CN109448644A - 一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法、电子设备及计算机可读存储介质。方法包括：针对与显示设备灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于待校正的灰阶显示曲线计算与输入灰度电平对应的亮度值；利用预置查找表，计算亮度值对应的三基色信号的校正值，预置查找表包括在对显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的亮度值所组成的元素组；然后由输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成目标查找表，并基于目标查找表校正显示设备的灰阶显示曲线。本发明实施例实现了显示设备在不同应用场景中的灰阶显示曲线调整，并且减少对显示设备存储空间的占用，提高显示设备生产效率。

Description

一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法、电子设备及 计算机可读存储介质

技术领域

本发明总体上涉及显示设备处理领域，具体涉及一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

显示设备例如液晶显示器等被广泛应用于各领域。在使用显示设备的过程中，根据不同的使用场景，需要校正显示设备的灰阶显示曲线，以满足更佳的显示效果。例如，在观看电影时，显示设备使用伽马(Gamma)灰阶亮度显示曲线校正，而在观看医学影像时使用DICOM 灰阶亮度显示曲线校正。

对于不同的显示亮度，不同类型的灰阶亮度显示曲线通常是不同的。例如在显示医学影像时，不同的显示亮度的DICOM灰阶亮度显示曲线均不同。为实现多种灰阶亮度显示曲线的调整，需要在生产显示设备时调试每种显示曲线的显示器屏幕驱动的查找表(Look-Up Table， LUT)。当使用不同的显示曲线时，则调用对应的查找表以实现显示曲线的调整。

上述方式导致生产过程中需要进行调试曲线的时间过长、生产效率低下，并且在显示设备中占用大量的存储空间；另一方面，由于这些显示曲线在生产时已经调试并确定，后期需要更改其他没有在生产调试的显示曲线时，则必须重新进行调试，限制了显示设备的应用场景。

发明内容

针对上述问题，本发明的实施例提供一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法、电子设备及计算机可读存储介质，实现了显示设备在不同应用场景中的灰阶显示曲线调整，并且减少对显示设备存储空间的占用，降低硬件成本，同时提高显示设备生产效率。

在本发明的第一方面，提供一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法。该方法包括：针对与显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值；利用预置查找表，计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值，预置查找表包括多个元素组，元素组包括在对显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的三基色信号在显示设备上显示的亮度值；由多个输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成与灰阶显示曲线相关联的目标查找表；以及基于目标查找表，校正显示设备的灰阶显示曲线。

在某些实施例中，方法还包括生成预置查找表，其中生成预置查找表包括：针对多个输入灰度电平中的第一输入灰度电平，调试显示设备的色温；以及记录当前三基色信号的调整值以及三基色信号在显示设备上显示的亮度值，以生成预置查找表中的一个元素组。

在某些实施例中，其中生成预置查找表还包括：从多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取第一输入灰度电平。

在某些实施例中，方法还包括：将多个元素组存储在显示设备的非易失性存储器中。

在某些实施例中，方法还包括：接收用以表明待校正的灰阶显示曲线的指示。

在在某些实施例中，其中计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值包括：针对多个亮度值中的一亮度值，对预置查找表中的元素组利用插值算法，计算与该亮度值对应的三基色信号的校正值。

在本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储有指令的存储器，指令在被处理器执行时促使设备执行动作，动作包括：针对与显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值；利用预置查找表，计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值，预置查找表包括多个元素组，元素组包括在对显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的三基色信号在显示设备上显示的亮度值；由多个输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成与灰阶显示曲线相关联的目标查找表；以及基于目标查找表，校正显示设备的灰阶显示曲线。

在某些实施例中，动作还包括生成预置查找表，其中生成预置查找表包括：针对多个输入灰度电平中的第一输入灰度电平，调试显示设备的色温；以及记录当前三基色信号的调整值以及三基色信号在显示设备上显示的亮度值，以生成预置查找表中的一个元素组。

在某些实施例中，其中生成预置查找表还包括：从多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取第一输入灰度电平。

在某些实施例中，动作还包括：接收用以表明待校正的灰阶显示曲线的指示。

在某些实施例中，其中计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值包括：针对多个亮度值中的一亮度值，对预置查找表中的元素组利用插值算法，计算与该亮度值对应的三基色信号的校正值。

在本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其存储有机器可读的指令，指令在由机器执行时使得机器执行根据本发明第一方面所描述的方法。

本发明的实施例提出的用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方案，不仅实现了显示设备在不同应用场景中的灰阶显示曲线调整，提升用户体验，并且减少对显示设备存储空间的占用，降低硬件成本，同时提高显示设备生产效率。

附图说明

图1示出伽马灰阶显示曲线的示意图；

图2示出根据本发明的一个实施例的用于校正显示设备灰阶显示曲线的方法的流程图；以及

图3示出适合实现本发明的实施例的电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

显示设备(例如液晶显示器)的灰阶表现性能对显示品质至关重要。在对色彩还原准确度要求较高的场景中，显示设备的色彩与灰阶的定期校正是必不可少的。灰阶显示曲线表现为显示设备的亮度响应曲线，其表征显示设备的输入灰阶电平与显示的亮度之间的函数关系。

为了便于描述本发明，以伽马灰阶显示曲线为例进行说明。图1示出了伽马灰阶显示曲线的示意图。如图所示，横坐标表示输入灰阶电平In，纵坐标表示显示的亮度Luma，显示设备的亮度响应曲线可以用指数函数表示为

y＝f(x,γ)＝x^γ (1)

曲线C1为伽马γ＝2.2的亮度响应曲线，此时显示设备的显示特性比较适合人的视觉特性。由于通常显示设备的亮度响应曲线C2为S形曲线，具有较高的伽马值，需要对显示设备进行伽马2.2校正，以使得实际显示的影视视频符合人的感官。

在对图像信号进行伽马校正时，通常采用RGB映射表，也即伽马查找表(GammaLUT)。对红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三基色信号通过LUT的数据转换，可以补偿显示设备的伽马响应曲线，从而得到校正后的图像。

如前所述，为实现多种灰阶亮度显示曲线的调整，需要在生产显示设备时调试每种显示曲线的显示器屏幕驱动的查找表。这种调试灰阶显示曲线的效率不高，占用显示设备的大量存储空间，并且在根据实际应用场景需要对显示设备应用其他未生产调试的灰阶显示曲线进行校正时，必须重新进行调试，降低了使用体验。本发明实施例提出的校正显示设备的灰阶显示曲线的方法旨在有效解决上述问题。

根据本发明的实施例，在显示设备的生产调试中生成灰阶显示曲线的二维数据查找表，并将其存储于显示设备中。当使用显示设备时，根据实际需要校正的灰阶显示曲线，通过预先存储的二维数据数据查找表来生成用以校正该灰阶显示曲线的目标查找表，由此实现对不同灰阶显示曲线的校正。

在一个实施例中，在对显示设备进行色温调试时生成上述的二维数据查找表(称之为预置查找表)。预置查找表可以包括元素{R，G，B，Lv}，其中R表示图像中红色信号的调整值， G表示图像中绿色信号的调整值，B表示图像中蓝色信号的调整值，Lv表示当前R、G、B在显示屏幕上显示的亮度值。

在对显示设备进行色温调试时，例如显示设备的灰阶数为1024，针对对应的每个灰阶的输入灰度电平，调试显示设备的色温，并且记录当前三基色RGB信号的调整值以及该三基色 RGB信号在显示设备上显示的亮度值，从而得到预置查找表。下表一示出了预置查找表的一个示例。

表一

在另一实施例中，预置查找表可以从上述的多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取一定数目的输入灰度电平，例如预置查找表可以仅包括64阶灰度。此时，可以以1024阶等间隔选取64阶灰度数据，记录并组成包括64个元素组的预置查找表。

将预置查找表保存在显示设备的非易失性存储器中。在使用显示设备过程中，可以利用该预置查找表生成用于不同灰阶显示曲线的目标查找表，从而实现对显示设备的相应的灰阶显示曲线校正。

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于校正显示设备灰阶显示曲线的方法200的流程图，方法200可以在显示设备处实现或者在与显示设备关联的数据处理设备处实现。

在210，针对与显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值。在一个实施例中，方法200 还包括在205，接收用以表明待校正的灰阶显示曲线的指示。例如，当显示设备接收到指示表明需要对伽马灰阶显示曲线校正或者对亮度300的DICOM灰阶显示曲线校正时，显示设备根据该指示来确定待校正的灰阶显示曲线。

对于1024阶灰度的显示设备，可以针对每一个输入灰阶电平，根据待校正的灰阶显示曲线计算相应的亮度值。例如在指示需要校正伽马2.2曲线时，可以根据上式(1)计算出每个输入灰度电平相对应的亮度值。作为示例，对于输入灰度电平In为512，其对应的亮度值即为98.15。

在220，利用预置查找表，计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值。在一个实施例中，对于每一个亮度值，根据插值算法，对按照如表一所述的预置查找表进行计算，得到每一个亮度值对应的RGB校正值R＇G＇B＇。

在一个实施例中，可以基于线性插值算法来计算每一个亮度相应的RGB校正值R＇G＇B＇。例如对于亮度值为98.15，根据线性插值算法可以得到对应的三基色校正值，R＇为3555，G＇为3922，B＇为3863。以此方式，对于1024阶灰度的显示设备，可以得到1024组RGB校正值R＇G＇B＇。

在另一实施例中，基于样条插值算法，利用预置查找表来计算每一个亮度相应的RGB校正值R＇G＇B＇。例如，采用三次样条插值法等。此外，可以根据实际需要，构造适宜的多项式函数，由在210计算出的亮度值及相应的输入灰阶电平，根据预置查找表中的{R，G，B，Lv}元素组和所构造的多项式函数来计算或“预测”该亮度值的近似RGB校正值R＇G＇B＇。以此方式，得到每一亮度值对应的RGB校正值R＇G＇B＇。可以理解，本发明实施例不限于所描述的插值算法，本发明在此方面不做限制。

在230，由多个输入灰度电平和相应的三基色信号的校正值生成与灰阶显示曲线相关联的目标查找表。按照上述所得到的三基色信号的校正值R＇G＇B＇，将R＇G＇B＇与相应的输入灰度电平作为{In,R＇,G＇,B＇}元素组，生成目标查找表。例如，在上例中，目标查找表包括1024个元素组，{512,3555,3922,3863}即为目标查找表中的一个元素组。

在240，基于目标查找表，校正显示设备的灰阶显示曲线。在显示设备使用中，使用该目标查找表进行灰阶显示曲线校正。由此，实现了按照所指示的待校正灰阶显示曲线对显示图像进行校正，从而满足用户的显示需求。

以上仅以伽马曲线校正为例进行描述，可以理解，对于其他灰阶显示曲线校正也可以类似进行。本发明实施例提出的校正显示设备灰阶显示曲线的方法，由于仅需要在显示设备中存储公共的预置查找表，并且可以根据需要选择不同大小的预置查找表，大幅降低了对显示设备存储空间的需求。进一步地，在显示设备使用过程中，根据实际需要来生成实际使用的校正查找表，从而实现显示亮度的无级调节。例如，在医疗诊断显示的DICOM显示中，能够通过本方案实现根据用户的需要调整到任意亮度进行显示，解决当前大部分显示器只能选择有限个亮度的问题。

图3示出了适合实现本发明的实施例的电子设备300的方框图。设备300可以作为显示设备的一部分或者与显示设备关联的装置。如图所示，设备300包括处理器310。处理器310 控制设备300的操作和功能。例如，在某些实施例中，处理器310可以借助于与其耦合的存储器320中所存储的指令330来执行各种操作。存储器320可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图3中仅仅示出了一个存储器单元，但是在设备300中可以有多个物理不同的存储器单元。

处理器310可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个多个。设备300也可以包括多个处理器310。

当设备300作为显示设备的一部分或者充当与显示设备关联的装置时，处理器310在执行指令330时促使显示设备执行动作，以实现上文参考图1-2描述的方法200。根据本发明的实施例，所述动作包括：针对与显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值；利用预置查找表，计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值，预置查找表包括多个元素组，元素组包括在对显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的三基色信号在显示设备上显示的亮度值；由多个输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成与灰阶显示曲线相关联的目标查找表；以及基于目标查找表，校正显示设备的灰阶显示曲线。

在某些实施例中，动作还包括生成预置查找表，其中生成预置查找表包括：针对多个输入灰度电平中的第一输入灰度电平，调试显示设备的色温；以及记录当前三基色信号的调整值以及三基色信号在显示设备上显示的亮度值，以生成预置查找表中的一个元素组。

在某些实施例中，其中生成预置查找表还包括：从多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取第一输入灰度电平。

在某些实施例中，动作还包括：接收用以表明待校正的灰阶显示曲线的指示。

在某些实施例中，其中计算多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值包括：针对多个亮度值中的一亮度值，对预置查找表中的元素组利用插值算法，计算与该亮度值对应的三基色信号的校正值。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有机器可读的指令，指令在由机器执行时使得机器执行根据本发明所描述的方法。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器 (CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于校正显示设备的灰阶显示曲线的方法，其特征在于，包括：

针对与所述显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与所述多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值；

利用预置查找表，计算所述多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值，所述预置查找表包括多个元素组，所述元素组包括在对所述显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的三基色信号在所述显示设备上显示的亮度值；

由所述多个输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成与所述灰阶显示曲线相关联的目标查找表；以及

基于所述目标查找表，校正所述显示设备的所述灰阶显示曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括生成所述预置查找表，其中生成所述预置查找表包括：

针对所述多个输入灰度电平中的第一输入灰度电平，调试所述显示设备的色温；以及

记录当前三基色信号的调整值以及三基色信号在所述显示设备上显示的亮度值，以生成所述预置查找表中的一个元素组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中生成所述预置查找表还包括：

从所述多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取所述第一输入灰度电平。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

接收用以表明待校正的所述灰阶显示曲线的指示。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中计算所述多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值包括：

针对所述多个亮度值中的一亮度值，对所述预置查找表中的元素组利用插值算法，计算与该亮度值对应的三基色信号的校正值。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储有指令的存储器，所述指令在被所述处理器执行时促使所述设备执行动作，所述动作包括：

针对与所述显示设备的灰阶数相应的多个输入灰度电平，基于显示设备待校正的灰阶显示曲线，计算与所述多个输入灰度电平各自对应的多个亮度值；

利用预置查找表，计算所述多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值，所述预置查找表包括多个元素组，所述元素组包括在对所述显示设备调整色温时生成的三基色信号的调整值以及相应的三基色信号在所述显示设备上显示的亮度值；

由所述多个输入灰度电平和所计算的相应的三基色信号的校正值生成与所述灰阶显示曲线相关联的目标查找表；以及

基于所述目标查找表，校正所述显示设备的所述灰阶显示曲线。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述动作还包括生成所述预置查找表，其中生成所述预置查找表包括：

针对所述多个输入灰度电平中的第一输入灰度电平，调试所述显示设备的色温；以及

记录当前三基色信号的调整值以及三基色信号在所述显示设备上显示的亮度值，以生成所述预置查找表中的一个元素组。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，其中生成所述预置查找表还包括：

从所述多个输入灰度电平中以等间隔或者随机选取所述第一输入灰度电平。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述动作还包括：

接收用以表明待校正的所述灰阶显示曲线的指示。

10.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，其中计算所述多个亮度值各自对应的三基色信号的校正值包括：

针对所述多个亮度值中的一亮度值，对所述预置查找表中的元素组利用插值算法，计算与该亮度值对应的三基色信号的校正值。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有机器可读的指令，所述指令在由所述机器执行时使得所述机器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。