CN112419965B - 一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法，属于LED显示技术领域和数字图像领域。根据LED驱动芯片实际应用场景下的当前显示的刷新率，确认修正补偿函数的最大值，即f(x)max＝Ref÷60×128‑1，Ref表示当前刷新率；基于最大值f(x)max代入修正Gamma函数推导出修正补偿参数d，以及分段交点和一阶导数相等的交点x0，从而拟合出完整的函数；区分采用修正Gamma补偿函数还是原始Gamma函数；增加亮度入参，对修正Gamma补偿函数进行亮度增益调节后的二次拟合，最终根据要求分成256级输出。本发明增加Gamma校正算法减少相机特性造成的光强度损失；消除由于采用Gamma校正引入的噪声放大的问题；优化修正算法提高，LED显示过程渐变测试画面过渡的均匀性；完善算法，解决一般亮度调节造成的灰阶合并的问题。

Description

一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法
技术领域
本发明涉及LED显示技术领域和数字图像处理领域，特别涉及一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法。
背景技术
LED作为新型半导体照明材料，凭借其功耗低、寿命长、体积小、成本低、高效安全以及绿色无污染等优点，在照明设备、显示屏及其他电子设备中得到广泛应用。小点间距LED显示屏具有无缝拼接、色彩自然真实、画面清晰、模块化维护、显示均匀性好的等优点，满足显示屏对高清晰、高细腻和近距离欣赏显示效果的需求，逐渐成为研究热点。
然而从光到经过采集光的相机设备再到LED驱动芯片点亮显示终端LED屏，不可避免的会因为相机的变换特性导致最终显示的亮度与输入源的亮度出现偏差。因此需要通过Gamma校正将最终输出的亮度L'还原近似等于原始光源强度L。由于增加了Gamma校正的增益调节，根据函数一阶导数的特性可知增益调节后的函数会发大噪声的影响，因此需要对Gamma校正进行修正补偿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法，以解决Gamma校正的噪声放大和渐变过渡不均的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法，包括如下步骤：
步骤1、根据LED驱动芯片实际应用场景下的当前显示的刷新率，确认修正补偿函数的最大值，即f(x)max＝Ref÷60×128-1，Ref表示当前刷新率；
步骤2、基于最大值f(x)max代入修正Gamma函数推导出修正补偿参数d，以及分段交点和一阶导数相等的交点x0，从而拟合出完整的函数；
步骤3、区分采用修正Gamma补偿函数还是原始Gamma函数；
步骤4、增加亮度入参，对修正Gamma补偿函数进行亮度增益调节后的二次拟合，最终根据要求分成256级输出。
可选的，所述修正Gamma补偿函数为：
Figure BDA0002780209070000021
所述原始Gamma函数为f(x)＝xγ(0≤x≤255,0≤γ≤4)；γ表示设置的Gamma值；x表示当前的灰度；k表示修正直线的斜率，为1；x0表示一阶导数相等且为交点两段函数交点的点。
可选的，所述步骤1中根据不同的刷新率以确认修正补偿函数的最大值，实际上确认的是当前刷新率下能够实现的最大Gclk的个数，即最大PWM脉冲宽度。
可选的，所述步骤2中计算修正补偿参数d和交点x0需要基于修正后的Gamma函数f1(x)＝f2(x)和f′1(x)＝f′2(x)进行推导，满足如上的函数关系才能保证实际显示的效果无跳灰的情况。
可选的，所述步骤3中，在γ≤1.9情况下采用原始Gamma函数方法进行转换。
在本发明提供的基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法中，根据LED驱动芯片实际应用场景下的当前显示的刷新率，确认修正补偿函数的最大值，即f(x)max＝Ref÷60×128-1，Ref表示当前刷新率；基于最大值f(x)max代入修正Gamma函数推导出修正补偿参数d，以及分段交点和一阶导数相等的交点x0，从而拟合出完整的函数；区分采用修正Gamma补偿函数还是原始Gamma函数；增加亮度入参，对修正Gamma补偿函数进行亮度增益调节后的二次拟合，最终根据要求分成256级输出。
本发明具有以下有益效果：
(1)增加Gamma校正算法减少相机特性造成的光强度损失；
(2)消除由于采用Gamma校正引入的噪声放大的问题；
(3)优化修正算法提高，LED显示过程渐变测试画面过渡的均匀性；
(4)完善算法，解决一般亮度调节造成的灰阶合并的问题。
附图说明
图1是原始Gamma函数曲线示意图；
图2是原始Gamma函数与修正直线示意图；
图3是原始Gamma函数与修正直线局部放大示意图；
图4是原始Gamma曲线与修正Gamma曲线对比示意图；
图5是20％亮度与100％亮度修正Gamma曲线对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
如图1所示为原始Gamma函数曲线示意图，其通常用函数表示为：
f(x)＝xγ(0≤x≤255,0≤γ≤4) (1)
x表示当前的灰度，γ表示设置的Gamma值；如果仔细分析该函数的斜率，用函数的一阶导数表示为：
f′γ(x)＝γ·x(γ-1)(0≤x≤255,0≤γ≤4) (2)
当x＝0时，式(2)的值为：
Figure BDA0002780209070000031
由此可见，原始Gamma曲线函数在原点处的切线要么是水平的(γ＞1)或者是对角线(γ＝1)，以及可能是垂直的(γ＜1)这三种情况。如果调节的(γ＜1)时，很小强度的灰度变化都会造成很大的亮度差异，根据韦伯-费希纳定律，人眼对于低灰度下的变化比较敏感。因此最终的结果就会导致，灰度数据误差被放大，出现最终显示结果的错乱和干扰。且考虑到对于Gamma值为γ的设备，其转换特征可通过
Figure BDA0002780209070000032
的Gamma校正来补偿，校正过程中带来的误差也有可能会被放大，造成不利的影响。综上所述，本发明采用把原始Gamma函数用分段处理，将0≤x≤x0部分用一个具有常数斜率的线性函数替换，然后x＞x0部分与修正后的正常Gamma函数相连。对修正函数和修正Gamma补偿函数同时仿真如图2所示，对细节进行放大查看切点的近似情况如图3所示。最终修正后的Gamma函数曲线定义如下：
Figure BDA0002780209070000041
其中，γ表示设置的Gamma值；x表示当前的灰度；k表示修正直线的斜率，为1；x0表示一阶导数相等且为交点两段函数交点的点。
本发明提供了一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法，包括如下步骤：
步骤1、根据LED驱动芯片实际应用场景下的当前显示的刷新率，确认修正补偿函数的最大值，即f(x)max＝Ref÷60×128-1，Ref表示当前刷新率；根据不同的刷新率以确认修正Gamma补偿函数的最大值，实际上确认的是当前刷新率下能够实现的最大Gclk的个数，即最大PWM脉冲宽度；
步骤2、基于最大值f(x)max代入修正Gamma补偿函数推导出修正补偿参数d，以及分段交点和一阶导数相等的交点x0，从而拟合出完整的函数；其中计算修正补偿参数d和交点x0需要基于修正后的Gamma函数f1(x)＝f2(x)和f′1(x)＝f′2(x)进行推导，满足如上的函数关系才能保证实际显示的效果无跳灰的情况；
步骤3、考虑到在γ≤1.9的情况下，修正Gamma补偿函数无有效解，区分采用修正Gamma补偿函数还是原始Gamma函数，在γ≤1.9情况下采用原始Gamma函数方法进行转换，原始Gamma函数和修正Gamma补偿函数如图4所示；
步骤4、由于目前控制系统端做亮度调节的方式，无法与目前算法函数做到完全兼容。增加亮度入参，亮度入参，是实际输入的亮度调节值，用于控制屏体的亮度，对修正Gamma补偿函数进行亮度增益调节后的二次拟合，最终根据要求分成256级输出，如图5所示。本步骤中对于亮度调节并不能简单的通过乘以亮度系数进行处理，这样处理会在低灰端因为修正Gamma补偿函数f”(x)≤1而出现灰阶合并的情况，并且亮度越高灰阶合并的情况就越明显，因此必须通过二次拟合减少可实现的Gclk个数来调整亮度。
在实施例一中，修正补偿函数和修正Gamma补偿函数属于同一函数。而修正函数表示的是修正直线；修改Gamma函数表示的只是单一变量发生修改。
举例如下，在确认Gamma输入值为2.8以及刷新率确认为3840Hz，同时亮度参数为100％满亮度情况。根据步骤1可以求得f(x)max＝3840÷60×128-1＝8191；根据步骤2，将最大值和其他参数代入式(4)得到：
Figure BDA0002780209070000051
同时基于条件f1(x)＝f2(x)和f′1(x)＝f′2(x)求得，由于此处计算量比较大为了保证计算值得有效性，保留了小数点后6位，x0为21.088164，d值为-0.001594054。因此完整的Gamma表达式如下所示：
Figure BDA0002780209070000052
由于Gamma值大于1.9且满亮度情况下进行的计算因此不需要考虑步骤3和步骤4的计算。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于LED显示驱动芯片的修正Gamma校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、根据LED驱动芯片实际应用场景下的当前显示的刷新率，确认修正补偿函数的最大值，即f(x)max＝Ref÷60×128-1，Ref表示当前刷新率；
步骤2、基于最大值f(x)max代入修正Gamma函数推导出修正补偿参数d，以及分段交点和一阶导数相等的交点x0，从而拟合出完整的函数；
步骤3、区分采用修正Gamma补偿函数还是原始Gamma函数；
步骤4、增加亮度入参，对修正Gamma补偿函数进行亮度增益调节后的二次拟合，最终根据要求分成256级输出；
所述修正Gamma补偿函数为：
Figure FDA0003135313380000011
所述原始Gamma函数为f(x)＝xγ(0≤x≤255,0≤γ≤4)；γ表示设置的Gamma值；x表示当前的灰度；k表示修正直线的斜率，为1；x0表示一阶导数相等且为交点两段函数交点的点；
所述步骤1中根据不同的刷新率以确认修正补偿函数的最大值，实际上确认的是当前刷新率下能够实现的最大Gclk的个数，即最大PWM脉冲宽度；
所述步骤2中计算修正补偿参数d和交点x0需要基于修正后的Gamma函数f1(x)＝f2(x)和f1'(x)＝f2'(x)进行推导，满足如上的函数关系才能保证实际显示的效果无跳灰的情况；
所述步骤3中，在γ≤1.9情况下采用原始Gamma函数方法进行转换。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113727489B (zh) * 2021-11-01 2022-03-11 广州市浩洋电子股份有限公司 一种调节亮度的方法、系统、存储介质、灯具、照明系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103297656A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 苹果公司 扩展范围的颜色空间
WO2017008329A1 (zh) * 2015-07-10 2017-01-19 北京大学深圳研究生院 一种像素矩阵的外围补偿系统、方法和显示系统
CN106373516A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 北京集创北方科技股份有限公司 Led显示装置及其驱动方法
CN109036262A (zh) * 2018-09-06 2018-12-18 长春希达电子技术有限公司 医用led显示屏的显示特性曲线校正方法及控制系统
CN109326264A (zh) * 2018-12-20 2019-02-12 深圳大学 一种液晶显示模组的亮度Demura方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103297656A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 苹果公司 扩展范围的颜色空间
WO2017008329A1 (zh) * 2015-07-10 2017-01-19 北京大学深圳研究生院 一种像素矩阵的外围补偿系统、方法和显示系统
CN106373516A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 北京集创北方科技股份有限公司 Led显示装置及其驱动方法
CN109036262A (zh) * 2018-09-06 2018-12-18 长春希达电子技术有限公司 医用led显示屏的显示特性曲线校正方法及控制系统
CN109326264A (zh) * 2018-12-20 2019-02-12 深圳大学 一种液晶显示模组的亮度Demura方法及系统

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