CN107068044A - 图像伽玛校正方法、扫描卡和显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种图像伽玛校正方法，包括：获取多个输入参数值；判断所述多个输入参数值是否有改变；当所述多个输入参数值至少一个有改变，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；以及根据所述当前伽玛校正表对输入源图像进行伽玛校正。此外，本发明实施例还公开了采用前述图像伽玛校正方法的扫描卡和显示系统。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种图像伽玛校正方法、一种扫描卡和一种显示系统。
背景技术
随着LED显示技术的发展，目前LED显示屏因其成本低、功耗小、可视性高、组装自由等优点被应用到各种领域。同时，随着LED显示屏应用的普及，人们对其显示质量的要求也越来越高，因此如何提升LED显示屏显示质量已成为该领域的研究热点。目前存在的一个较为棘手问题就是灰度过渡不平滑以及存在连续多阶灰度不变化的现象，该现象在低灰度段表现尤为突出，导致该问题的原因之一就是伽玛(Gamma)校正没有做好。
LED显示屏的点亮是通过控制系统完成的，而现有的控制系统典型地包括上位机软件、发送卡和扫描卡。为了能够更好的表现灰度，通过上位机软件将输入源灰阶比特数(比如8Bit源)经过伽玛映射到控制系统能够实现的最高灰阶比特数，然后再根据实际需要实现的灰阶比特数进行量化，可获得每一阶灰度经过伽玛校正后的灰度值；通常，将所有输入源灰度进行伽玛校正后的灰度值的集合叫做伽玛校正表(Gamma Correction Table)。上位机软件将计算好的伽玛校正表传输给发送卡、再由发送卡传输给各个扫描卡，由扫描卡实现最终的伽玛校正/调节。由此可见，在现有的控制系统中，伽玛校正必须依赖上位机进行伽玛校正表计算；因此，当需要进行显示屏亮度调节或改变伽玛值时，一旦脱离上位机软件，扫描卡将无法获取到新的伽玛校正表，导致此时LED显示屏展示的图像存在质量损失，尤其对于输入源图像中的低灰度段，表现很差。
发明内容
本发明的实施例提供一种图像伽玛校正方法、一种扫描卡以及一种显示系统，解决因无法取得新的伽玛校正表而导致显示图像出现质量损失的问题。
一方面，提供了一种图像伽玛校正方法，包括：获取多个输入参数值，其中所述多个输入参数值包括亮度调节量、伽玛值和目标灰阶比特数；判断所述多个输入参数值是否有改变；当所述多个输入参数值至少一个有改变，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；以及根据所述当前伽玛校正表对输入源图像进行伽玛校正。
再一方面，提供了一种扫描卡，包括：包括可编程逻辑器件、连接所述可编程逻辑器件的存储器以及连接所述可编程逻辑器件和所述存储器的控制器。所述控制器被配置用于：读取多个输入参数值，其中所述多个输入参数值包括亮度调节量、伽玛值和目标灰阶比特数；判断所述多个输入参数值是否有改变；当所述多个输入参数值至少一个有改变，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；以及将所述当前伽玛校正表写入所述存储器。
另一方面，提供了一种显示系统，包括：前述扫描卡、LED显示屏和连接在所述扫描卡和所述LED显示屏之间的HUB板。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：可以通过外部开关量任意调节亮度或者改变伽玛值等，然后在脱离上位机的情况下直接进行伽玛校正表计算，从而实现伽玛调节/调节，为用户调节参数提供了便利，提高了用户体验。
上述技术方案中的再一个技术方案具有如下优点或有益效果：解决了目前伽玛调节必须依赖上位机软件的问题，在脱离上位机的情况下，可以通过外部开关量任意调节亮度或者改变伽玛值等，由扫描卡获取这些变化量，然后直接进行伽玛校正表自动重算，从而实现伽玛调节，为用户调节参数提供了便利，提高了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例中的图像伽玛校正方法的流程示意图；
图2为图1所示步骤S15的子步骤流程示意图；
图3为本发明第二实施例中的扫描卡的结构示意图；
图4为本发明第三实施例中的显示系统的架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
如图1所示，本发明第一实施例中提供的一种图像伽玛校正方法，包括以下步骤：
S11:获取多个输入参数值；
S13：判断当前多个输入参数值是否有改变；
S15：根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；
S17:根据当前伽玛校正表对输入源图像进行伽玛校正。
为便于更清楚地理解本实施例，下面特举具体例子对前述步骤S11-S17进行详细描述。
在步骤S11中，多个输入参数值例如包括亮度调节值Lum、伽玛值γ和目标灰阶比特数TureBit，其获取方式典型地为周期性获取。
在步骤S13中，判断获取的当前多个输入参数值例如亮度调节值Lum、伽玛值γ和目标灰阶比特数TureBit是否有改变，若任意一个输入参数值不同于其先前值，则步骤S13的判断结果为“是”并执行步骤S15；反之，步骤S13的判断结果为“否”并返回步骤S11。
在步骤S15中，根据获取的当前亮度调节量Lum和当前伽玛值γ将输入源灰阶比特数SrcBit中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数MaxBit范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数TureBit对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表，具体可参见图2所示。
具体地，如图2所示，通常设伽玛值的范围为1≤γ≤4，因而设置步骤S151来判断获取的当前伽玛值γ是否超出该设定范围，如果超出该设定范围，则将指定伽玛值γ0作为目标伽玛值，其相当于对γ重新赋值为指定伽玛值γ0(步骤S152)然后再执行步骤S153，此处的指定伽玛值γ0例如为2.8，但本发明并不以此为限；反之如果获取的当前伽玛值γ位于该设定范围之内，则将当前伽玛值γ直接作为目标伽玛值并执行步骤S153。在步骤S153中，利用输入源灰阶比特数SrcBit、预设最高灰阶比特数MaxBit和当前亮度调节量Lum计算出映射后最大灰度MaxMapGray：MaxMapGray＝(2^MaxBit-1)*Lum/MaxSrcGray，其中MaxSrcGray＝2^SrcBit-1表示输入源的最大灰度，本实施中输入源灰阶比特数SrcBit例如为8位，预设最高灰阶比特数MaxBit例如为16位。接下来，在步骤S154中，利用映射后最大灰度MaxMapGray和目标伽玛值γ计算出输入源灰阶比特数SrcBit中的每一阶灰度的映射后灰度值MapGray：MapGray＝MaxMapGray×[(SrcGray/MaxSrcGray)∧γ]。之后，进行量化步骤，所谓量化在本实施例是指将映射后的灰度值依据当前目标灰阶比特数TureBit下能够实现的最小精度进行处理，本实施例的当前目标灰阶比特数TureBit通常是介于输入源灰阶比特数SrcBit和预设最高灰阶比特数MaxBit之间，例如取值为10位、12位或14位等。具体而言，首先确定量化步长Step(步骤S155)，则Step为当前目标灰阶比特数TureBit下能够实现的最小精度：Step＝2^(MaxBit-TrueBit)。然后确定输入源灰度值对应的经过伽玛映射与量化后的灰度值GammaGray(步骤S156)：GammaGray＝floor(MapGray/Step)×Step，其中floor函数为向下取整函数。如此一来，输入源中的每一阶灰度SrcGray按照步骤S153至步骤156计算，即可获得每一阶灰度经过伽玛校正后的灰度值GammaGray，将所有输入源的每一阶灰度值进行伽玛校正后的灰度值的集合叫做伽玛校正表List(步骤S157)；易知伽玛校正表List内包含的数据个数为2^SrcBit，List(SrcGray)表示输入源灰度为SrcGray时其对应的经过伽玛校正后的灰度值GammaGray并被写入到存储器中，从而得到当前伽玛校正表。
承上述，在步骤S17中，可以实时地从存储器中读取伽玛校正后的灰度值，也即当前伽玛校正表中的灰度值GammaGray对输入源图像进行伽玛校正，实现伽玛的自动调节。
本实施例可以通过外部开关量任意调节亮度或者改变伽玛值等，然后在脱离上位机的情况下直接进行伽玛校正表计算，从而实现伽玛调节/调节，为用户调节参数提供了便利，提高了用户体验。
第二实施例
如图3所示，本发明第二实施例中的一种扫描卡30，包括：可编程逻辑器件31、控制器33和存储器35。
本实施例的扫描卡30可以实现前述第一实施例的图像伽玛校正方法。具体而言，可编程逻辑器件31连接控制器33和存储器35且例如是FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)器件；控制器33连接存储器35且例如是MCU；存储器35例如是随机存储器(RAM)。本实施例的控制器33可以根据外部变量例如亮度调节值、伽玛值和目标灰阶比特数实时进行伽玛校正表计算，然后将计算结果实时存入到存储器35中得到当前伽玛校正表，可编程逻辑器件31实时从存储器35中读取最新的计算值，实现对输入源图像的伽玛自动调节。
由此可见，本实施例解决了目前伽玛调节必须依赖上位机软件的问题，在脱离上位机的情况下，可以通过外部开关量任意调节亮度或者改变伽玛值等，由扫描卡30获取这些变化量，然后直接进行伽玛校正表自动重算，从而实现伽玛调节，为用户调节参数提供了便利，提高了用户体验。
第三实施例
如图4所示，本发明第三实施例中的一种显示系统40，包括：扫描卡41、HUB板(或称转接板)43和LED显示屏45。
其中，HUB板43连接在扫描卡41和LED显示屏45之间。本实施例中的HUB板43主要用作接口扩展之用；扫描卡41可以是前述第二实施例的扫描卡30，其可以对输入源图像进行图像伽玛校正；LED显示屏45通过HUB板43接收扫描卡41输出的图像数据进行画面显示，其例如包括一个或多个LED箱体，每一个LED箱体包括一个LED灯板或多个级联的LED灯板。此处可以理解的是，对于大分辨率的LED显示屏，其可以配置多张扫描卡41，而并不限于图4所示的一张扫描卡41。另外，还可以理解的是，当LED显示屏45的分辨率较小时，也可以省略HUB板43,而将其LED灯板直接通过排线连接至扫描卡41。甚至，在有些设计中，还可以将扫描卡通过金手指接口插接在LED灯板上。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种图像伽玛校正方法，其特征在于，包括：
获取多个输入参数值，其中所述多个输入参数值包括亮度调节量、伽玛值和目标灰阶比特数；
判断所述多个输入参数值是否有改变；
当所述多个输入参数值至少一个有改变，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；
根据所述当前伽玛校正表对输入源图像进行伽玛校正。
2.根据权利要求1所述的图像伽玛校正方法，其特征在于，包括：将所述当前伽玛校正表保存至随机存储器；以及根据所述当前伽玛校正表对输入源图像进行伽玛校正的步骤包括：从所述随机存储器中实时读取所述当前伽玛校正表中的量化后灰度值。
3.根据权利要求1所述的图像伽玛校正方法，其特征在于，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中的步骤包括：
利用所述输入源灰阶比特数、所述预设最高灰阶比特数和所述当前亮度调节量计算出映射后最大灰度；
利用所述映射后最大灰度和目标伽玛值计算出所述输入源灰阶比特数中的每一阶灰度的映射后灰度值，其中所述目标伽玛值为所述当前伽玛值或指定值。
4.根据权利要求3所述的图像伽玛校正方法，其特征在于，利用所述映射后最大灰度和目标伽玛值计算出所述输入源灰阶比特数中的每一阶灰度的映射后灰度值的步骤包括：
判断所述当前伽玛值是否满足预设判断条件；
当满足所述预设判断条件，将所述指定值和所述当前伽玛值之一者作为所述目标伽玛值；
当不满足所述预设判断条件，将所述指定值和所述当前伽玛值之另一者作为所述目标伽玛值。
5.根据权利要求1所述的图像伽玛校正方法，其特征在于，根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表的步骤包括：
根据所述预设最高灰阶比特数和所述当前目标灰阶比特数确定量化步长，其中所述当前目标灰阶比特数小于所述预设最高灰阶比特数且大于所述输入源灰阶比特数；
利用所述量化步长对映射后的每一阶灰度进行量化得到量化后灰度值；
将所述输入源灰阶比特数中的每一阶灰度的量化后灰度值的集合作为当前伽玛校正表。
6.一种扫描卡，包括可编程逻辑器件和连接所述可编程逻辑器件的存储器；其特征在于，所述扫描卡还包括：控制器，连接所述可编程逻辑器件和所述存储器；其中，所述控制器被配置用于：
读取多个输入参数值，其中所述多个输入参数值包括亮度调节量、伽玛值和目标灰阶比特数；
判断所述多个输入参数值是否有改变；
当所述多个输入参数值至少一个有改变，根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中以及根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表；以及
将所述当前伽玛校正表写入所述存储器。
7.根据权利要求6所述的扫描卡，其特征在于，所述可编程逻辑器件被配置用于：从所述存储器中实时读取所述当前伽玛校正表中的量化后灰度值对输入源图像进行伽玛校正。
8.根据权利要求6所述的扫描卡，其特征在于，所述控制器被配置用于根据获取的当前亮度调节量和当前伽玛值将输入源灰阶比特数中的每一阶灰度映射到预设最高灰阶比特数范围中包括：
利用所述输入源灰阶比特数、所述预设最高灰阶比特数和所述当前亮度调节量计算出映射后最大灰度；
利用所述映射后最大灰度和目标伽玛值计算出所述输入源灰阶比特数中的每一阶灰度的映射后灰度值，其中所述目标伽玛值为所述当前伽玛值或指定值。
9.根据权利要求6所述的扫描卡，其特征在于，所述控制器被配置用于根据获取的当前目标灰阶比特数对映射后的每一阶灰度进行量化以得到当前伽玛校正表包括：
根据所述预设最高灰阶比特数和所述当前目标灰阶比特数确定量化步长，其中所述当前目标灰阶比特数小于所述预设最高灰阶比特数且大于所述输入源灰阶比特数；
利用所述量化步长对映射后的每一阶灰度进行量化得到量化后灰度值；
将所述输入源灰阶比特数中的每一阶灰度的量化后灰度值的集合作为当前伽玛校正表。
10.一种显示系统，包括：如权利要求6至9任意一项所述的扫描卡、LED显示屏和连接在所述扫描卡和所述LED显示屏之间的HUB板。
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