CN101546509A - 显示器目标Gamma曲线的生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示器目标Gamma曲线的生成方法，通过在Gamma曲线基础公式：Yi＝(YMax－Ymin)×[i/(L－1)]γ+Ymin的基础上设计系数γ的计算公式：γ＝γB－(γB－γE)×[i/(L－1)]p，同时，设置系数γ对应YMin时的值γB和对应YMax的值γE以及设置γB变化到γE的幂p，从而方便、准确地计算和绘制出目标Gamma曲线，通过显示器验证后，生成的目标Gamma曲线更准确、更平滑、更能符合人眼的观察习惯，简化了特征Gamma曲线的校正过程、减少了校正次数。其数据计算过程简单、方便，校正准确、可靠，适用于各种显示器目标Gamma曲线的有效生成，也适用于这种曲线的其它应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器校正过程中的目标Gamma曲线的生成方法，属于显示器应用领域。
背景技术
显示器在不同行业应用中对显示技术的要求也不同，显示器如果直接将输入进来的数据不经变换地显示出来，其显示效果往往不会完全符合人眼的视觉特性要求，许多信息细节无法被人眼觉察出；而不同应用领域对显示效果的要求也有所不同，因此显示器尤其是专业显示器需要经过Gamma曲线校正，才能达到人眼所需要的视觉显示效果。
在显示器上，从低到高不同等级的灰阶或色阶所构成的亮度趋势，就是Gamma曲线，通常根据显示器的显示能力即能显示的灰阶、色阶位数，用色彩分析仪测量出各阶数据，将这些离散数据连接起来就构成Gamma曲线。其中，显示效果所对应的、能反应使用需要的Gamma曲线就是目标Gamma曲线，测量未经过校正的显示器所得到的Gamma曲线为显示器的特征Gamma曲线。以往特征Gamma曲线拟合技术中，有γ幂函数、DICOM的GSDF函数、多项式方程、分段Gamma曲线等，其拟合过程各有千秋，但实际效果并不理想，而且有些方法步骤较多、计算烦琐，计算起来很不方便。设计一种新的灵活多变的公式和计算方法，使特征Gamma曲线与目标Gamma曲线能够更好的拟合就成为本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示器目标Gamma曲线的有效生成方法，利用该方法可以将显示器特征Gamma曲线向目标Gamma曲线有效校正，从而提高显示器的显示效果。
本发明是通过以下步骤实现的：
一种显示器目标Gamma曲线的生成方法：
A)测量或确定显示器的输入全黑场信号或黑窗口信号的亮度YMin和输入全白场信号或白窗口信号的亮度YMax；
B)确定Gamma曲线的阶数L；
C)设置系数γ，γ为幂且为恒定非负数；
D)根据Gamma基础公式计算：
Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin
其中i为Gamma的阶号，i为0～(L-1)的连续整数，Yi为i阶对应的显示亮度，L为阶数256或1024；
E)将各参数代入方程，计算出目标Gamma曲线，各阶亮度数据依次为YMin、Y1、Y2、Y3......YMax共L个数据；
F)测量显示器的特征Gamma曲线数据，根据特征Gamma曲线数据和目标Gamma曲线数据计算校正表，通过显示器进行验证；
所述步骤C中设置系数γ为：根据显示器的应用要求，设置系数γ对应YMin时的值γB和对应YMax的值γE以及设置γB变化到γE的幂p，再根据公式：
γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p
计算得出，其中i为Gamma曲线的阶号，i为0～(L-1)的连续整数，p为幂且为恒定非负数。
所述显示器验证目标Gamma曲线的过程通过反复调整系数γB、γE和幂p后再计算实现。
本发明所述的显示器目标Gamma曲线的生成方法，通过在原来拟合方程的基础公式中设计一个全新的系数γ与参数γB、γE和p之间的换算公式，使校正过程中生成的目标Gamma曲线更准确、更平滑、更能符合人眼的观察习惯，简化了显示器特征Gamma曲线的校正过程、减少了校正次数。其数据计算过程简单、方便，校正准确、可靠，适用于各种显示器目标Gamma曲线的有效生成，也适用于这种曲线的其它应用。
附图说明
图1为本发明Gamma曲线的有效生成方法的步骤流程图；
图2为Gamma幂函数曲线图；
图3为近似DICOM GSDF曲线图；
图4为一种“S”形曲线图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步的描述：
本发明所述的一种显示器目标Gamma曲线的生成方法，包括：
步骤11：测量确定显示器输入全黑场信号的亮度YMin和输入全白场信号的亮度YMax。
步骤12：确定使用显示器Gamma曲线的阶数L，一般显示器的灰阶、色阶位数为n，n通常为8或10，则Gamma曲线的阶数L＝2n。
步骤13：根据显示器的应用要求，设置参数γ对应YMin时的值γB和对应YMax的值γE以及设置γB变化到γE的幂p的值。
具体设置方法一：根据显示器的应用要求，确定比YMin高一阶的亮度值Y1和比YMin高两阶的亮度值Y2，比YMax低一阶的亮度值YL-2和比YMax低两阶的亮度值YL-3，用Gamma曲线基础公式：
Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin
分别计算Y1(i＝1)、Y2(i＝2)、YL-2(i＝L-2)、YL-3(i＝L-3)所对应的γ1、γ2、γL-2和γL-3，其中i为Gamma的阶号，i为0～(L-1)的连续整数，L为256或1024，计算出γB＝2γ1-γ2和γE＝2γL-2-γL-3，根据公式：
γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p
设置幂p＝1，p为幂且为恒定非负数，计算出系数γ的值。
具体设置方法二：根据经验设置γB、γE和p的参数值，无经验时也可先设定γB＝2.2、γE＝1、p＝1，然后再根据显示的Gamma曲线进行相应调整，从而简化设置参数和计算的过程。
步骤14：将已确定各参数代入Gamma曲线基础公式：
Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin
计算出各阶Gamma曲线数据，观察Gamma曲线数据和Gamma曲线，根据需要调整p值，如果希望开始的变化趋势缓慢一些，则将p值适当加大；反之则将p值适当减小。
步骤15：测量显示器的特征Gamma曲线数据L。
步骤16：根据特征Gamma曲线数据和目标Gamma曲线数据计算校正表，并通过显示器对校正表进行验证。
步骤17：如果显示器验证目标Gamma曲线符合实际使用的需要，则完成目标Gamma曲线的有效生成过程。否则，可以适当调整参数γB、γE和幂p的数值，然后回到步骤14中重新计算、校正，直到显示效果满意为止。一般有3～5次反复就可以达到要求，对于同类显示器，只需要1台或2台样机就可以确定所有参数。
实施例一
如图2所示，根据上述拟合公式中的基础公式计算典型Gamma曲线，即Gamma基础公式所表示的曲线，γ值为1时代表显示器的特征曲线，常用γ值为1.8、2.0和2.2。
实施例二
如图3所示，根据上述拟合公式中的基础公式和系数γ换算公式计算近似DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine医疗数字影像与通信)第14部分GSDF(Grayscale Standard Display Function灰阶标准显示函数)曲线，此时：YMin＝0.05，YMax＝3993.404，L＝1024，γB＝1.85，γE＝6.65，p＝0.5，非常适合医疗数字影像显示的要求。
实施例三
如图4所示，根据上述拟合公式中的基础公式和系数γ换算公式计算非典型曲线，如“S”形曲线，当γB＝2.2，γE＝0.5，p＝2时，为暗灰阶和亮灰阶的亮度变化比中间灰阶区段变化平缓一些的“S”形曲线，非常适合超声类影像显示的要求。
以上所述，仅为本发明一些推荐的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1、一种显示器目标Gamma曲线的生成方法：
A)测量或确定显示器的输入全黑场信号或黑窗口信号的亮度YMin和输入全白场信号或白窗口信号的亮度YMax；
B)确定Gamma曲线的阶数L；
C)设置系数γ，γ为幂且为恒定非负数；
D)根据Gamma基础公式计算：
Yi＝(YMax-Ymin)×[i/(L-1)]γ+Ymin
其中i为Gamma的阶号，i为0～(L-1)的连续整数，Yi为i阶对应的显示亮度，L为阶数256或1024；
E)将各参数代入方程，计算出目标Gamma曲线，各阶亮度数据依次为YMin、Y1、Y2、Y3......YMax共L个数据；
F)测量显示器的特征Gamma曲线数据，根据特征Gamma曲线数据和目标Gamma曲线数据计算校正表，通过显示器进行验证；
其特征在于，所述步骤C中设置系数γ为：根据显示器的应用要求，设置系数γ对应YMin时的值γB和对应YMax的值γE以及设置γB变化到γE的幂p，再根据公式：
γ＝γB-(γB-γE)×[i/(L-1)]p
计算得出，其中i为Gamma曲线的阶号，i为0～(L-1)的连续整数，p为幂且为恒定非负数。
2、根据权利要求1所述的显示器目标Gamma曲线的生成方法，其特征在于，所述显示器验证目标Gamma曲线的过程通过反复调整系数γB、γE和幂p后再计算实现。
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