CN110767164A - 一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，方法具体如下：S1、基于W色最大灰阶的目标亮度值计算灰阶区间内n个灰阶的三个子像素的目标亮度值；S2、任选四个灰阶作为样本灰阶，基于四个样本灰阶的三个子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间三个子像素的三次样条曲线；S3、检测待校正灰阶三个子像素的亮度值是否分别位于拟合的对应的子像素三次样条曲线上；S4、若检测结果为是，则固化待校正灰阶的灰阶值，若检测结果为否，则调试待校正灰阶的三个子像素的亮度值，返回步骤S3。显示屏因为应用环境特殊，曲线具有凹凸性，三次样条曲线拟合可以进行该显示屏的显示校正，且三次样条曲线二阶光滑，收敛性好，校正误差小。

Description

一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法
技术领域
本发明属于OLED显示技术领域，更具体地，本发明涉及一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法。
背景技术
Gamma校正是对显示屏Gamma Curve进行编辑，而Gamma Curve为灰阶电压与对应亮度的关系曲线，通过对灰阶电压的调节，来对显示屏亮度进行非线性编辑的方法。目前显示屏通用的Gamma值标准为2.2，图片失真情况下的Gamma值是偏离2.2的。所以显示屏的Gamma校正对准确的显示色彩来说必不可少。
传统的Gamma Tuning方法有手动校正、查找表，手动校正需要对每一个Gamma灰阶寄存器进行灰度值测试、与目标灰度值比对、灰度值调试、固化的手动过程，校正时间长；查找表需要将灰度值和对应地址存放到存储器里，将输入地址进行查表，输出灰度值，校正正确度高，但是存放数据量大，占用硬件存储资源大，此外，现有的灰阶电压与亮度关系曲线为单凹或者单凸的特性曲线，不能校正具有凹凸特性的曲线，这里的凹凸特性曲线是指单凹及单凸组成的曲线，单凹是指中曲线中只存在一个凹点，单凸是指曲线中只存在一个凸点，如图2所示。
发明内容
本发明提供一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，旨在提供具有单凹及单凸的凹凸特性曲线校正方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、基于W色最大灰阶的目标亮度值计算灰阶区间内n个灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值，n个灰阶分布于三个灰阶子区间内；
S2、任选四个灰阶作为样本灰阶，基于四个样本灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线，每个灰阶子区间内至少存在一个样本灰阶；
S3、检测待校正灰阶R子像素、G子像素、B子像素的亮度值是否分别位于拟合的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线上，待校正的各个灰阶即组成了待校正曲线，所述待校正曲线为具有单凹及单凸的凹凸特性曲线；
S4、若检测结果为是，则固化待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值或电压值，若检测结果为否，则调试待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值，返回步骤S3。
2、如权利要求1所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，在步骤S4中，若R子像素、G子像素、B子像素中的任一子像素的亮度值偏离对应的子像素三次样条曲线时，基于亮度值与对应目标亮度的差值来调节待校正灰阶的亮度值，若差值为正，则向下调节待校正灰阶的亮度值，即减小待校正灰阶的亮度值，若差值为负，则向上调节待校正灰阶的亮度值，即增大待校正灰阶的亮度值。
3、如权利要求1所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：
S11、输入设定的W色的色坐标和目标亮度值，即输入W色最大灰阶的目标亮度值；
S12、检测设定的W色最大灰阶的目标亮度值是否小于或等于W色最大亮度值，若检测结果为是，则执行步骤S13；
S13、基于W色的色坐标和目标亮度计算W色的三刺激值；
S14、根据W色的三刺激值计算最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值；
S15、基于最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值获取各灰阶的目标亮度值。
4、如权利要求3所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述步骤S15具体包括如下步骤：
将整个灰度区间划分为三个灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]，[G2,Gm]，其中G0＜G1＜G2＜Gm，Gm为最大灰阶值，G1∈(Gm/5,2Gm/5)，G2∈(3Gm/5，4Gm/5)，三个灰阶子区间的曲线函数指数分别为e1，e2，e3，其中e1，e2，e3为有理数，G1，G2，e1，e2，e3的设值保证凸点的值小于Lim，Li0＜凹点的值＜凸点的值。
Gix为灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]或[G2,Gm]中选取的第i子像素灰阶值，i的取值为1～3，分别代表三个子像素，基于公式(1)计算三个子像素灰阶值Gix|i＝1,2,3的目标亮度值Lim|i＝1,2,3计算公式为：
Figure BDA0002277320960000031
其中，Gim为第i子像素的最大灰阶值，Lim为第i子像素最大灰阶的目标亮度值，Li0为第i子像素最小灰阶的亮度值，当Gix取值于灰阶子区间[G0,G1]，则en＝e1，当Gix取值于灰阶子区间[G1,G2]，则en＝e2，当Gix取值于灰阶子区间[G2,Gm]，则en＝e3，基于公式(1)计算出各灰阶的目标亮度值，形成查找表。
本发明提供的三次样条曲线拟合的Gamma校正方法具有如下有益效果：
1)显示屏因为应用环境特殊，曲线具有单凹及单凸特性，采用三次样条曲线拟合可以进行该显示屏的显示校正，由于三次样条曲线二阶光滑，收敛性好，校正误差小；2)三次样条曲线采取三段区间即可求解曲线，校正时间短，且可实现自动校正。
附图说明
图1为本发明实施例提供的三次样条曲线拟合的Gamma校正方法流程图；
图2为本发明实施例提供的单凹及单凸的凹凸特性曲线示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明实施例提供的三次样条曲线拟合的Gamma校正方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、基于W色最大灰阶的目标亮度值计算灰阶区间内n个灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值，n个灰阶分布于三个灰阶子区间内；
在本发明实施例中，若R子像素、G子像素及B子像素的数据位数为8位，则最大灰阶值为255，整个灰阶区间为0～255，将整个灰阶区间分为三个灰阶子区间，分别从三个灰阶子区间内选取n个灰阶。
在本发明实施例中，n个灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值的计算方法具体包括如下步骤：
S11、输入设定的W色的色坐标和目标亮度值，即输入W色最大灰阶的目标亮度值；
在本发明实施例中，W色最大灰阶的目标亮度值用户给定的产品参数，W色最大灰阶的目标亮度值就是最高灰阶(例如255)的色坐标和对应的目标亮度值。
S12、检测设定的W色最大灰阶的目标亮度值是否小于或等于W色最大亮度值，若检测结果为是，则执行步骤S13；
所述W色最大亮度值是基于最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的最大亮度值来进行计算的。
S13、基于W色的色坐标和目标亮度计算W色的三刺激值；
S14、根据W色的三刺激值计算最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值；
S15、基于最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值获取各灰阶的目标亮度值。
在本发明实施例中，各灰阶的目标亮度值是基于查找表来获取的，查找表中各灰阶的目标亮值的获取方法具体如下：
将整个灰度区间划分为三个灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]，[G2,Gm]，其中G0＜G1＜G2＜Gm，Gm为最大灰阶值，G1∈(Gm/5,2Gm/5)，G2∈(3Gm/5，4Gm/5)，三个灰阶子区间的曲线函数指数分别为e1，e2，e3，其中e1，e2，e3为有理数；
Gix为灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]或[G2,Gm]中选取的第i子像素灰阶值，i的取值为1～3，分别代表三个子像素，基于公式(1)计算三个子像素灰阶值Gix|i＝1,2,3的目标亮度值Lim|i＝1,2,3计算公式为：
其中，Gim为第i子像素的最大灰阶值，Lim为第i子像素最大灰阶的目标亮度值，Li0为第i子像素最小灰阶的亮度值，当Gix取值于灰阶子区间[G0,G1]，则en＝e1，当Gix取值于灰阶子区间[G1,G2]，则en＝e2，当Gix取值于灰阶子区间[G2,Gm]，则en＝e3，基于公式(1)计算出各灰阶的目标亮度值，形成查找表，如图2所示，图2中的最大灰阶为255。
S2、任选四个灰阶作为样本灰阶，基于四个样本灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线，每个灰阶子区间内至少存在一个样本灰阶；
在本发明实施例中，基于四个样本灰阶的R子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的R子像素三次样条曲线；基于四个样本灰阶的G子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的G子像素三次样条曲线；基于四个样本灰阶的B子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的B子像素三次样条曲线。
S3、检测待校正灰阶R子像素、G子像素、B子像素的亮度值是否分别位于拟合的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线上；
在本发明实施例中，三次样条曲线是三次多项式，在区间内具有二阶连续导数，且具有凹凸特性，三次样条曲线的横坐标为灰度值，纵坐标为各灰度值对应的目标亮度值。
S4、若检测结果为是，则固化待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值或驱动IC中的电压值，若检测结果为否，则调试待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值，返回步骤S3。
在本发明实施例中，只有在待校正灰阶的R子像素的亮度值位于R子像素三次样条曲线上，G子像素的亮度值位于G子像素三次样条曲线上，且B子像素的亮度值位于R子像素三次样条曲线上时，才会固化待校正灰阶R子像素、G子像素、B子像素的亮度值或驱动IC中的电压值，若R子像素、G子像素、B子像素中的任一子像素的亮度值偏离对应的子像素的子像素三次样条曲线时，基于亮度值与对应目标亮度的差值来调节待校正灰阶的亮度值，若差值为正，则向下调节待校正灰阶的亮度值，即减小待校正灰阶的亮度值，若差值为负，则向上调节待校正灰阶的亮度值，即增大待校正灰阶的亮度值。
本发明提供的三次样条曲线拟合的Gamma校正方法具有如下有益效果：
1)显示屏因为应用环境特殊，曲线具有单凹及单凸特性，采用三次样条曲线拟合可以进行该显示屏的显示校正，由于三次样条曲线二阶光滑，收敛性好，校正误差小；2)三次样条曲线采取三段区间即可求解曲线，校正时间短，且可实现自动校正。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、基于W色最大灰阶的目标亮度值计算灰阶区间内n个灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值，n个灰阶分布于三个灰阶子区间内；
S2、任选四个灰阶作为样本灰阶，基于四个样本灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值来拟合整个灰阶区间的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线，每个灰阶子区间内至少存在一个样本灰阶；
S3、检测待校正灰阶R子像素、G子像素、B子像素的亮度值是否分别位于拟合的R子像素三次样条曲线，G子像素三次样条曲线及B子像素三次样条曲线上；
S4、若检测结果为是，则固化待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值或电压值，若检测结果为否，则调试待校正灰阶的R子像素、G子像素、B子像素的亮度值，返回步骤S3；
待校正的各个灰阶即组成了待校正曲线，所述待校正曲线为具有单凹及单凸的凹凸特性曲线。
2.如权利要求1所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，在步骤S4中，若R子像素、G子像素、B子像素中的任一子像素的亮度值偏离对应的子像素三次样条曲线时，基于亮度值与对应目标亮度的差值来调节待校正灰阶的亮度值，若差值为正，则向下调节待校正灰阶的亮度值，即减小待校正灰阶的亮度值，若差值为负，则向上调节待校正灰阶的亮度值，即增大待校正灰阶的亮度值。
3.如权利要求1所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：
S11、输入设定的W色的色坐标和目标亮度值，即输入W色最大灰阶的目标亮度值；
S12、检测设定的W色最大灰阶的目标亮度值是否小于或等于W色最大亮度值，若检测结果为是，则执行步骤S13；
S13、基于W色的色坐标和目标亮度计算W色的三刺激值；
S14、根据W色的三刺激值计算最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值；
S15、基于最大灰阶R子像素、最大灰阶G子像素以及最大灰阶B子像素的目标亮度值获取各灰阶的目标亮度值。
4.如权利要求3所述三次样条曲线拟合的Gamma校正方法，其特征在于，所述步骤S15具体包括如下步骤：
将整个灰度区间划分为三个灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]，[G2,Gm]，其中G0＜G1＜G2＜Gm，Gm为最大灰阶值，G1∈(Gm/5,2Gm/5)，G2∈(3Gm/5，4Gm/5)，三个灰阶子区间的曲线函数指数分别为e1，e2，e3，其中e1，e2，e3为有理数；
Gix为灰阶子区间[G0,G1]，[G1,G2]或[G2,Gm]中选取的第i子像素灰阶值，i的取值为1～3，分别代表三个子像素，基于公式(1)计算三个子像素灰阶值Gix|i＝1,2,3的目标亮度值Lim|i＝1,2,3计算公式为：
Figure FDA0002277320950000021
其中，Gim为第i子像素的最大灰阶值，Lim为第i子像素最大灰阶的目标亮度值，Li0为第i子像素最小灰阶的亮度值，当Gix取值于灰阶子区间[G0,G1]，则en＝e1，当Gix取值于灰阶子区间[G1,G2]，则en＝e2，当Gix取值于灰阶子区间[G2,Gm]，则en＝e3，基于公式(1)计算出各灰阶的目标亮度值，形成查找表。
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