顯示器目標Gamma曲線的生成方法
2023-04-29 20:42:21 2
專利名稱：顯示器目標Gamma曲線的生成方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示器校正過程中的目標Gamma曲線的生成方法，屬於顯示器應用領域。
背景技術：
顯示器在不同行業應用中對顯示技術的要求也不同，顯示器如果直接將輸入進來的數據不經變換地顯示出來，其顯示效果往往不會完全符合人眼的視覺特性要求，許多信息細節無法被人眼覺察出；而不同應用領域對顯示效果的要求也有所不同，因此顯示器尤其是專業顯示器需要經過Gamma曲線校正，才能達到人眼所需要的視覺顯示效果。
在顯示器上，從低到高不同等級的灰階或色階所構成的亮度趨勢，就是Gamma曲線，通常根據顯示器的顯示能力即能顯示的灰階、色階位數，用色彩分析儀測量出各階數據，將這些離散數據連接起來就構成Gamma曲線。其中，顯示效果所對應的、能反應使用需要的Gamma曲線就是目標Gamma曲線，測量未經過校正的顯示器所得到的Gamma曲線為顯示器的特徵Gamma曲線。以往特徵Gamma曲線擬合技術中，有γ冪函數、DICOM的GSDF函數、多項式方程、分段Gamma曲線等，其擬合過程各有千秋，但實際效果並不理想，而且有些方法步驟較多、計算煩瑣，計算起來很不方便。設計一種新的靈活多變的公式和計算方法，使特徵Gamma曲線與目標Gamma曲線能夠更好的擬合就成為本發明要解決的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種顯示器目標Gamma曲線的有效生成方法，利用該方法可以將顯示器特徵Gamma曲線向目標Gamma曲線有效校正，從而提高顯示器的顯示效果。
本發明是通過以下步驟實現的 一種顯示器目標Gamma曲線的生成方法 A)測量或確定顯示器的輸入全黑場信號或黑窗口信號的亮度YMin和輸入全白場信號或白窗口信號的亮度YMax； B)確定Gamma曲線的階數L； C)設置係數γ，γ為冪且為恆定非負數； D)根據Gamma基礎公式計算 Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin 其中i為Gamma的階號，i為0～(L-1)的連續整數，Yi為i階對應的顯示亮度，L為階數256或1024； E)將各參數代入方程，計算出目標Gamma曲線，各階亮度數據依次為YMin、Y1、Y2、Y3......YMax共L個數據； F)測量顯示器的特徵Gamma曲線數據，根據特徵Gamma曲線數據和目標Gamma曲線數據計算校正表，通過顯示器進行驗證； 所述步驟C中設置係數γ為根據顯示器的應用要求，設置係數γ對應YMin時的值γB和對應YMax的值γE以及設置γB變化到γE的冪p，再根據公式 γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p 計算得出，其中i為Gamma曲線的階號，i為0～(L-1)的連續整數，p為冪且為恆定非負數。
所述顯示器驗證目標Gamma曲線的過程通過反覆調整係數γB、γE和冪p後再計算實現。
本發明所述的顯示器目標Gamma曲線的生成方法，通過在原來擬合方程的基礎公式中設計一個全新的係數γ與參數γB、γE和p之間的換算公式，使校正過程中生成的目標Gamma曲線更準確、更平滑、更能符合人眼的觀察習慣，簡化了顯示器特徵Gamma曲線的校正過程、減少了校正次數。其數據計算過程簡單、方便，校正準確、可靠，適用於各種顯示器目標Gamma曲線的有效生成，也適用於這種曲線的其它應用。
圖1為本發明Gamma曲線的有效生成方法的步驟流程圖； 圖2為Gamma冪函數曲線圖； 圖3為近似DICOM GSDF曲線圖； 圖4為一種「S」形曲線圖。
具體實施例方式 下面結合附圖1對本發明作進一步的描述 本發明所述的一種顯示器目標Gamma曲線的生成方法，包括 步驟11測量確定顯示器輸入全黑場信號的亮度YMin和輸入全白場信號的亮度YMax。
步驟12確定使用顯示器Gamma曲線的階數L，一般顯示器的灰階、色階位數為n，n通常為8或10，則Gamma曲線的階數L＝2n。
步驟13根據顯示器的應用要求，設置參數γ對應YMin時的值γB和對應YMax的值γE以及設置γB變化到γE的冪p的值。
具體設置方法一根據顯示器的應用要求，確定比YMin高一階的亮度值Y1和比YMin高兩階的亮度值Y2，比YMax低一階的亮度值YL-2和比YMax低兩階的亮度值YL-3，用Gamma曲線基礎公式 Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin 分別計算Y1(i＝1)、Y2(i＝2)、YL-2(i＝L-2)、YL-3(i＝L-3)所對應的γ1、γ2、γL-2和γL-3，其中i為Gamma的階號，i為0～(L-1)的連續整數，L為256或1024，計算出γB＝2γ1-γ2和γE＝2γL-2-γL-3，根據公式 γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p 設置冪p＝1，p為冪且為恆定非負數，計算出係數γ的值。
具體設置方法二根據經驗設置γB、γE和p的參數值，無經驗時也可先設定γB＝2.2、γE＝1、p＝1，然後再根據顯示的Gamma曲線進行相應調整，從而簡化設置參數和計算的過程。
步驟14將已確定各參數代入Gamma曲線基礎公式 Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin 計算出各階Gamma曲線數據，觀察Gamma曲線數據和Gamma曲線，根據需要調整p值，如果希望開始的變化趨勢緩慢一些，則將p值適當加大；反之則將p值適當減小。
步驟15測量顯示器的特徵Gamma曲線數據L。
步驟16根據特徵Gamma曲線數據和目標Gamma曲線數據計算校正表，並通過顯示器對校正表進行驗證。
步驟17如果顯示器驗證目標Gamma曲線符合實際使用的需要，則完成目標Gamma曲線的有效生成過程。否則，可以適當調整參數γB、γE和冪p的數值，然後回到步驟14中重新計算、校正，直到顯示效果滿意為止。一般有3～5次反覆就可以達到要求，對於同類顯示器，只需要1臺或2臺樣機就可以確定所有參數。
實施例一 如圖2所示，根據上述擬合公式中的基礎公式計算典型Gamma曲線，即Gamma基礎公式所表示的曲線，γ值為1時代表顯示器的特徵曲線，常用γ值為1.8、2.0和2.2。
實施例二 如圖3所示，根據上述擬合公式中的基礎公式和係數γ換算公式計算近似DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine醫療數字影像與通信)第14部分GSDF(Grayscale Standard Display Function灰階標準顯示函數)曲線，此時YMin＝0.05，YMax＝3993.404，L＝1024，γB＝1.85，γE＝6.65，p＝0.5，非常適合醫療數字影像顯示的要求。
實施例三 如圖4所示，根據上述擬合公式中的基礎公式和係數γ換算公式計算非典型曲線，如「S」形曲線，當γB＝2.2，γE＝0.5，p＝2時，為暗灰階和亮灰階的亮度變化比中間灰階區段變化平緩一些的「S」形曲線，非常適合超聲類影像顯示的要求。
以上所述，僅為本發明一些推薦的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種顯示器目標Gamma曲線的生成方法
A)測量或確定顯示器的輸入全黑場信號或黑窗口信號的亮度YMin和輸入全白場信號或白窗口信號的亮度YMax；
B)確定Gamma曲線的階數L；
C)設置係數γ，γ為冪且為恆定非負數；
D)根據Gamma基礎公式計算
Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin
其中i為Gamma的階號，i為0～(L-1)的連續整數，Yi為i階對應的顯示亮度，L為階數256或1024；
E)將各參數代入方程，計算出目標Gamma曲線，各階亮度數據依次為YMin、Y1、Y2、Y3......YMax共L個數據；
F)測量顯示器的特徵Gamma曲線數據，根據特徵Gamma曲線數據和目標Gamma曲線數據計算校正表，通過顯示器進行驗證；
其特徵在於，所述步驟C中設置係數γ為根據顯示器的應用要求，設置係數γ對應YMin時的值γB和對應YMax的值γE以及設置γB變化到γE的冪p，再根據公式
γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p
計算得出，其中i為Gamma曲線的階號，i為0～(L-1)的連續整數，p為冪且為恆定非負數。
2、根據權利要求1所述的顯示器目標Gamma曲線的生成方法，其特徵在於，所述顯示器驗證目標Gamma曲線的過程通過反覆調整係數γB、γE和冪p後再計算實現。
全文摘要
本發明公開了一種顯示器目標Gamma曲線的生成方法，通過在Gamma曲線基礎公式Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin的基礎上設計係數γ的計算公式γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p，同時，設置係數γ對應YMin時的值γB和對應YMax的值γE以及設置γB變化到γE的冪p，從而方便、準確地計算和繪製出目標Gamma曲線，通過顯示器驗證後，生成的目標Gamma曲線更準確、更平滑、更能符合人眼的觀察習慣，簡化了特徵Gamma曲線的校正過程、減少了校正次數。其數據計算過程簡單、方便，校正準確、可靠，適用於各種顯示器目標Gamma曲線的有效生成，也適用於這種曲線的其它應用。
文檔編號G09G3/00GK101546509SQ20091008282
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者黃際雷, 浦聲林, 健 何, 楊德文 申請人:北京德為視訊科技股份有限公司