CN102013246A - 显示装置的伽马对应表的建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置的伽马对应表的建立方法。该显示装置的伽马对应表的建立方法通过贝兹曲线生成插值的方式来建立完整的亮度恢复曲线，利用对1024个灰阶点缩小取样数量，并针对获得的取样点分组，每组包含3或3个以上且不大于总取样点数量的取样点，作为贝兹曲线的控制点，以生成其它未取样的灰阶点。接着由一标准伽马曲线依序查找该亮度恢复曲线上具有相同亮度值的各灰阶值，以建立对应该显示装置的伽马对应表。其中利用贝兹曲线生成插值以接近1024点全取样所生成的曲线，使亮度恢复曲线的建立过程在兼顾效率的条件下，提供相当接近全取样的准确度。该显示装置的伽马对应表的建立方法的效率及准确率较高。

Description

显示装置的伽马对应表的建立方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置的伽马(Gamma)对应表的建立方法。
背景技术
伽马对应表都是内建在液晶显示器或其它显示设备里面，由于每台显示设备的面板特性不同，因此所需对应的伽马曲线也都不同。目前较常见、方便的作法是在不同的显示设备之间，建立一个通用的伽马对应表，以韧体程序的形式整合于每一台显示设备里面。这样的缺点是伽马曲线的效果无法针对具有不同显示特性的显示设备作最佳化调整。此外，要建立一个通用的伽马对应表通常需由多个不同款式的显示器样品取得多组实验数据后，再透过计算取得一个具有较平均表现的伽马对应数值，以作为通用的伽马对应表，而这样的过程也会在生产过程耗费相当多的时间以及成本。
针对上述习知的作法，目前即有依据不同的液晶显示器或其它显示设备，在生产在线重新测量每个显示面板的特性，从而针对该显示面板建立具有最佳化效果的伽马对应表，再将此最佳化的伽马对应表的韧体程序写入该显示面板内，如此可避免前述在生产过程耗费大量时间以及成本来制作通用伽马对应表的缺点，可以有效提升生产过程的效率，另一方面，针对各显示面板最佳化的伽马对应表也保证生产出来的显示器都具有较佳的亮度表现。由于建立伽马对应表所需的亮度恢复曲线一般需要测量1024个灰阶点的亮度，再逐一将1024个亮度值连接成该亮度恢复曲线，往往1024个灰阶点的测量以及运算的速度相当慢，同时结果数据会占用相当大的内存资源。因此现在有以取样的方式，在1024个灰阶点中仅量测少数取样点的亮度，其它未取样的点再利用已有取样点的量测亮度值，以线性插值的方式恢复，从而恢复整条完整的亮度曲线。这样的恢复结果往往与实际的伽马曲线有相当大的差异，而造成输出效果品质降低。
发明内容
为解决现有技术伽马对应表的建立方法得到的对应表效率及准确度较低的技术问题，有必要提供一种对显示设备进行快速准确建立伽马对应表的方法。
本发明提供一种显示装置的伽马对应表的建立方法，包含下列步骤：量测多个取样点于一显示装置显示画面的亮度值；依据该多个取样点以及量测得的相对应显示画面的亮度值，以贝兹曲线内插的方式获得该显示装置的一亮度恢复曲线；于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶；以及比较该标准伽马曲线各灰阶与对应该亮度恢复曲线的各灰阶以建立对应该显示装置的一伽马对应表。
与现有技术相比较，本发明伽马对应表的建立方法利用贝兹曲线(Bezier curve)生成插值以建立相对该显示装置的亮度恢复曲线，使亮度恢复曲线的建立过程在兼顾效率的条件下，提供相当接近全取样的准确度。
附图说明
图1是本发明显示装置的伽马对应表的建立方法的流程图。
图2是相对应一显示装置的亮度恢复曲线的示意图。
图3是贝兹曲线与取样点的示意图。
图4是一标准伽马曲线查找该亮度恢复曲线的示意图。
图5是以线性插值法查找该亮度恢复曲线的示意图。
具体实施方式
本发明的显示装置的伽马对应表的建立方法应用于一系统中，其包含一讯号产生器，一色彩分析仪以及一待测的显示装置，其中该讯号产生器包含一缓存器，该显示装置包含一内存。该讯号产生器分别与该色彩分析仪以及该显示装置连接，其产生的视讯讯号传送至该显示装置以产生图像。该色彩分析仪用于读取该显示装置所显示图像的亮度，并储存于该讯号产生器的该缓存器内。该显示装置可为液晶显示器或其它显示设备，其中该内存用来储存本发明所建立的伽马对应表，其可为一可写入的韧体内存。
请参考图1，其为本发明应用于一显示装置的伽马对应表的建立方法的流程图。该方法包含下列步骤：
步骤102：关闭待量测的一显示装置的伽马校正功能。液晶显示器或其它待量测的显示设备在开始工作前，透过一软件设置该待量测的显示装置本身所设定的伽马对应表不传至驱动程序，以关闭该显示装置的伽马校正功能，使后续的取样量测能真实取得该显示装置的原生亮度表现。
步骤104：设定取样点的数量。建立伽马对应表所需的亮度恢复曲线需要测亮1024个灰阶点的亮度，为了加快运算的速度以及减少占用内存资源，在本发明的实施例中，设定取样点的数量为64个，若以0灰阶至255灰阶的全域灰阶分布来看，设定的64个取样点是分别落在第0、4、8、…、248、252等64个灰阶值上。然而，64个取样点为本发明较佳实施例的作法，除了采用64个取样点以外，取样点的数量在一般形式上可为2、4、8、16、32、…、2n个取样点，其中n为不大于10的正整数，使本发明在效率与精确度间依据实际的需求具有更大的运用空间。例如亦可采用128个取样点，并分别落在第0、2、4、…、250、252、254等128灰阶值上。
步骤106：于该显示装置上生成分别对应该多个取样点的单一灰阶画面。例如前述取样点为64个的实施例，则步骤106在该显示装置上透过该讯号产生器分别将具有0、4、8、…、248、252等64个单一灰阶表现的影像画面传送至该显示装置上。
步骤108：利用该色彩分析仪量测该多个取样点于该显示装置显示画面的亮度值，并将结果暂存于该讯号产生器的该缓存器内。在该色彩分析仪量测该64个取样点所代表灰阶值的灰阶画面的亮度值(即第0、4、8、…、248、252等64个单色灰阶画面的亮度值)，并将这些数据记录于缓存器内后，可得出一相对应于该显示装置的初步的亮度恢复曲线，如图2所示，图2为包含T0、T1、T2、…、Ti、Ti+1、Ti+2、…、T62、T63等64个取样点(其中该64个取样点为具有等灰阶间隔的取样点)以及量测出来在该显示装置上相对应亮度值的关系图，图中曲线1部分是绘示该些数据的分布，并且为方便说明，仅标示出其中部分取样点。
步骤110：将步骤104的多个取样点分成多个控制组，每个控制组包含M个(例如4个)取样点作为控制点，其中M为大于或等于3的正整数且不大于2n，n为不大于5的正整数，并以M-1次方(例如3次方)的贝兹曲线计算出所有的离散点。为了要取得其它非取样的数据以完整建立相对应该显示装置的亮度恢复曲线，本发明采用了贝兹曲线插值方法来获得该亮度恢复曲线所需要的1024个点的数据，而这1024个点(包含先前64个取样点)亦以等灰阶间隔均匀分布。
举例而言，首先在步骤104选取64个取样点T0、T1、…、T62、T63，将其分为以4个取样点为一组的控制组，且每一个控制组的第一个取样点与前一个控制组的最后一个取样点为同一个取样点，则分组的结果为：
第一控制组：T0、T1、T2、T3
第二控制组：T3、T4、T5、T6
第三控制组：T6、T7、T8、T9
...
依此类推，如图3所示，以Ti、Ti+1、Ti+2、Ti+3等四个取样点作为三次方贝兹曲线的控制点进行插值计算。由于以贝兹曲线插值计算出来的离散点加上原先64个取样点共为1024个点，因此在步骤110中，以贝兹曲线插值计算获得在每两相邻取样点之间15个等间隔灰阶值的离散点。例如在取样点Ti与取样点Ti+1之间具有B1、B2、B3、…等15个离散点，其它类推。如此利用贝兹曲线插值方法来获得离散点的亮度数据，以减少逐一实际获取所有1024个点的亮度值的繁复工作以及减少储存于该缓存器中的亮度恢复曲线数据。
本发明较佳实施例如上所述，以64个取样点，且每4个取样点为一控制组的方式进行贝兹曲线插值运算来产生该显示装置的亮度恢复曲线。而在本发明其它实施例的作法中，控制组的取样点数目以及取样点的数量亦可有其它的变化，例如取样点可为32、64或128等不同的数量，而控制组则可包含3或3个以上的取样点且不大于32个取样点，或以全部的取样点为单一控制组内的控制点，皆可利用贝兹曲线插值运算进行计算。
步骤112：依据步骤110所有的离散点以及取样点，建立该显示装置的一亮度恢复曲线并储存于该缓存器内。如图2的曲线1，为由64个取样点以及960个利用贝兹曲线插值方法计算出来的离散点，共1024个点彼此连接而成的曲线，即为该显示装置的亮度恢复曲线。
步骤114：依据一标准伽马曲线依次查找该亮度恢复曲线上具有相同亮度值的取样点或离散点。该标准伽马曲线如图4所示，以曲线2绘示，该标准伽马曲线自0灰阶至255灰阶可划分为1024个等灰阶间隔的查找点，并由较小灰阶的查找点至较大灰阶的查找点逐一依据各查找点查找相对应该亮度恢复曲线上的灰阶。举例而言，于图4中，标准伽马曲线(曲线2)的查找点M代表240灰阶且具有亮度值L0，则可在步骤112所建立的亮度恢复曲线(曲线1，具有1024个离散点，其是由64个取样点以及960个离散点构成)中查找到具有相同亮度值L0的离散点N，其灰阶值为230灰阶。
步骤116：查找该亮度恢复曲线与该相同亮度值所对应灰阶最接近的相邻离散点或取样点，以及步骤118：采用线性插值法查找该亮度恢复曲线上对应的灰阶。若在步骤114中自标准伽马曲线其中一查找点的亮度值所对应到该亮度恢复曲线中，无法对应到任何一离散点，则直接以线性插值的方式查找对应的灰阶值。请参考图5，标准伽马曲线(曲线2)上的查找点0代表230灰阶且具有亮度值L，其所对应到亮度恢复曲线(曲线1)同样亮度值L处(如图中的点P)并非为一离散点，因此以相邻最近的两离散点P1以及离散点P2，利用其所代表的灰阶值以及亮度值，以线性插值法计算出查找点O所查找对应的灰阶值
G = 217 + ( 220 - 217 ) × L - L 1 L 2 - L 1 .
步骤120：记录该亮度恢复曲线上对应该亮度值的灰阶数据。依据该标准伽马曲线查找下一灰阶所对应的该亮度恢复曲线的灰阶数据，并检查该标准伽马曲线中所有查找点是否皆查找完成，若否，则继续进行步骤114～120。
此外，一般伽马标准曲线(曲线2)亦有直接以0灰阶至255灰阶等256个阶数执行伽马校正，因此于步骤114中，标准伽马曲线的查找点亦可直接以0灰阶至255灰阶等256个查找点查找对应该亮度恢复曲线的值。
步骤122：比较该标准伽马曲线各灰阶值与对应该亮度恢复曲线的各灰阶值以建立对应该显示装置的一伽马对应表，并将该伽马对应表烧录于该显示装置的韧体内。
与现有技术相比较，本发明以贝兹曲线生成插值的方式来建立完整的亮度恢复曲线，利用对1024个灰阶点缩小取样数量，并针对获得的取样点分组，每组包含3或3个以上且不大于总取样点数量的取样点，作为贝兹曲线的控制点，以生成其它未取样的灰阶点。接着由一标准伽马曲线依序查找该亮度恢复曲线上具有相同亮度值的各灰阶值，以建立对应该显示装置的伽马对应表。其中利用贝兹曲线生成插值以接近1024点全取样所生成的曲线，使亮度恢复曲线的建立过程在兼顾效率的条件下，提供相当接近全取样的准确度。

Claims (11)

1.一种显示装置的伽马对应表的建立方法，包含下列步骤：
量测多个取样点于一显示装置显示画面的亮度值；
依据该多个取样点以及量测得的相对应显示画面的亮度值，以贝兹曲线内插的方式获得该显示装置的一亮度恢复曲线；
于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶；以及
比较该标准伽马曲线各灰阶与对应该亮度恢复曲线的各灰阶以建立对应该显示装置的一伽马对应表。
2.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：该方法还包含下列步骤：将该伽马对应表储存于该显示装置内。
3.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：量测多个取样点于该显示装置显示画面的亮度值的步骤是利用一色彩分析仪量测该显示装置的亮度值。
4.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：该多个取样点是于0灰阶至255灰阶中所设定的2n个等灰阶间隔的取样点，其中n为不大于10的正整数。
5.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：量测多个取样点于该显示装置显示画面的亮度值的步骤是分别量测第0、4、8、…、248、252等64个单色灰阶画面的亮度值，或分别量测0、2、4、…、250、252、254等128个单色灰阶画面的亮度值。
6.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：所获得的该亮度恢复曲线是由1024个离散点连接而成。
7.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：依据该多个取样点以及量测得的相对应显示画面的亮度值，以贝兹曲线内插的方式获得该显示装置的一亮度恢复曲线的步骤包含下列步骤：
将该多个取样点以每M个取样点分为一控制组，其中M为大于或等于3的正整数且不大于2n，n为不大于5的正整数，且每一控制组的第一个取样点与前一控制组的最后一取样点为同一取样点；以及
以各控制组中的M个取样点分别作为一M-1次方贝兹曲线的控制点，并由该M-1次方贝兹曲线分别于相邻两取样点之间计算出15个等间隔灰阶值所对应的亮度值。
8.如权利要求7所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：该多个取样点以每4个取样点分为一控制组且以各控制组中的4个取样点分别作为一3次方贝兹曲线的控制点。
9.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶的步骤包含将该标准伽马曲线自0灰阶至255灰阶划分为1024个查找点，并于该亮度恢复曲线中依次查找与该标准伽马曲线中1024个查找点所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶。
10.如权利要求9所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：该亮度恢复曲线包含多个离散点，且于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶的步骤包含于该标准伽马曲线的一查找点的亮度值所对应该亮度恢复曲线上两相邻最近的离散点上，以线性插值法查找该亮度恢复曲线的灰阶。
11.如权利要求1所述的显示装置的伽马对应表的建立方法，其特征在于：于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶的步骤包含于该亮度恢复曲线中，依次查找与一标准伽马曲线中0灰阶至255灰阶中各灰阶所对应的亮度值具有相同亮度值的灰阶。
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