CN109994084A - 计算机可读存储介质和应用该介质的数字gamma校正装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示处理技术领域，特别涉及一种计算机可读存储介质和应用该介质的数字gamma校正装置，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被数字gamma校正装置的处理器执行。把显示图像的256级灰阶的原始数据映射到1024级灰阶数据上，然后把得到的映射灰阶数据分为RGB三个颜色通道分别对应存储到三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B，并根据映射灰阶数据相对于颜色查找表中其所在灰阶区间的前后灰阶值Vn和Vn+1的位置关系计算校正后的gamma灰阶值，完成显示数据的数字gamma校正。三色校正全部由数字部分来实现，在保证gamma校正电路面积不加大的情况下，实现RGB三色灰阶数据差异化校正，减少硬件电路成本和芯片运算负担。

Description

计算机可读存储介质和应用该介质的数字gamma校正装置

技术领域

本发明涉及显示处理技术领域，特别涉及一种计算机可读存储介质和应用该介质的数字gamma校正装置，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被数字gamma校正装置的处理器执行。

背景技术

屏幕显示领域，对显示数据进行gamma校正是一个必经的处理过程。gamma校正发生在图像灰阶数据解析完成之后，其通过对显示图像的灰阶数据进行非线性处理，检出图像信号中的深色部分和浅色部分，并使两者比例增大，来调整图像的亮度显示，达到提高图像的显示数据的对比度的效果。完成上述调整后，再依据经过gamma校正后的图像的显示数据为屏幕显示模块的薄膜晶体管的source端提供电压值，从而使得屏幕显示模块显示该经过gamma校正调整后的图像。

如图1所示，典型的256级灰阶的gamma校正曲线是指数型曲线，该校正曲线的数学公式表示为：

Gamma＝K*E^r＝255*E^{log(p(x，y)/255)*gamma}

其中，左边Gamma表示经校正后的灰阶值，右边gamma表示gamma系数，取值范围在0.05～5之间，P(x,y)表示每个像素点的原始灰阶值。当gamma值小于1时(对应图1中的曲线1)，图像的整体亮度值得到提升，并且低灰度处的对比度得到增加，使灰度部分得到更多的色值，得到一张低灰阶处比较“亮”的图片并存储起来，更利于分辩低灰度值时的图像细节。当gamma值大于1时(对应图1中的曲线2)，效果则相反。显示驱动中，结合液晶显示屏的特性，实际使用的是S型曲线3。

与传统电视电脑屏幕驱动相比，手机屏幕的显示驱动芯片对芯片尺寸和功耗等方面要求更加严格，gamma校正功能既要保证高质量的显示，还不能占用芯片上太大的面积。目前市面上的手机显示驱动芯片的gamma校正有两种类型，一种是模拟gamma校正，另一种是数字gamma校正，其中模拟gamma校正占多数。模拟gamma校正直接从预先选定好的gamma曲线上选择几十个点，并将其灰阶值与电压的对应关系固化成模拟电路，再以这几十个点为参考电压最终扩展产生出需要的所有电压值，后期通过寄存器对参考电压进行微调来达到调节gamma曲线的目的。而数字gamma校正，目前普遍的做法是通过大量寄存器和简单的数字电路对模拟参考电压进行全面配置，本质上仍类似模拟的校正方法。但是传统的模拟gamma以及目前的数字gamma校正方法都是基于模拟电路进行设计，且其RGB三色灰阶数据均使用同一个校正电路，若三色分别校正则需要设置三倍数量的模拟gamma电路和寄存器，成本较高且占用芯片面积过大。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种硬件成本低的显示数据的数字gamma校正实现方法。

为实现上述目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序来进行显示数据的gamma校正，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取显示图像的原始数据，把256级灰阶的原始数据映射到1024级灰阶数据上，得到映射灰阶数据；

根据预设的三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B分别存储RGB三个颜色通道的gamma灰阶数据，所述三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B分别根据预设的多个灰阶值的结点分为多个连续的灰阶区间；

根据映射灰阶数据相对于其所在灰阶区间的前后灰阶值Vn和Vn+1的位置关系计算校正后的gamma灰阶值。

其中，包括补充色域色温调节步骤，其根据实时输入的调节需求对校正后的gamma灰阶值进行调节。

其中，包括电压输出步骤，其把灰阶值输出给模拟电路端来转换成对应的电压值。

其中，三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B的多个前后灰阶值Vn和Vn+1之间的间距不全相同。

其中，颜色查找表LUT R、LUT B的结点的灰阶值相对于颜色查找表LUT G分别减少4和6灰阶值。

其中，所述计算校正后的gamma灰阶值是指：

其中，Vga为gamma校正后的灰阶数据，Vn和Vn+1为LUT中存储的校正后的灰阶数据，Vstep为Vn和Vn+1的原始灰阶值之差，i为当前灰阶与Vn原始灰阶值之差。

还提供一种数字gamma校正装置，包括处理器和上述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

有益效果：把显示图像的256级灰阶的原始数据映射到1024级灰阶数据上，然后把得到的映射灰阶数据分为RGB三个颜色通道分别对应存储到三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B，并根据映射灰阶数据相对于颜色查找表中其所在灰阶区间的前后灰阶值Vn和Vn+1的位置关系计算校正后的gamma灰阶值，完成显示数据的数字gamma校正。三色校正全部由数字部分来实现，在保证gamma校正电路面积不加大的情况下，实现RGB三色灰阶数据差异化校正，减少硬件电路成本和芯片运算负担。

附图说明

图1是典型的256级灰阶以及与其对应的1024级灰阶的gamma校正曲线示意图。

图2是该数字gamma校正装置的流程图。

图3是该数字gamma校正装置的三个颜色通道的gamma校正曲线。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

手机显示驱动芯片内置有该数字gamma校正装置，图像灰阶数据解析完成之后，原始RGB灰阶数据的三色数据data_r、data_g、data_b分别被送入数字校正部分的三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B进行比较与查找，经过逻辑运算后得到校正后的gamma灰阶值并将其输出给模拟部分的DAC模块，经其转换成对应的电压信号给到屏幕的薄膜晶体管的source端。该数字gamma校正过程的三色校正全部由数字部分来实现，三色数据共用一个逻辑运算单元，在保证gamma校正电路面积不加大的情况下，实现RGB三色灰阶数据差异化校正，减少硬件电路成本和芯片运算负担。

具体的，原始RGB灰阶数据为8bit的256级灰阶，如图1所示，把标准gamma校正曲线的原始RGB灰阶数据映射到10bit的1024级灰阶数据上，得到映射灰阶数据，从映射灰阶数据的RGB三色的gamma校正曲线中分别采集30个结点(结点数根据实际情况设计)并以此建立三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B，这些点将gamma曲线分成若干个区间，每个区间为线性变化，详见下表1：

其中，三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B的多个前后灰阶值Vn和Vn+1之间的间距不同，且颜色查找表LUT R、LUT B的结点的灰阶值相对于颜色查找表LUT G分别减少4和6灰阶值。

经过逻辑运算后得到校正后的gamma灰阶值并将其输出给模拟部分的DAC模块，经其转换成对应的电压信号给到屏幕的薄膜晶体管的source端。

原始RGB灰阶数据经过三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B后进入逻辑运算模块，根据映射灰阶数据相对于其所在灰阶区间的前后灰阶值Vn和Vn+1的位置关系计算校正后的gamma灰阶值Vga。其中，计算校正后的gamma灰阶值是指：10bit的1024级灰阶数据上

其中，Vn和Vn+1为LUT中存储的校正后的灰阶数据，Vstep为Vn和Vn+1的原始灰阶值之差，i为当前灰阶与Vn原始灰阶值之差。

三色数据data_r、data_g、data_b共用一个逻辑运算单元，分别找出所在区间的前后灰阶值Vn和Vn+1，然后进入逻辑运算部分根据灰阶计算公式计算出校正后的gamma灰阶值，再根据gamma校正后的灰阶数据Vga绘制出如图3所示的三个颜色通道的gamma曲线。

补充色域色温调节步骤，其获取预设的调节需求和算法，对校正后的gamma灰阶值进行色温色域的调节。校正后的gamma灰阶值输出给模拟电路之前可以先进行色温色域等的数字调节，实现色温色域校正功能。

最后，通过电压输出步骤把灰阶值输出给模拟电路端来转换成对应的电压值。

Claims (7)

1.计算机可读存储介质，其存储有应用于手机的对显示数据进行gamma校正的计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取显示图像的原始数据，把256级灰阶的原始数据映射到1024级灰阶数据上，得到映射灰阶数据；

根据预设的三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B分别存储RGB三个颜色通道的gamma灰阶数据，所述三通道的颜色查找表LUT R、LUT G、LUT B分别根据预设的多个灰阶值的结点分为多个连续的灰阶区间；

根据映射灰阶数据相对于其所在灰阶区间的前后灰阶值Vn和Vn+1的位置关系计算校正后的gamma灰阶值。

2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，包括补充色域色温调节步骤，其根据实时输入的调节需求对校正后的gamma灰阶值进行调节。

3.根据权利要求1或2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，包括电压输出步骤，其把灰阶值输出给模拟电路端来转换成对应的电压值。

4.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，三通道的颜色查找表LUTR、LUT G、LUT B的多个前后灰阶值Vn和Vn+1之间的间距不全相同。

5.根据权利要求4所述的计算机可读存储介质，其特征在于，颜色查找表LUT R、LUT B的结点的灰阶值相对于颜色查找表LUT G分别减少4和6灰阶值。

6.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算校正后的gamma灰阶值是指：

其中：Vga为gamma校正后的灰阶数据，Vn和Vn+1为LUT中存储的校正后的灰阶数据，Vstep为Vn和Vn+1的原始灰阶值之差，i为当前灰阶与Vn原始灰阶值之差。

7.数字gamma校正装置，包括处理器，其特征在于，还包括权利要求1～6中任一项所述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。