顯示裝置的伽馬對應表的建立方法

2023-08-13 02:36:01 1

專利名稱：顯示裝置的伽馬對應表的建立方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示裝置的伽馬(Gamma)對應表的建立方法。
背景技術：
伽馬對應表都是內建在液晶顯示器或其它顯示設備裡面，由於每臺顯示設備的 面板特性不同，因此所需對應的伽馬曲線也都不同。目前較常見、方便的作法是在不同 的顯示設備之間，建立一個通用的伽馬對應表，以韌體程序的形式整合於每一臺顯示設 備裡面。這樣的缺點是伽馬曲線的效果無法針對具有不同顯示特性的顯示設備作最佳化 調整。此外，要建立一個通用的伽馬對應表通常需由多個不同款式的顯示器樣品取得多 組實驗數據後，再透過計算取得一個具有較平均表現的伽馬對應數值，以作為通用的伽 馬對應表，而這樣的過程也會在生產過程耗費相當多的時間以及成本。針對上述習知的作法，目前即有依據不同的液晶顯示器或其它顯示設備，在生 產在線重新測量每個顯示面板的特性，從而針對該顯示面板建立具有最佳化效果的伽馬 對應表，再將此最佳化的伽馬對應表的韌體程序寫入該顯示面板內，如此可避免前述在 生產過程耗費大量時間以及成本來製作通用伽馬對應表的缺點，可以有效提升生產過程 的效率，另一方面，針對各顯示面板最佳化的伽馬對應表也保證生產出來的顯示器都具 有較佳的亮度表現。由於建立伽馬對應表所需的亮度恢復曲線一般需要測量1024個灰階 點的亮度，再逐一將1024個亮度值連接成該亮度恢復曲線，往往1024個灰階點的測量以 及運算的速度相當慢，同時結果數據會佔用相當大的內存資源。因此現在有以取樣的方 式，在1024個灰階點中僅量測少數取樣點的亮度，其它未取樣的點再利用已有取樣點的 量測亮度值，以線性插值的方式恢復，從而恢復整條完整的亮度曲線。這樣的恢復結果 往往與實際的伽馬曲線有相當大的差異，而造成輸出效果品質降低。

發明內容
為解決現有技術伽馬對應表的建立方法得到的對應表效率及準確度較低的技術 問題，有必要提供一種對顯示設備進行快速準確建立伽馬對應表的方法。本發明提供一種顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，包含下列步驟量測多個 取樣點於一顯示裝置顯示畫面的亮度值；依據該多個取樣點以及量測得的相對應顯示畫 面的亮度值，以貝茲曲線內插的方式獲得該顯示裝置的一亮度恢復曲線；於該亮度恢復 曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中各灰階所對應的亮度值具有相同亮度值的灰階； 以及比較該標準伽馬曲線各灰階與對應該亮度恢復曲線的各灰階以建立對應該顯示裝置 的一伽馬對應表。與現有技術相比較，本發明伽馬對應表的建立方法利用貝茲曲線(Bezier curve) 生成插值以建立相對該顯示裝置的亮度恢復曲線，使亮度恢復曲線的建立過程在兼顧效 率的條件下，提供相當接近全取樣的準確度。


圖1是本發明顯示裝置的伽馬對應表的建立方法的流程圖。圖2是相對應一顯示裝置的亮度恢復曲線的示意圖。圖3是貝茲曲線與取樣點的示意圖。圖4是一標準伽馬曲線查找該亮度恢復曲線的示意圖。圖5是以線性插值法查找該亮度恢復曲線的示意圖。
具體實施例方式本發明的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法應用於一系統中，其包含一訊號產生器，一色彩分析儀以及一待測的顯示裝置，其中該訊號產生器包含一緩存器，該顯示 裝置包含一內存。該訊號產生器分別與該色彩分析儀以及該顯示裝置連接，其產生的視 訊訊號傳送至該顯示裝置以產生圖像。該色彩分析儀用於讀取該顯示裝置所顯示圖像的 亮度，並儲存於該訊號產生器的該緩存器內。該顯示裝置可為液晶顯示器或其它顯示設 備，其中該內存用來儲存本發明所建立的伽馬對應表，其可為一可寫入的韌體內存。請參考圖1，其為本發明應用於一顯示裝置的伽馬對應表的建立方法的流程圖。 該方法包含下列步驟步驟102:關閉待量測的一顯示裝置的伽馬校正功能。液晶顯示器或其它待量 測的顯示設備在開始工作前，透過一軟體設置該待量測的顯示裝置本身所設定的伽馬對 應表不傳至驅動程序，以關閉該顯示裝置的伽馬校正功能，使後續的取樣量測能真實取 得該顯示裝置的原生亮度表現。步驟104:設定取樣點的數量。建立伽馬對應表所需的亮度恢復曲線需要測亮 1024個灰階點的亮度，為了加快運算的速度以及減少佔用內存資源，在本發明的實施例 中，設定取樣點的數量為64個，若以0灰階至255灰階的全域灰階分布來看，設定的64 個取樣點是分別落在第0、4、8、…、248、252等64個灰階值上。然而，64個取樣點 為本發明較佳實施例的作法，除了採用64個取樣點以外，取樣點的數量在一般形式上可 為2、4、8、16、32、…、2η個取樣點，其中η為不大於10的正整數，使本發明在效率 與精確度間依據實際的需求具有更大的運用空間。例如亦可採用128個取樣點，並分別 落在第0、2、4、…、250、252、254等128灰階值上。步驟106:於該顯示裝置上生成分別對應該多個取樣點的單一灰階畫面。例如 前述取樣點為64個的實施例，則步驟106在該顯示裝置上透過該訊號產生器分別將具有 0、4、8、…、248、252等64個單一灰階表現的影像畫面傳送至該顯示裝置上。步驟108 利用該色彩分析儀量測該多個取樣點於該顯示裝置顯示畫面的亮度 值，並將結果暫存於該訊號產生器的該緩存器內。在該色彩分析儀量測該64個取樣點所 代表灰階值的灰階畫面的亮度值(即第0、4、8、…、248、252等64個單色灰階畫面的 亮度值)，並將這些數據記錄於緩存器內後，可得出一相對應於該顯示裝置的初步的亮度 恢復曲線，如圖2所示，圖2為包含TO、Tl、T2、 …、Ti、Ti+1、Ti+2、…、T62、 T63等64個取樣點(其中該64個取樣點為具有等灰階間隔的取樣點)以及量測出來在該 顯示裝置上相對應亮度值的關係圖，圖中曲線1部分是繪示該些數據的分布，並且為方 便說明，僅標示出其中部分取樣點。
步驟110 將步驟104的多個取樣點分成多個控制組，每個控制組包含M個(例 如4個)取樣點作為控制點，其中M為大於或等於3的正整數且不大於2η，η為不大於 5的正整數，並以M-I次方(例如3次方)的貝茲曲線計算出所有的離散點。為了要取 得其它非取樣的數據以完整建立相對應該顯示裝置的亮度恢復曲線，本發明採用了貝茲 曲線插值方法來獲得該亮度恢復曲線所需要的1024個點的數據，而這1024個點(包含先 前64個取樣點)亦以等灰階間隔均勻分布。舉例而言，首先在步驟104選取64個取樣點TO、Tl、…、T62、T63,將其分 為以4個取樣點為一組的控制組，且每一個控制組的第一個取樣點與前一個控制組的最 後一個取樣點為同一個取樣點，則分組的結果為第一控制組TO、Tl、T2、T3第二控制組T3、T4、T5、T6第三控制組T6、T7、T8、T9...依此類推，如圖3所示，以Ti、Ti+U Ti+2、Ti+3等四個取樣點作為三次方貝 茲曲線的控制點進行插值計算。由於以貝茲曲線插值計算出來的離散點加上原先64個 取樣點共為1024個點，因此在步驟110中，以貝茲曲線插值計算獲得在每兩相鄰取樣點 之間15個等間隔灰階值的離散點。例如在取樣點Ti與取樣點Ti+Ι之間具有Bi、B2、 B3、…等15個離散點，其它類推。如此利用貝茲曲線插值方法來獲得離散點的亮度數 據，以減少逐一實際獲取所有1024個點的亮度值的繁複工作以及減少儲存於該緩存器中 的亮度恢復曲線數據。本發明較佳實施例如上所述，以64個取樣點，且每4個取樣點為一控制組的方 式進行貝茲曲線插值運算來產生該顯示裝置的亮度恢復曲線。而在本發明其它實施例 的作法中，控制組的取樣點數目以及取樣點的數量亦可有其它的變化，例如取樣點可為 32、64或128等不同的數量，而控制組則可包含3或3個以上的取樣點且不大於32個取 樣點，或以全部的取樣點為單一控制組內的控制點，皆可利用貝茲曲線插值運算進行計 算。步驟112:依據步驟110所有的離散點以及取樣點，建立該顯示裝置的一亮度恢 復曲線並儲存於該緩存器內。如圖2的曲線1，為由64個取樣點以及960個利用貝茲曲 線插值方法計算出來的離散點，共1024個點彼此連接而成的曲線，即為該顯示裝置的亮 度恢復曲線。步驟114 依據一標準伽馬曲線依次查找該亮度恢復曲線上具有相同亮度值的 取樣點或離散點。該標準伽馬曲線如圖4所示，以曲線2繪示，該標準伽馬曲線自0灰階 至255灰階可劃分為1024個等灰階間隔的查找點，並由較小灰階的查找點至較大灰階的 查找點逐一依據各查找點查找相對應該亮度恢復曲線上的灰階。舉例而言，於圖4中， 標準伽馬曲線(曲線2)的查找點M代表240灰階且具有亮度值L0，則可在步驟112所建 立的亮度恢復曲線(曲線1，具有1024個離散點，其是由64個取樣點以及960個離散點 構成)中查找到具有相同亮度值LO的離散點N，其灰階值為230灰階。步驟116 查找該亮度恢復曲線與該相同亮度值所對應灰階最接近的相鄰離散 點或取樣點，以及步驟118:採用線性插值法查找該亮度恢復曲線上對應的灰階。若在步驟114中自標準伽馬曲線其中一查找點的亮度值所對應到該亮度恢復曲線中，無法對 應到任何一離散點，則直接以線性插值的方式查找對應的灰階值。請參考圖5，標準伽 馬曲線(曲線2)上的查找點O代表230灰階且具有亮度值L，其所對應到亮度恢復曲線 (曲線1)同樣亮度值L處(如圖中的點P)並非為一離散點，因此以相鄰最近的兩離散點 Pl以及離散點P2，利用其所代表的灰階值以及亮度值，以線性插值法計算出查找點O所 查找對應的灰階值
權利要求
1.一種顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，包含下列步驟量測多個取樣點於一顯示裝置顯示畫面的亮度值；依據該多個取樣點以及量測得的相對應顯示畫面的亮度值，以貝茲曲線內插的方式 獲得該顯示裝置的一亮度恢復曲線；於該亮度恢復曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中各灰階所對應的亮度值具有相 同亮度值的灰階；以及比較該標準伽馬曲線各灰階與對應該亮度恢復曲線的各灰階以建立對應該顯示裝置 的一伽馬對應表。
2.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於該方法還 包含下列步驟將該伽馬對應表儲存於該顯示裝置內。
3.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於量測多個 取樣點於該顯示裝置顯示畫面的亮度值的步驟是利用一色彩分析儀量測該顯示裝置的亮 度值。
4.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於該多個取 樣點是於0灰階至255灰階中所設定的2η個等灰階間隔的取樣點，其中η為不大於10的 正整數。
5.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於量測多個 取樣點於該顯示裝置顯示畫面的亮度值的步驟是分別量測第0、4、8、…、248、252等 64個單色灰階畫面的亮度值，或分別量測0、2、4、…、250、252、254等128個單色灰 階畫面的亮度值。
6.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於所獲得的 該亮度恢復曲線是由1024個離散點連接而成。
7.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於依據該多 個取樣點以及量測得的相對應顯示畫面的亮度值，以貝茲曲線內插的方式獲得該顯示裝 置的一亮度恢復曲線的步驟包含下列步驟將該多個取樣點以每M個取樣點分為一控制組，其中M為大於或等於3的正整數且 不大於2η，η為不大於5的正整數，且每一控制組的第一個取樣點與前一控制組的最後一 取樣點為同一取樣點；以及以各控制組中的M個取樣點分別作為一M-I次方貝茲曲線的控制點，並由該M-I次 方貝茲曲線分別於相鄰兩取樣點之間計算出15個等間隔灰階值所對應的亮度值。
8.如權利要求7所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於該多個取 樣點以每4個取樣點分為一控制組且以各控制組中的4個取樣點分別作為一3次方貝茲曲 線的控制點。
9.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在于于該亮度 恢復曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中各灰階所對應的亮度值具有相同亮度值的灰 階的步驟包含將該標準伽馬曲線自0灰階至255灰階劃分為1024個查找點，並於該亮度 恢復曲線中依次查找與該標準伽馬曲線中1024個查找點所對應的亮度值具有相同亮度值 的灰階。
10.如權利要求9所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在於該亮度恢復曲線包含多個離散點，且於該亮度恢復曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中各灰階 所對應的亮度值具有相同亮度值的灰階的步驟包含於該標準伽馬曲線的一查找點的亮度 值所對應該亮度恢復曲線上兩相鄰最近的離散點上，以線性插值法查找該亮度恢復曲線 的灰階。
11.如權利要求1所述的顯示裝置的伽馬對應表的建立方法，其特徵在于于該亮度 恢復曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中各灰階所對應的亮度值具有相同亮度值的灰 階的步驟包含於該亮度恢復曲線中，依次查找與一標準伽馬曲線中0灰階至255灰階中各 灰階所對應的亮度值具有相同亮度值的灰階。
全文摘要
本發明涉及一種顯示裝置的伽馬對應表的建立方法。該顯示裝置的伽馬對應表的建立方法通過貝茲曲線生成插值的方式來建立完整的亮度恢復曲線，利用對1024個灰階點縮小取樣數量，並針對獲得的取樣點分組，每組包含3或3個以上且不大於總取樣點數量的取樣點，作為貝茲曲線的控制點，以生成其它未取樣的灰階點。接著由一標準伽馬曲線依序查找該亮度恢復曲線上具有相同亮度值的各灰階值，以建立對應該顯示裝置的伽馬對應表。其中利用貝茲曲線生成插值以接近1024點全取樣所生成的曲線，使亮度恢復曲線的建立過程在兼顧效率的條件下，提供相當接近全取樣的準確度。該顯示裝置的伽馬對應表的建立方法的效率及準確率較高。
文檔編號G09G5/10GK102013246SQ20091030664
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者王劍鋒 申請人:群創光電股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司