首页> 中国专利> 显示装置的显示模式调整方法及其显示模式调整模块

显示装置的显示模式调整方法及其显示模式调整模块

摘要

本发明提供显示模式调整方法及执行此调整方法的显示模式调整模块,此方法包括以下步骤:依据输入色彩产生饱和度调整输出色彩以调整饱和度;依据目标色温及显示装置的原始光学特性得到相对色温调整参数;依据饱和度调整输出色彩及相对色温调整参数产生色温调整输出色彩以调整色温;依据环境光亮度得到亮度调整值以调整亮度。本发明的显示模式调整方法及其显示模式调整模块整合饱和度调整、色温调整及屏幕亮度调整,特别是将显示装置的显示模式调整成适合阅读的模式。以适合阅读为目的的显示模式为例,是利用显示装置的RGB色光来模拟而呈现出印刷品的CMYK色域,提供使用者一个适合阅读的显示模式,使使用者不因长期阅读而眼睛容易产生疲劳。

著录项

  • 公开/公告号CN104157261A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-11-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 华硕电脑股份有限公司;

    申请/专利号CN201410129163.X

  • 发明设计人 王之容;

    申请日2014-04-01

  • 分类号G09G5/02(20060101);G09G5/10(20060101);

  • 代理机构11245 北京纪凯知识产权代理有限公司;

  • 代理人赵蓉民

  • 地址 中国台湾台北市北投区立德路15号

  • 入库时间 2023-12-17 03:18:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-04-12

    授权

    授权

  • 2014-12-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):G09G5/02 申请日:20140401

    实质审查的生效

  • 2014-11-19

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明是有关于一种显示装置,且特别是有关于一种显示模式调整方法 及其显示模式调整模块。

背景技术

在现今信息发达的年代中,利用例如台式机、平板电脑、智能手机或其 它显示装置进行数据阅读、玩游戏或观看影片已是一般人获得信息或休闲活 动的主要方式之一。

然而,由于一般显示装置的显示模式所呈现的是RGB色域的显示色彩, 因此,若长时间进行阅读或观看屏幕时,容易使使用者的眼睛产生疲劳。

发明内容

本发明提供一种显示装置的显示模式调整方法,包括以下步骤:接收一 组输入色彩,并依据输入色彩的色相得到对应的饱和度调整参数;依据输入 色彩及饱和度调整参数得到一组饱和度调整输出色彩;接收目标色温,并依 据目标色温及显示装置原始光学特性得到一组相对色温调整参数;依据饱和 度调整输出色彩及相对色温调整参数得到一组色温调整输出色彩;依据环境 光亮度得到亮度调整值;以及依据饱和度调整输出色彩、色温调整输出色彩 或亮度调整值,改变显示装置的饱和度、色温及亮度。

本发明还提供一种显示装置的显示模式调整模块,包括饱和度调整单元、 色温调整单元以及亮度调整单元。饱和度调整单元依据一组输入色彩及饱和 度调整参数得到一组饱和度调整输出色彩,且饱和度调整单元还依据饱和度 调整输出色彩改变显示装置的饱和度。色温调整单元接收目标色温,并依据 目标色温及显示装置原始光学特性得到一组相对色温调整参数,且色温调整 单元还依据饱和度调整输出色彩及相对色温调整参数得到一组色温调整输出 色彩,以改变显示装置的色温。亮度调整单元依据环境光亮度得到亮度调整 值,且亮度调整单元还依据亮度调整值改变显示装置的亮度。

因此,本发明的显示模式调整方法及其显示模式调整模块整合饱和度调 整、色温调整及屏幕亮度调整,特别是将显示装置的显示模式调整成适合阅 读的模式。以适合阅读为目的的显示模式为例,是利用显示装置的RGB色光 来模拟而呈现出印刷品的CMYK色域提供使用者一个适合阅读的显示模式, 使使用者不因长期阅读而眼睛容易产生疲劳。

附图说明

图1所示为相同色域空间中,显示装置可呈现的RGB色域与印刷品的 CMYK色域的相对关系示意图;

图2A所示为依据本发明一实施例的一种显示模式调整模块的功能方块 图;

图2B所示为依据本发明一实施例的一种显示装置的显示模式调整方法 的流程图;

图3A及图3B分别所示为图2A的饱和度调整单元的不同实施例的示意 图;

图4A所示为依据本发明一实施例的一种得到相对色温调整参数的方法 的流程图;

图4B所示为在CIE1960色度空间上,普朗克轨迹、日光轨迹与新定义 的色温曲线的放大图;

图4C所示为产生新的色温曲线的流程图;

图4D所示为在CIE1960色度空间上,普朗克轨迹、日光轨迹与新的色 温曲线的相对示意图;

图4E所示为在CIE1931色度空间上,普朗克轨迹、日光轨迹与新的色 温曲线的相对示意图;

图5A及图5B所示分别为图2A的色温调整单元的不同实施例的示意图;

图6A至图6D所示分别为图2A的饱和度调整单元与色温调整单元的不 同组合示意图;

图7所示为不同增益值的环境光亮度与显示屏的关系示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图,说明依本发明实施例的显示装置的显示模式调整 方法,其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图1,其为在相同色域空间中,显示装置可呈现的RGB色域与印 刷品的CMYK色域的相对关系示意图。显示装置例如但不限于为液晶显示装 置或有机发光二极管显示装置,或其它的平面显示装置。

由于在相同色域空间下,相较于显示装置可呈现的RGB色域中,一般印 刷品可呈现的CMYK色域可显示的色彩范围较小(CMY所围成的三角形面 积较RGB所围成的三角形面积)。另外,相较于显示装置所显示的画面,一 般印刷品所呈现者较适合于阅读者的长时间阅读。因此,本发明的显示模式 调整方法整合饱和度调整、色温调整及屏幕亮度调整,并利用显示装置的 RGB色光来模拟而呈现出印刷品的CMYK色域,以提供使用者一个适合阅 读的显示模式,使使用者不因长期阅读而眼睛容易产生疲劳。

请参考图2A及图2B,图2A所示为依据本发明一实施例的一种显示模 式调整模块的功能方块图,图2B所示为依据本发明一实施例的一种显示装 置的显示模式调整方法的流程图;

显示模式调整模块1包括饱和度调整单元11、色温调整单元12及亮度 调整单元13。其中,饱和度调整单元11、色温调整单元12及亮度调整单元 13可以软件程序方式来实现其功能,或者,也可应用硬件或韧体的方式来实 现饱和度调整单元11、色温调整单元12及亮度调整单元13的功能,并不限 定。

如图2A所示,显示模式调整方法包括步骤P01至步骤P06。

首先,进行步骤P01:接收一组输入色彩(Rin,Gin,Bin),并依据上述这组 输入色彩(Rin,Gin,Bin)的色相(hue)Hin得到对应的饱和度调整参数S。其中, 上述这组输入色彩(Rin,Gin,Bin)可为显示装置所要显示的RGB色域中的任一 色彩。于此,饱和度调整单元11得到输入色彩(Rin,Gin,Bin)后,依据上述这 组输入色彩(Rin,Gin,Bin)得到其色相Hin,进而得到上述色相Hin所对应的饱和 度调整参数S。其中,饱和度调整参数S为色相Hin的函数:s=fs(Hin),其 中S值可介于0到2之间。

接着,进行步骤P02:依据上述这组输入色彩(Rin,Gin,Bin)及饱和度调整 参数S得到一组饱和度调整输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)。其中,将上述这组输入 色彩(Rin,Gin,Bin)及饱和度调整参数S输入饱和度调整单元11后,饱和度调 整单元11还依据输入色彩(Rin,Gin,Bin)及饱和度调整参数S得到饱和度调整 输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)。以适合阅读为目的的显示模式为例,由于要模拟较 小色域(CMYK色域)的效果,故饱和度调整输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)的饱和 度必小于或等于输入色彩(Rin,Gin,Bin)饱和度。

饱和度调整单元11可例如包含以下的二种实施例:饱和度调整单元11 的第一种实施例如图3A所示,输入色彩(Rin,Gin,Bin)、饱和度调整参数S及 饱和度调整输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)满足以下方程式:

RsatGsatBsat=[Mcsc-1]3×31000S000S[Mcsc]3×3RinGinBin

,其中,[Mcsc]及为3x3运算矩阵,[Mcsc]为色彩空间转换运算矩阵, 为色彩空间转换反运算矩阵(可以表现出亮度与彩度的色彩空间矩阵的 转换都适用于此,例如YCbCr,YIQ色度空间等),而Msat为运算矩阵,且

Msat=1000S000S

另外,饱和度调整单元11的第二种实施例如图3B所示,其包含显示装 置的显示适配器内建的色彩饱和度调整单元。其中,需先将饱和度调整参数 S转换为显示适配器内建的饱和度色彩调整元件所需的格式,即s′=fs′(s), 再依据输入色彩(Rin,Gin,Bin)及饱和度调整参数S′而得到饱和度调整输出色 彩(Rsat,Gsat,Bsat)。这样,可调整显示屏幕的输出饱和度。

接着,再进行步骤P03:接收目标色温T,并依据目标色温T及显示装 置的原始光学特性(例如:显示装置的原始最亮阶的红绿蓝各自的三刺激值) 得到一组相对色温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff)。以适合阅读为目的的显示模 式为例,要将显示器调整至偏暖相关色温,调整后显示屏幕的色温较未调整 前的色温偏暖,用来增加使用者阅读的舒适度。另外,在相对色温调整参数 中,Rcoeff为红色的相对色温调整参数,Gcoeff为绿色的相对色温调整参数, Bcoeff为蓝色的相对色温调整参数。

至于如何得到相对色温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff),请参照图4A至图 4E所示,其中,图4A所示为依据本发明较佳实施例的一种得到相对色温调 整参数的方法的流程图,图4B所示为在CIE1960色度空间上,普朗克轨迹、 日光轨迹与新定义的色温曲线(以下称为新的色温曲线)的放大示意图,图 4C所示为产生新的色温曲线的流程图,图4D所示为在CIE1960色度空间 上,普朗克轨迹、日光轨迹与新的色温曲线的相对示意图,而图4E所示为 于CIE1931色度空间上,普朗克轨迹、日光轨迹与新的色温曲线的相对示意 图。

如图4A所示,以色温调整单元12得到上述这组相对色温调整参数,包 括步骤S01至步骤S04。首先,步骤S01为:依据色温范围、CIE1931色 度空间的普朗克轨迹及CIE日光轨迹产生于CIE1931色度空间上的色温曲 线。在本实施例中,色温范围例如可介于4000K至25000K之间(4000K≤ 色温≤25000K,色温的单位以绝对温度K为单位)。换言之,为了符合一般 观看者的视觉感受,色温调整单元12并不将目标色温的色坐标定义在CIE 1931色度空间的普朗克轨迹或CIE日光轨迹上,而是根据这二条曲线重新 定义一条新的色温曲线,这条色温曲线比较可以符合一般观看者的视觉感受。

以下,请参照图4B至图4E,先说明如何产生新的色温曲线。其中,产 生新的色温曲线的步骤包含步骤G至步骤K。

如图4C所示,首先,步骤G为:计算色温范围内的色温在CIE1931 色度空间的普朗克轨迹X1上的第一色坐标(xC,yC),并计算该色温在CIE日 光轨迹X2上的第二色坐标(xD,yD)。具体而言,如图4E所示,为了得到CIE 1931色度空间上的新的色温曲线X3,可在色温范围(4000K至25000K之 间)内先取样初始取样点,例如为4000K(也可取不同的初始取样点,例如 25000K或其它值),并将4000K的色温T换算成CIE1931色度空间的普朗 克轨迹X1上的第一色坐标(xC,yC)及CIE日光轨迹X2上的第二色坐标(xD, yD)。第一色坐标(xC,yC)换算的公式(1)为:

xC=-3.0258469(109/T3)+2.1070379(106/T2)+0.2226347(103/T)+0.240390,

yC=3.0817580xC3-5.87338670xC2+3.75112997xC-0.37001483,其中, 4000K≤T≤25000K。另外,第二色坐标(xD,yD)的换算的公式(2)为:

xD=0.244063+0.09911103T+2.9678106T2-4.6070109T34000KT7000K0.237040+0.24748103T+1.9018106T2-2.0064109T37000K<T25000K

yD=-3.000xD2+2.870xD-0.275

得到第一色坐标(xC,yC)及第二色坐标(xD,yD)之后,接着,如图4D所示, 进行步骤H:将第一色坐标(xC,yC)及第二色坐标(xD,yD)转换至CIE1960色 度空间上,以得到第一对应色坐标P(uC,vC)及第二对应色坐标D(uD,vD)。其 转换公式(3)为:

u=4x-2x+12y+3,v=6y-2x+12y+3

接着,进行步骤I:依据第一对应色坐标P(uC,vC)及第二对应色坐标D(uD, vD)产生上述色温的色温坐标(uNew,vNew)。在本实施例中,如图4B及图4D所 示,在步骤H中,色温调整单元12已计算出色温T在CIE1960色度空间 的普朗克轨迹U1上的第一对应色坐标P(uC,vC)与在CIE日光轨迹U2上的 第二对应色坐标D(uD,vD),而步骤I从第二对应色坐标D沿向量PD延伸出去, 以得到此色温T于CIE1960色度空间的新的色温坐标(uNew,vNew)。得到色 温坐标(uNew,vNew)的公式(4)为:

PD=(uD-uC,vD-vC)

(uNew,vNew)=D(uD,vD)+αPD|PD|,|PD|=(uD-uC)2+(vD-vC)2

其中,P(uC,vC)为第一对应色坐标,D(uD,vD)为第二对应色坐标,(uNEW,v NEW)为新的色温坐标,且α值可介于0.001至0.005之间。另外,上述的α 值较佳者是取0.003。因此,在其它的实施例中,设计者可根据不同的视觉 感受需求而取不同的α值。

接着,进行步骤J:将色温坐标(uNew,vNew)转换至CIE1931色度空间上, 以得到新色温坐标(xNew,yNew)。在此,如图4E所示,色温调整单元12再利 用上述的公式(3)将于CIE1960色度空间上的色温坐标(uNew,vNew)转换至 CIE1931色度空间上而得到新色温坐标(xNew,yNew)。

最后,进行步骤K:重复步骤G至步骤J,以取得色温范围内的多个色 温的上述这些新色温坐标(xNew,yNew),进而得到色温曲线X3。在此,色温调 整单元12可依据间隔取样值来取得不同的色温值后再分别得到对应的新色 温坐标(xNew,yNew)。换言之,可例如以10K为间隔取样值,分别将4010K、 4020K、4030K...、25000K的色温重复进行步骤G至步骤J,就可得到CIE 1931色度空间上对应的多个新色温坐标(xNew,yNew),并将所有的新色温坐标 (xNew,yNew)连成一条曲线,以得到步骤S01的色温曲线X3。特别一提的是, 上述10K的间隔取样值只是举例,在其它的实施例中,间隔取样值也可取不 同的数值(例如1K),且间隔取样值的数值越小,则色温曲线X3就越精确。

因此,根据CIE1931色度空间的普朗克轨迹X1及CIE日光轨迹X2产 生于CIE1931色度空间上新的色温曲线X3(图4E)之后,请再参照图4A 所示,接着再进行步骤S02:计算出目标色温在色温曲线X3上所对应的目 标色坐标(xtw,ytw)(图未显示)。在此,色温调整单元12通过上述步骤G至 步骤J将目标色温利用新的色温曲线X3换算得出目标色温在CIE1931色度 空间上所对应的目标色坐标(xtw,ytw)。其中,目标色温即为显示装置欲显示影 像中所要显示的色温,且目标色温的范围仍介于4000K至25000K之间。

接着,再进行步骤S03:依据目标色坐标(xtw,ytw)与显示装置的最亮阶的 红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)各自的三刺激值分别产生红色、绿色与蓝色的新 亮度此例。在此,将欲调整色温的显示装置的原始最亮阶的红色、绿色及蓝 色的刺激值X、Y、Z利用以下公式(5)分别转换成CIE1931色度空间上的色 坐标(x,y)后,再与目标色温的目标色坐标(xtw,ytw)利用以下公式(6)计算出红 色、绿色与蓝色之新亮度此例。其中,显示装置的最亮阶的红色、绿色及蓝 色的三刺激值分别为:(XR、YR、ZR)、(XG、YG、ZG)、(XB、YB、ZB),而公 式(5)为:x=X/(X+Y+Z),y=Y/(X+Y+Z),且目标色温的新亮度比例的公式(6) 为(大小写的R、G、B均分别代表红色、绿色、蓝色):

RatioR:RatioG:RatioB=xtw-xgygxtw-xbybytw-ygygytw-ybyb:xtw-xbybxtw-xryrytw-ybybytw-yryr:xtw-xryrxtw-xgygytw-yryrytw-ygyg

得到新亮度此例后,接着进行步骤S04:依据红色、绿色及蓝色的上述 这些新亮度比例及红色、绿色及蓝色的三刺激值分别产生上述这组相对色温 调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff)。在此,利用以下的方程式得到上述这组相对色 温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff),Rcoeff(公式显示为CoefR)为红色的相对色 温调整参数,Gcoeff(公式显示为CoefG)为绿色的相对色温调整参数,Bcoeff(公式显示为CoefB)为蓝色的相对色温调整参数,且m为显示装置的屏幕 特性参数。

Coefi=(YiYi)1m,i{R,G,B},Yi=Amin×iratio

Amin=Min(YRRatioR,YGRatioG,YBRatioB)

色温调整单元12得到上述这组相对色温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff)之 后,接着,请再参照图2B,进行步骤P04:依据饱和度调整输出色彩(Rsat,G sat,Bsat)及上述这组相对色温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff)得到一组色温调整输 出色彩(Rout,Gout,Bout)。在此,色温调整单元12可例如包含以下的二种实施例: 色温调整单元12的第一种实施例如图5A所示,其中,饱和度调整输出色彩 (Rsat,Gsat,Bsat)、相对色温调整参数(Rcoeff,Gcoeff,Bcoeff)及色温调整输出色彩 (Rout,Gout,Bout)满足以下方程式:

RoutGoutBout=R>000G>000B>RsatGsatBsat

另外,色温调整单元12 的第二种实施例如图5B所示,其为显示装置的显示适配器内建的红色、绿 色及蓝色的查找表(Look-up Table,LUT)。其中,红色、绿色及蓝色的运算 公式如下所示:

Rout(i)=LUTR(i)=Rcoeff×Rsat(i),wherei=1,2,...,255,

Gout(i)=LUTG(i)=Gcoeff×Gsat(i),wherei=1,2,...,255,

Bout(i)=LUTB(i)=Bcoeff×Bsat(i),wherei=1,2,...,255。

值得一提的是,由于上述中的饱和度调整单元11及色温调整单元12可 分别包含二种不同实施例,因此,饱和度调整单元11及色温调整单元12可 具有如图6A至图6D所示的四种组合。其中,图6A为图3A及图5A的组合, 图6B为图3A及图5B的组合,图6C为图3B及图5A的组合,图6D为图 3B及图5B的组合。

另外,请再参照图2A、图2B及图7,进行步骤P05:依据环境光亮度 得到亮度调整值。在此,亮度调整单元13通过环境光亮度与显示屏幕亮度之 间建立亮度调整曲线。其中,显示装置的显示屏幕的亮度与环境光的亮度呈 正相关。另外,亮度调整单元13根据不同亮度的环境光线,调整适合人眼阅 读的屏幕亮度,以减少屏幕亮度与环境光亮度的落差,避免人眼观看显示屏 幕时容易疲劳。其中,环境光若越亮,则屏幕就越亮;反之,环境光越暗, 则屏幕就越暗,进而产生一条基础曲线Bbase:Bbase(i)=fnits(A(i)),其中A(i)代 表环境光,Bbase代表在此环境光下对应的基础屏幕亮度。另外,因为不同的 使用者对屏幕亮度的喜好不同,因此,本实施例还定义一增益值G,最后呈 现的环境光对应屏幕亮度曲线为B(i)=G×Bbase(i)。如图7所示,图7显示了 三条不同增益值G的亮度调整曲线C1~C3,使用者可依据其需求选择不同 的亮度调整曲线。因此,当选择某一条亮度调整曲线时,通过感测实际的环 境光,就可通过亮度调整单元13而得到亮度调整值。

最后,进行步骤P06:依据上述这组饱和度调整输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)、 上述这组色温调整输出色彩(Rout,Gout,Bout)或亮度调整值改变显示装置的饱和 度、色温或亮度。其中,通过饱和度调整单元11依据上述这组饱和度调整输 出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)改变显示装置的饱和度,还通过色温调整单元12依据 上述这组色温调整输出色彩(Rout,Gout,Bout)改变显示装置的色温,或通过亮度 调整单元13依据亮度调整值改变显示装置的亮度,这样,完成显示装置饱和 度、色温或亮度的调整。再一提的是,调整饱和度、色温、或亮度的步骤中, 需先调整饱和度(先得到饱和度调整输出色彩(Rsat,Gsat,Bsat)),之后再调整色 温(再得到色温调整输出色彩(Rout,Gout,Bout)),但是,亮度的调整则不一定要 在饱和度调整或色温调整之后,也可先调整显示屏幕的亮度之后再调整其饱 和度及色温,本发明并不限制。

综上所述,因本发明的显示装置的显示模式调整方法及其显示模式调整 模块中,显示模式调整方法包括:接收一组输入色彩,并依据上述这组输入 色彩的色相得到对应的饱和度调整参数;依据上述这组输入色彩及饱和度调 整参数产生一组饱和度调整输出色彩;接收目标色温,并依据目标色温及显 示装置的原始光学特性得到一组相对色温调整参数产生一组色温调整输出色 彩;依据环境光亮度得到亮度调整值以改变显示装置输出亮度;以及依据上 述这组饱和度调整输出色彩、上述这组色温调整输出色彩或亮度调整值调整 显示装置的饱和度、色温或亮度。因此,本发明的显示模式调整方法及其显 示模式调整模块整合饱和度调整、色温调整及屏幕亮度调整,并以适合阅读 为目的的显示模式为例,利用显示装置的RGB色光来模拟而呈现出印刷品的 CMYK色域,进而提供使用者一个适合阅读的显示模式,使使用者不因长期 阅读而眼睛容易产生疲劳。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何 所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作 些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号