CN101546548A - 显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，通过将Gamma曲线和色度曲线上各连续点的亮度值和色度值分别对应转换成以X、Y、Z和R、G、B三元素表示的数据值，利用线性插值法在L_L阶的特征值中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，形成X、Y、Z校正表和R、G、B校正表，并通过复合计算形成复合校正表，完成对显示器色度与Gamma曲线的同步校正过程，进一步提高了色度校正的精确性，保证了特殊用户对显示器显示效果的需要，复合校正过程准确、可靠，适于对各种显示器进行校正。

Description

显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法

技术领域

本发明涉及一种显示器校正的方法，特别涉及一种用于显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表的生成方法。

背景技术

在显示器的显示特性中，有两个主要影响图像显示效果的因素：Gamma曲线和色度。以往显示器校正中，对这两个主要因素采用的是单独校正。如对Gamma曲线时，采用灰阶亮度值计算一组校正表，用这一组校正表同时校正R、G、B三元素，从而实现显示器Gamma曲线的校正，达到通常状态下的使用需要。同时，由于显示器应用场合不同，操作者习惯不同，使得显示器使用过程中需要的显示效果也有所不同，显示屏色度差别就成为最直接也是最经常需要调整的地方。调节色度时，通过调节信号偏移和增益来实现，这样的结果会导致不调节色度，Gamma曲线的校正是准确的，但调节色度后，就会改变Gamma曲线的形状，使Gamma曲线校正的结果达不到目标效果，破坏了原来已经校正好的显示效果。于是，本公司开发了将Gamma曲线与色度同步校正的方法并已申请发明专利，以克服分步校正过程带来的相互影响、相互干扰的缺点，但这种同步校正方法在校正过程中对色度校正不够准确，不能完全满足特殊用户的需要。提高显示效果、保证色度校正准确性就成为本发明要进一步解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种进一步提高色度校正精确性的用于显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表的生成方法。

本发明是通过以下步骤实现的：

一种显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法：

步骤一：将亮度Y、色度(x，y)转换为对应的(X，Y，Z)和(R，G，B)两种色彩空间后，查找校正表；

步骤二：对(X，Y，Z)和(R，G，B)对应的校正表进行复合计算，得到复合校正表；

步骤三：用复合校正表对显示器进行Gamma与色温的同步校正。

所述步骤一主要包括：

A)根据特征Gamma数据，即亮度Y数据和特征色度x数据、特征色度y数据序列(N_Y_i，N_x_i，N_y_i)转换为对应的(N_X_i，N_Y_i，N_Z_i)及(N_R_i，N_G_i，N_B_i)，将目标Gamma数据、目标色度x数据和目标色度y数据序列(S_Y_i，S_x_i，S_y_i)转换为对应的(S_X_i，S_Y_i，S_Z_i)及(S_R_i，S_G_i，S_B_i)；

B)用线性插值法将L_G阶的特征值扩展到L_L阶，阶次i从0、1、2......(L_G-1)扩展为0、1、2......(L_L-1)，L_G为显示器能显示的灰阶阶数，L_L为显示器的校正表阶数，L_L>L_G；

C)分别在L_L阶的特征值N_X_i、N_Y_i、N_Z_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为X、Y、Z的校正表，分别记为lutX_i、lutY_i、lutZ_i；分别在L_L阶的特征值N_R_i、N_G_i、N_B_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为R、G、B的校正表，分别记为lutR_i、lutG_i、1utB_i。

所述步骤A)中的转换过程，由下述公式：

X＝x/y×Y，Y＝Y，Z＝(1-x-y)/y×Y；

分别计算得到。

所述步骤二主要包括：

记复合校正表的数据序列为lutRX_i、lutGY_i、lutBZ_i，利用公式：

lutRX_i＝lutR_i×p+1utX_i×(1-p)

lutGY_i＝lutG_i×p+lutY_i×(1-p)

lutBZ_i＝lutB_i×p+lutZ_i×(1-p)

计算出复合校正表，其中，p为百分比且p≥0％，p≤100％。

所述步骤三还包括：如果校正不精确，调整百分比p，再返回到步骤二中重新进行复合校正表的计算。

本发明所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，通过将Gamma曲线和色度曲线上各连续点的亮度值和色度值分别对应转换成以X、Y、Z和R、G、B三元素表示的数据值，利用线性插值法在L_L阶的特征值(N_X_i、N_Y_i、N_Z_i)和(N_R_i、N_G_i、N_B_i)中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即X、Y、Z校正表和R、G、B校正表，通过X的校正表与R的校正表、Y的校正表与G的校正表、Z的校正表与B的校正表进行复合，完成复合校正表对显示器色度与Gamma曲线的同步校正过程，进一步提高了色度校正的精确性，保证了特殊用户对显示器显示效果的需要，复合校正过程简单、方便，校正准确、可靠，可满足不同环境和不同操作者使用时对显示器显示效果的不同需要，适于对各种显示器进行校正。

附图说明

图1为本发明所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法的步骤流程图；

图2为本发明中lutRX校正表与lutR、lutX校正表相比较的曲线图。

具体实施方式

本发明所述的一种显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其主要过程包括：首先将亮度Y、色度(x，y)转换为对应的(X，Y，Z)和(R，G，B)两种色彩空间后，查找、生成校正表；接着，对(X，Y，Z)和(R，G，B)对应的校正表进行复合计算，得到复合校正表；最后，利用复合校正表对显示器进行Gamma与色度的同步校正，实现对色度的进一步校正过程。

如图1所示，其同步校正及复合校正的具体实施步骤如下：

步骤11：确定显示器的灰阶、色阶位数n，n为8，灰阶阶数L_G＝2⁸＝256。

步骤12：将显示器设置在未校正的状态，测量显示器的输入全黑场信号一直到输入全白场信号的连续灰阶亮度N_Y_i和色度(N_x_i，N_y_i)，这些数据为特征Gamma数据，即亮度Y数据，以及特征色度x数据和特征色度y数据。

步骤13：确定显示器的校正表阶数L_L，L_L>L_G，L_L为1024。

步骤14：确定显示器要校正的目标Gamma曲线数据序列(S_Y₀、S_Y₁、S_Y₂......S_Y_L-1)，典型的Gamma曲线函数为：

Y_i＝(Y_Max-Y_Min)×[i/L_G-1]^g+Y_Min

其中i为灰阶阶次即0、1、2......(L_G-1)，Y_Max为白场信号亮度，Y_Min为黑场信号亮度，g为幂率，g＝2.2。

步骤15：确定显示器要校正的目标色度x的数据序列(S_x₀、S_x₁、S_x₂......S_x_L-1)和目标色度y的数据序列(S_y₀、S_y₁、S_y₂......S_y_L-1)。

确定色度曲线的方法为：用黑场信号时测得的特征色度(N-x_k，N_y_k)和白场信号时测得的特征色度(N_x_w，N_y_w)作为色度x曲线和色度y曲线两个端点，确定要校正的目标恒定色温，然后拟合出色度x曲线和色度y曲线，并计算出目标曲线各阶次的色度值(S_x_i，S_y_i)。

步骤16：将特征数据序列(N_Y_i，N_x_i，N_y_i)转换为对应的(N_X_i，N_Y_i，N_Z_i)及(N_R_i，N_G_i，N_B_i)，将目标数据序列(S_Y_i，S_x_i，S_y_i)转换为对应的(S_X_i，S_Y_i，S_Z_i)及(S_R_i，S_G_i，S_B_i)，转换公式如下：

X＝x/y×Y，Y＝Y，Z＝(1-x-y)/y×Y；

此处，不仅将亮度Y、色度(x，y)转换为对应的(R，G，B)，还转换为对应的(X，Y，Z)，形成两种色彩空间后再查找校正表，避免单一采用(R，G，B)校正表时带来的校正精度差的缺点。

步骤17：用线性插值法将L_G阶的特征值扩展到L_L阶，完成不同阶次之间的数据转换。阶次i从0、1、2......(L_G-1)扩展为阶次j，即0、1、2......(L_L-1)，具体过程为：

L_G阶的特征值记为N_R_i，N_G_i，N_B_i，扩展到L_L阶的特征值记为N_R′_j，N_G′_j，N_B′_j，令q＝L_L/L_G，扩展计算，N_R′_j＝N_R_i，其中j＝i×q，在每个j≥i×q且j≤[(i+1)×q]区间的插值算公式为：

N_R′_j＝N_R′_i×q+(N_R′_(i+1)×q-N_R′_i×q)×(j-i×q)/q

同理可计算出G和B的插值。

步骤18：分别在L_L阶的特征值N_X_i、N_Y_i、N_Z_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为X、Y、Z的校正表，分别记为lutX_i、lutY_i、lutZ_i；分别在L_L阶的特征值N_R_i、N_G_i、N_B_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为R、G、B的校正表，分别记为lutR_i、lutG_i、lutB_i；

步骤19：记复合校正表的数据序列为lutRX_i、lutGY_i、lutBZ_i，用下面的公式计算复合校正表：

lutRX_i＝lutR_i×p+lutX_i×(1-p)，

lutGY_i＝lutG_i×p+lutY_i×(1-p)，

lutBZ_i＝lutB_i×p+lutZ_i×(1-p)，

其中，X的校正表与R的校正表进行复合，Y的校正表与G的校正表进行复合，Z的校正表与B的校正表进行复合，p为百分比且p≥0％，p≤100％，一般情况下p＝50％时复合的校正表校正结果就可以达到要求。

步骤20：用lutRX_i、lutGY_i、lutBZ_i这三组校正表校正显示器。

步骤21：显示效果符合使用需要，则完成复合校正过程；否则，适当调整百分比p，再次返回步骤19中。

一般情况下，在中间灰阶区的lutX_i值比lutR_i值要大一些，因此，如果校正结果为R的暗灰阶区比目标值低，就适当减小百分比p，再次进行复合校正表的计算，然后用校正表校正显示器就可以了。通常情况下对百分比p进行两、三次的调整就可校正精确。

通常情况下，采用这种复合校正方法时，只有lutR_i和lutX_i的差异会较大一些，而lutG_i和lutY_i非常接近，lutB_i和lutZ_i也非常接近，所以只进行lutR_i和lutX_i的复合计算也可以完成基本校正过程。如图2所示，1代表1utR_i的曲线，2代表1utX_i曲线，3代表1utRX_i曲线，其校正结果满足使用需要。

以上所述，仅为本发明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 (5)

1、一种显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其特征在于，

步骤一：将亮度Y、色度(x，y)转换为对应的(X，Y，Z)和(R，G，B)两种色彩空间后，查找校正表；

步骤二：对(X，Y，Z)和(R，G，B)对应的校正表进行复合计算，得到复合校正表；

步骤三：用复合校正表对显示器进行Gamma与色温的同步校正。

2、根据权利要求1所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其特征在于，所述步骤一主要包括：

A)根据特征Gamma数据，即亮度Y数据和特征色度x数据、特征色度y数据序列(N_Y_i，N_x_i，N_y_i)转换为对应的(N_X_i，N_Y_i，N_Z_i)及(N_R_i，N_G_i，N_B_i)，将目标Gamma数据、目标色度x数据和目标色度y数据序列(S_Y_i，S_x_i，S_y_i)转换为对应的(S_X_i，S_Y_i，S_Z_i)及(S_R_i，S_G_i，S_B_i)；

B)用线性插值法将L_G阶的特征值扩展到L_L阶，阶次i从0、1、2......(L_G-1)扩展为0、1、2......(L_L-1)，L_G为显示器能显示的灰阶阶数，L_L为显示器的校正表阶数，L_L>L_G；

C)分别在L_L阶的特征值N_X_i、N_Y_i、N_Z_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为X、Y、Z的校正表，分别记为lutX_i、lutY_i、lutZ_i；分别在L_L阶的特征值N_R_i、N_G_i、N_B_i中查找L_G阶最接近于目标值的阶次，由这三组L_G各阶次依次组成的数据表即为R、G、B的校正表，分别记为lutR_i、lutG_i、lutB_i。

3、根据权利要求2所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其特征在于，所述步骤A)中的转换过程，由下述公式：

X＝x/y×Y，Y＝Y，Z＝(1-x-y)/y×Y；

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}2.364700& -0.896580& -0.468083\\ -0.515150& 1.426409& -0.088746\\ -0.005203& -0.014407& 1.009200\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$

分别计算得到。

4、根据权利要求1所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其特征在于，所述步骤二主要包括：

记复合校正表的数据序列为lutRX_i、lutGY_i、lutBZ_i，利用公式：

lutRX_i＝lutR_i×p+lutX_i×(1-p)

lutGY_i＝lutG_i×p+lutY_i×(1-p)

lutBZ_i＝lutB_i×p+lutZ_i×(1-p)

计算出复合校正表，其中，p为百分比且p≥0％，p≤100％。

5、根据权利要求1所述的显示器Gamma及色度同步校正的复合型查找表方法，其特征在于，所述步骤三还包括：

如果校正不精确，调整百分比p，再返回到步骤二中重新进行复合校正表的计算。