CN100520901C

CN100520901C - 伽玛对应表的产生方法

Info

Publication number: CN100520901C
Application number: CNB2006101111543A
Authority: CN
Inventors: 柯铭俊; 温上杰; 李建新
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: CN101123074A

Abstract

一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，显示器利用伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其中m、n为正整数。方法包括，(a)根据一伽玛曲线，计算出对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]。(b)依序计算相邻两校正灰阶值的差值(y(i+1)-y(i))，并记录为对应原始灰阶值x(i+1)的多个伽玛参考值z(i+1)(i＝1～(2m-1))，其中对应x(1)的z(1)值为y(1)，以产生伽玛对应表。

Description

伽玛对应表的产生方法

技术领域

本发明有关一种伽玛对应表(Gamma Table)的产生方法，且特别是有关于一种由已知校正灰阶值(Corrected Gray Level)计算出具有较低位数的伽玛参考值并加以记录的伽玛对应表产生方法。

背景技术

由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有体积薄、重量轻与低电磁辐射的优点，近年来逐渐被广泛地使用。然而，由于输入液晶分子两侧的跨压与光穿透率(light transmittance)并非成线性关系，故而当要将所显示的数字影像数据转换成输入至液晶分子两侧的电压信号时，必须进行伽玛校正(GammaCorrection)动作，以减少液晶显示器的色彩失真。

一般的伽玛校正动作是将像素的原始灰阶值经由一伽玛曲线(Gamma Curve)的映像而产生校正灰阶值。而所谓的伽玛曲线是记录于显示器相关电路中的一种伽玛对应表(Gamma Table)。当液晶显示器需要进行伽玛校正时，便可根据所记录的伽玛对应表来找出对应原始灰阶值所需的校正灰阶值。

一般液晶显示器的伽玛校正动作是由8位的原始灰阶值x产生，举例来说，10位的校正灰阶值y，其中x＝0～255，y＝0～1023，且y＝(x/255)^r×1023，r为伽玛系数。如果不做压缩或修正的话，液晶显示器所需的内存容量为256×10＝2560位。由于所需要的内存容量庞大，将会降低显示器执行伽玛校正的速度，同时提高显示器的制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种伽玛对应表的产生方法，此方法由校正灰阶值计算出具有较低位数的伽玛参考值并加以记录为伽玛对应表，当欲进行伽玛校正时，再由伽玛对应表的伽玛参考值还原出所需的校正灰阶值，以达到节省存储器使用量的目的。

根据本发明的目的，提出一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，显示器利用伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其中m、n为正整数。方法包括，(a)根据一伽玛曲线，计算出对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]。(b)依序计算相邻两校正灰阶值的差值(y(i+1)-y(i))，并记录为对应原始灰阶值x(i+1)的多个伽玛参考值z(i+1)，其中，i＝1～(2m-1)对应x(1)的z(1)值为y(1)，以产生伽玛对应表。

根据本发明的目的，另提出一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，显示器是利用伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2m)]得出n位的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]，其中m、n为正整数。方法包括，(a)利用第一伽玛曲线，计算出对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的多个校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]。(b)利用第二伽玛曲线，计算出对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]。(c)分别计算校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]与对应的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]的差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}，并记录为对应原始灰阶值x(i)的多个伽玛参考值z(i)，其中i＝1～(2^m-1)，以产生伽玛对应表。

根据本发明的目的，还提出一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，显示器是利用伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其中m、n为正整数。方法包括，(a)根据伽玛曲线计算出对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]。(b)计算两两相邻校正灰阶值的灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}或{(y(i)-y(i+1))，i＝1，3，...}。(c)将n位的校正灰阶值y(i)以及k位的灰阶差值w(i)，分别记录为对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]中奇数阶灰阶值x(i)(i＝1，3，...)的(n+k)位的多个伽玛参考值z(i)，以产生伽玛对应表，其中，i＝1，3，...，k为正整数。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下面将特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明。

附图说明

图1是依照本发明第一实施例的伽玛对应表产生方法的流程图。

图2是依照本发明第二实施例的建立伽玛对应表产生方法的流程图。

图3是依照本发明第三实施例的伽玛对应表产生方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供伽玛对应表(Gamma table)的产生方法，其特点在于由校正灰阶值计算出具有较低位数的伽玛参考值并加以记录为伽玛对应表，当欲进行伽玛校正时，再由伽玛对应表的伽玛参考值还原出所需的校正灰阶值，如此一来即可减少储存伽玛对应表的存储器的容量，大幅降低显示器的制造成本。

实施例一

请参照图1，其是依照本发明第一实施例的伽玛对应表产生方法流程图。此伽玛对应表的产生方法是使用于显示器中。首先，选取多个分别具有m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]，m为正整数，例如为8。于步骤102中，依据伽玛曲线计算出对应此些原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，n为正整数，例如为10。这些校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]是原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]相应于伽玛曲线的伽玛对应关系，且校正灰阶值y(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ为伽玛系数。

接着，在步骤104中，依序计算相邻两校正灰阶值的差值(y(i+1)-y(i))。根据有限的系统电路板累积的测试结果，在不考虑负值的状况之下，当m＝8，n＝10且γ＝2.2时，这些差值(y(i+1)-y(i))的大小会小于32，也即只需要5比特(bits)的存储器即可储存所有的差值(y(i+1)-y(i))。若考虑负值，则需多出1位的存储器以记录数值的负号。

最后，在步骤106中，将差值(y(i+1)-y(i))记录为对应原始灰阶值x(i+1)的伽玛参考值z(i+1)于伽玛对应表中，其中，i＝1～(2m-1)，对应x(1)的z(1)值为y(1)。如此一来，伽玛对应表只记伽玛参考值z(i+1)，其中i＝1～(2m-1)，而只要知道任一校正灰阶值y(i)，即可以利用递回关系求出所欲求的目标校正灰阶值，其中y(1)＝z(1)且y(i+1)＝y(i)+z(i+1)(i＝1～(2^m-1))。由于伽玛参考值z(i+1)，其中i＝1～(2m-1)，只需耗用5bits的存储器，而总共有256笔原始灰阶值，所以共需耗用256×5＝1280bits的存储器，相较于现有技术所需的2560bits存储器节省了50％的存储器容量。

实施例二

请参照图2，其是依照本发明第二实施例的伽玛对应表产生方法的流程图。此伽玛对应表的产生方法使用于显示器中。首先，选取多个分别具有m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]，m为正整数，例如为8。于步骤202中，依据第一伽玛曲线，计算出对应这些原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的n位的校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]，n为正整数，例如为10。同时依据第二伽玛曲线，计算出对应这些原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的n位的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]，这些校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]是原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]相应于第一伽玛曲线的伽玛对应关系，这些校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]是原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]相应于第二伽玛曲线的伽玛对应关系，其中校正参考值y₁(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ1×(2ⁿ-1))，且校正灰阶值y₂(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ2×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ1及γ2为不同的伽玛系数。更进一步地，本实施例设定数值γ₁＝1。

接着，在步骤204中，计算校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]与对应的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]的差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}。当m＝8，n＝10，γ1＝1且γ2＝2.2时，经由计算之后，差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}的大小约为289，介在256及512之间，此即表示只需要9bits的存储器即可储存所有的差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}。

最后，在步骤206中，将差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}记录为对应原始灰阶值x(i)的伽玛参考值z(i)(i＝1～(2^m-1))于伽玛对应表中。如此一来，伽玛对应表只记录伽玛参考值z(i)(i＝1～(2^m-1))，而只要知道原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]，即知道对应于数值γ₁＝1的校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]，再利用伽玛参考值z(i)(i＝1～(2^m-1))即可利用递回方式还原出所述校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]，其中y₂(i)＝y₁(i)-z(i)或y₁(i)+z(i)，i＝1～2^m。由于伽玛参考值z(i)，其中i＝1～(2^m-1)，只需耗用9bits的存储器，而总共有256笔原始灰阶值，所以共需耗用256×9＝2304bits的存储器，相较于现有技术所需的2560bits存储器节省了10％的存储器容量。

实施例三

请参照图3，其是依照本发明第三实施例的伽玛对应表产生方法的流程图。此伽玛对应表的产生方法是使用于显示器中。首先，选取多个分别具有m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]，m为正整数，例如为8。于步骤302中，依据伽玛曲线计算出对应这些原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，n为正整数，例如为10。这些校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]是原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]相应于伽玛曲线的伽玛对应关系，且校正灰阶值y(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ为伽玛系数。

接着，在步骤304中，计算两两相邻校正灰阶值的灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}或{(y(i)-y(i+1))，i＝1，3，...}。根据有限的系统电路板累积的测试结果，在不考虑负值的状况之下，当m＝8，n＝10且γ＝2.2时，这些灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}或{(y(i)-y(i+1))，i＝1，3，...}的大小会小于32，也即只需要5bits的存储器即可储存所有的灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}或{(y(i)-y(i+1))，i＝1，3，...}。若考虑负值，则需多出1位的存储器以记录数值的负号。

最后，在步骤306中，将n位的校正灰阶值y(i)以及k位的灰阶差值w(i)，i＝1，3，...，分别记录为对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]中奇数阶灰阶值x(i)(i＝1，3，...)的(n+k)位的伽玛参考值z(i)，i＝1，3，...，于伽玛对应表中。如此一来，伽玛对应表只记录(n+k)位的伽玛参考值z(i)，i＝1，3，...，而只要知道原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]，若原始灰阶值为奇数阶，即可从伽玛对应表知道相对应的校正灰阶值y(i)，若原始灰阶值为偶数阶，则可从邻近的奇数阶原始灰阶值找到奇数阶校正灰阶值y(i)以及灰阶差值w(i)，i＝1，3，...，于是可求出所欲求的偶数阶校正灰阶值y(i)。由于伽玛参考值z(i)只需耗用15bits的存储器，而总共只需记录128笔奇数阶原始灰阶值，所以共需耗用128×15＝1920bits的存储器，相较于现有技术所需的2560bits存储器节省了25％的存储器容量。

本发明上述实施例所揭示的伽玛对应表(Gamma table)的产生方法，利用记录差值以简化伽玛对应表，达到节省存储器使用量的目的，大幅降低成本。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims

1.一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，该显示器是利用该伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其中m、n为正整数，该方法包括：

(a)根据一伽玛曲线，计算出对应所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的所述校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]；以及

(b)依序计算相邻两校正灰阶值的差值(y(i+1)-y(i))，并记录为对应原始灰阶值x(i+1)的多个伽玛参考值z(i+1)，其中i＝1～(2^m-1)，对应x(1)的z(1)值为y(1)，以产生该伽玛对应表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]是[0，1，...，(2^m-1)]，且该校正灰阶值y(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ为伽玛系数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于当m＝8，n＝10且γ＝2.2时，所述伽玛参考值的位数不大于5，且该显示器所需的记忆体容量为256×5＝1280位。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该显示器是根据该伽玛对应表得出所述伽玛参考值[z(1)，...，z(2^m)]，再利用递回方式还原出所述校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其特征在于y(1)＝z(1)且y(i+1)＝y(i)+z(i+1)，其中，i＝1～(2^m-1)。

5.一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，该显示器是利用该伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]，其特征在于m、n为正整数，该方法包括：

(a)利用一第一伽玛曲线，计算出对应所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的多个校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]；

(b)利用一第二伽玛曲线，计算出对应所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的所述校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]；以及

(c)分别计算所述校正参考值[y₁(1)，...，y₁(2^m)]与对应的所述校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]的差值{(y₁(i)-y₂(i))，i＝1～(2^m-1)}或{(y₂(i)-y₁(i))，i＝1～(2^m-1)}，并记录为对应原始灰阶值x(i)的多个伽玛参考值z(i)，其中i＝1～(2^m-1)，以产生该伽玛对应表。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]是[0，1，...，(2^m-1)]，该校正参考值y₁(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ1×(2ⁿ-1))，且该校正灰阶值y₂(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ2×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ1及γ2为不同的伽玛系数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于该伽玛系数γ1＝1。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于当m＝8，n＝10，γ1＝1且γ2＝2.2时，所述伽玛参考值的位数不大于9，且该显示器所需的存储器容量为256×9＝2304位。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于该显示器是根据该伽玛对应表得出所述伽玛参考值[z(1)，...，z(2^m)]，再利用递回方式还原出所述校正灰阶值[y₂(1)，...，y₂(2^m)]，其中y₂(i)＝y₁(i)-z(i)或y₁(i)+z(i)，其中i＝1～2^m。

10.一种伽玛对应表的产生方法，使用于一显示器，该显示器是利用该伽玛对应表，由m位的原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]得出n位的校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]，其中m、n为正整数，该方法包括：

(a)根据一伽玛曲线计算出对应所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]的所述校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]；

(b)计算两两相邻校正灰阶值的灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}或{(y(i)-y(i+1))，i＝1，3，...}；以及

(c)将n位的该校正灰阶值y(i)以及k位的该灰阶差值w(i)，分别记录为对应原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]中奇数阶灰阶值x(i)的(n+k)位的多个伽玛参考值z(i)，以产生该伽玛对应表，其中，i＝1，3，...，k为正整数。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述原始灰阶值[x(1)，...，x(2^m)]是[0，1，...，(2^m-1)]，且该校正灰阶值y(i)等于((x(i)/(2^m-1))^γ×(2ⁿ-1))，其中，i＝1～2^m，γ为伽玛系数。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于当m＝8，n＝10且γ＝2.2时，该k值不大于5，且该显示器所需的存储器容量为128×5＝1920位。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于步骤(b)包括计算两两相邻校正灰阶值的灰阶差值w(i)＝{(y(i+1)-y(i))，i＝1，3，...}。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于该显示器是根据该伽玛对应表得出所述伽玛参考值[z(1)，z(3)，...]，并由所述伽玛参考值[z(1)，z(3)，...]中撷取n位的校正灰阶值[y(1)，y(3)，...]，再利用所述伽玛参考值[z(1)，z(3)，...]的所述灰阶差值[w(1)，w(3)，...]以及所述校正灰阶值[y(1)，y(3)，...]还原出所述校正灰阶值[y(1)，...，y(2^m)]的偶数阶灰阶值[y(2)，y(4)，...]，其中y(i+1)＝y(i)+z(i)或y(i)-z(i)，其中i＝1，3，...。