衡的方法，其中“依據該些色溫的該選中數來選取該些色溫的其中之一所對應的該些參考顏色增益與該基準顏色增益來進行該顯示影像的顏色補償”的步驟更包括：分別計算該些參考顏色參考調整增益與該選中色溫對應的該些參考顏色調整增益的多數個差值的絕對值，並計算該些差值的絕對值的和；以及判斷該些差值的絕對值的和是否大於一參考顏色調整範圍。
    [12] 如申請專利範圍第10項所述之白平衡的方法，其中“依據該些色溫的該選中數來選取該些色溫的其中之一所對應的該些參考顏色增益與該基準顏色增益來進行該顯示影像的顏色補償”的步驟更包括：使該基準顏色初使調整增益等於該基準顏色更新調整增益，並使該些參考顏色初使調整增益等於該些參考顏色更新調整增益。
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US13/292,093| US8723880B2|2011-08-23|2011-11-09|White balance method for display image|
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