TW200820796A - Method and system for digitally scaling a gamma curve - Google Patents

Description

200820796 w 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 在此處被描述的實施例係關於伽瑪校正（gamma correction)領域。更明確言之，本實施例大致上關於用於 一個顯示器之伽瑪曲線的數位增強及實施。 ' 【先前技術】 液晶顯示器（LCDs)對電視市場來說係重要的。然而， 以單純定比存在的LCD螢幕面板至較寬的格式（即，16:9 _ HDTV)及更大的格式，將液晶顯示器推動至下一代，係 一種非常複雜的努力。一些電視的需求被推動至超過傳統 先前技術的螢幕。例如，對比增強課題需要螢幕解決方案 的再工程。 特別是，伽瑪校正增強色彩的顯示。特別地，伽瑪校 正被執行來補償強度分配的非線性效果及一個顯示設備的 亮及暗區間的對比的相關程度，及人類眼中的色彩的非線 性處理。例如，一種色彩的灰階強度分配係線性的，其能 被換為顯不設備用的電壓訊號。然而，顯示設備的光度通 常不是電壓訊號的線性函數。如此，光度碼（luminance c〇de) 的線性轉換會無法正確地重製在被顯示的數位影像中的亮 度變異。 在傳統的系統中，伽瑪校正係在一個顯示設備的類比 對比增強塊中被執行。該對比增強塊操縱電阻串列類比分 接電壓，以用來形塑一條提供對比增強的伽瑪曲線。然而， 電壓的類比操縱在現代數位顯示系統係不適當的。 6 200820796 【發明内容】 :此，這裏的不同實施例顯示教示方法及系統 用2-種線性及比率量測的方式定比_ :、本 發明的實施例可產生一條結果伽瑪曲線 ：本

的，因此在一顯示器（例如’任何液晶顯示器）上 任何視覺加工(visual artifact)。其他本發明 例仍然可以數位地產生一條結果伽瑪曲線，其以一種單調 的方式増加。就像在結果伽瑪曲線的光度碼每下一個值造 成-個獨一無二的且持續增加的電壓。再者，其他實施： 提供一條結果伽瑪曲線，其只反映了所要的原來的伽瑪曲 線的垂直轉換。 特別地，在一個實施例中，一種用來數位地調整一條 伽瑪曲線的方法被描述。在該方法_，為一條原本的伽瑪 曲線，一個區域在二個分接點間被定義。該分接點和複數 個虛擬分接點對應，該些虛擬分接點對應於一條原始伽瑪 曲線的固定光度碼。每個複數個虛擬分接點中的一個的伽 瑪值被調整至一條調整後的伽瑪曲線，其提供對比增強。 對在該區域中的光度碼，——個線性定比因數基於一個在該 區域中的原始伽瑪曲線的線性表示。一個伽瑪值補償（〇ffset) 係由應用線性疋比因數至在該區域中一條改變過的伽瑪曲 線的一組線性表示來決定的，其係為了光度碼決定的。改 變過的伽瑪曲線實行對比增強。一組調整過的與伽瑪曲線 連結之調整過的伽瑪值，係基於伽瑪值補償，為了光度碼 而決定的。 7 200820796 在另一個實施例中，一個用來數位地調整伽瑪曲線的 糸統被描述。該糸統包含一個定比模組及一個儲存模組。 該定比模組決定複數個線性比例測量定比因數，其係在一 個在一條原始伽瑪曲線的分接點間的區域中的光度碼。原 始伽瑪曲線包含複數個虛擬分接點。每個比例測量定比因 數係由比例測量地定比一個斜率產生，該斜率係在該區域 的相對應的光度碼的區域之線性表示。一個儲存模組儲存 複數個線性比例測量定比因數。該定比因數被用來對每一 個在該區域中的光度碼的更改過的伽瑪曲線，決定調整過 的伽瑪值。 本發明的實施例提供一個電壓分接點為基礎的類比電 阻數位電阻梯形的數位等效物，其係用來做為數位至類比 轉換。特別地，該數位虛擬分接點取代實際類比電壓分接 點。如此，原始伽瑪曲線的垂直轉換以一種平順、單調及 連續的方式來作用。

廣義而言，本文揭露一種數位地定比一波形的方法及 系統。一個以一種平順及連續的方式執行線性波形轉換及 轉變的方法被描述。另一種被描述的方法用來定比一個波 形’在其中’可得的準確度及解析度為_個所給的波形被 操縱。特別地，以策略性地放置波形的虛擬分接點 改變該用來計算在波形上的點數的定比因數，提供調整在 一個或多個波形的區域中的準確度及解析度的方=此 定比方法提供一個電壓分接基礎的類比電阻梯形，該：二 係用來做數位至類比轉換。該數位虛擬分接點代表類比電 8 200820796 一種平順、單調及連續 壓分接點，及該曲線之垂直轉變 的方式運作。 【實施方式】 本發明較佳的實施例之細節會在此做為參考，一條伽 瑪曲線的線性及比例測量定比之方法及系統，其範例在附 圖中描繪。 依此，本發明不•同的實施例揭露以一種線性及比例測 量的方式來定比一條伽瑪曲線的方法及系統。本發明的實 施例達到上述的成就，及可以允許將一條原始伽瑪曲線轉 、交至一更改後的伽瑪曲線，其係為某些目的而增強，例如 以一種平順、連續及單調的方式，經由使用一種線性比例 測里疋比計异的方式達到對比增強。 下列詳細的描述係本申請發明的範例實施例，本申請 範圍發明係參照附圖。此種描述係意圖描繪用且不會限制 本發明的範圍。如此的實施例係被以足夠的細節來使得具 有通常技術者來實行本發明，且吾人可了解地，其他實施 例可以一些不離開本發明精神或範圍的變異來實行。 標記及學術用語 本發明的實施例能以在一組和光學影像系統相連結的 電腦系統執行之硬體或軟體來實施。該電腦系統可以是一 台個人電腦、筆記型電腦、伺服器電腦、大型主機、網路 電腦、工作站及相似的系統。該軟體程式可提供伽瑪校正。 在一個實施例中，該電腦系統包含一個和一個匯流排成對 的處理器及和該匯流排成對的記憶體儲存。此記憶體儲存 9 200820796 ::是可變的或不可變的且可以包含可攜式儲存媒體。此 電腦也可u包含一個顯示器、：身料輸入及輸出供應器等。 下面詳細描述的一些部份係以流程、步驟、邏輯方塊、

方法及其他犯在電腦記憶體運作的資料位元的運算的符號 表不。足些描述及表示係在資料處理領域的技藝人士使用 的方法，其能最有效地傳達他們的工作的實體給其他熟習 該項技藝者。-個流程、電腦執行步驟、邏輯方塊、過程 等在此且一般地，構想為一個能導致所需的結果之自 ^運算或指令序列。此些運算係那些需要物理數量的物理 才木縱的運异。通常，雖然不需要，這些數量展現為能夠被 儲存、轉移、結合、比較及此外之操縱方式於_電腦系統 中之電或磁的訊號的形式。通常，主要是一般用途的理由， 將每些讯號以位元、數值、元素、符號、文字、術語、數 予或其他相似的方式提及係被證明方便的。 需要記住的係，所有這些及相伴的術語都係和適當的 物理數量相關聯且只《應用於這些數量的方便標鐵。除非 被特別提及，否則如同以下討論的明顯可知，在本發明整 件都被瞭解的係，利用像「決定」、「設定」、「定比」、 「增加」或其他相似者之術語之討論，意指_組電腦^統 之動作及處理，或相似的電子計算設備，其包含嵌入式系 統，其操縱及轉換被表示為在電腦系統的暫存器及記憶體 中：物理（電子）冑量資料為其他以物理數量類似地表示 的貝料，该貧料存在電腦系統記憶體或暫存器或其他此類 的資訊儲存、傳輸或顯示設備。 10 200820796 本發明的一些實施例係實施在一個點對點的差分訊號 (PPDS )糸統’此糸統係為了電視或高階螢幕之中的通訊。 圖5係一張描繪ppDStm架構5〇〇的圖片。ppDsTM架構 包含一個時間控制器510及複數個行驅動器520A至520N。

PPDSTM資料訊號架構500提供一個單一頻道，在時間 控制器510及一個顯示設備的每個行驅動器52〇a_a間的 直接點對點連接。在一個實施例中，ppDsTM係一個分開的、 點對點連結的系統，在其中一個單一通道係和一個顯示行 驅動器相關聯。此通道攜帶顯示行驅動器控制資訊及數位 電壓值，此值以顯示行驅動器被轉換為類比。在一個實施 例中，在此PPDSTM系統，所有的行驅動器同時接受他們 的資料。如此，即使有一個單一通道，供應每個行驅動器 資料，此通道被連續地使用。 圖5的每個行驅動器52〇A_N使用—個線性的、循環 的數位至類比轉換器（DAC)，其係依照本發明的—個實施 例。如此，不像此平常的R_DAC設定，其非線性轉換特 :係硬接線為一個電阻梯形，本發明# Μ。在它的動態 犯圍係線}·生的。&允許反伽瑪函數由dac被解耦合且放 置在在時間控制器中的數位查閱表（LUTs)(例如，紅色咖 53〇)，該控制器係在行驅動器的上游。以此架構，本發 :月二實施猶10位元或更高的灰階精確度，且沒有不 土影響此晶片大小。例如，一個典型1〇位元ppDs 驅動器係低於-個可比較的8位元R-DAC行驅動器。 如圖5所不，在本發明的一個實施例中，此反伽瑪函 11 200820796 k 數係由DAC電路解為人。圭-— 解耦口此表不母個行驅動器輸出直接 轉換數位電壓值至類比電壓值。 a 由數位灰階值至數位電壓 在日守間控制器的上游發生。換白 俠习話况，此反伽瑪函數被提 供於在日夺間控制器5! 〇上的LUT常駐（resident)(例如，紅 色LUT 530 )。此提供對映在顯示器上每個灰階至亮度之 很大彈性。如此，在一個實施例中，每種顏色有一個分開 的LUT係可能的。另外，適應不同影像來源的即時更新、 對比擴張、色彩管理及溫度改變，在本發明的實施例中係 胃可能的。 另外，在一個實施例中，時間控制器包含一個對比增 強模組540。此對比增強模組54〇採用由低電壓差分訊^ (LVDS)模組550取得之光度資料。本光度資料原始係由二 個影像來源（未顯示）取得的。此對比增強模組54〇在光 度資料上實施統計分析，此係以一個接一個的框架為基礎 決定適當的伽瑪值增強，此伽瑪值和適合相對應的顯示設 φ 備的光度相關聯的。例如，對比增強模組提供更改後的虛 擬分接點，此定義一個更改後的伽瑪曲線，此曲線係基於 一條原始伽瑪曲線。 對比增強模組的輸出係被呈現給定比模組11〇。此定 比模組1 1 0數位地以線性和比例測量的方式來定比原始伽 瑪曲線’以產生更改過的伽瑪曲線’如下會和圖1關聯被 完整的描述。 線性波形轉換 圖1係一個數位伽瑪曲線内插器100的方塊圖，此内 12 200820796 、 插态可以以線性和比例測量的方式來數位地定比一條伽瑪 曲線，和本發明的一種實施例相符。當顯示影像於一台顯 示。又備上日守，此數位伽瑪曲線内插器（interp〇iat〇r) 1 q〇係 能夠更改一條原始對比增強之伽瑪曲線。在一個實施例

中，此數位伽瑪曲線内插器100被實施在圖5的時間控制 器510中。 I 數位伽瑪曲線内插器100包含一個用來比例測量地定 _ 比一個原始伽瑪曲線，如此此用來做對比增強的更改過之 伽瑪曲線的伽瑪值能被產生。原始伽瑪曲線包含複數個定 義好的虛擬分接點，其係在原始伽瑪曲線的伽瑪值。亦即， 原始的伽瑪曲線必需走經由虛擬分接點。如此，一個光度 碼的電壓輸出被呈現在一台顯示器上，如伽瑪曲線所實施 的。 知·別地’此定比模組1 1 〇決定複數個線性比例測量定 比因數，此和複數個在虛擬點間的區域的光度碼相關聯。 Φ 每個相對應的光度碼之線性比例測量定比因數係由定比在 原始伽瑪曲線的虛擬分接點間的原始伽瑪曲線的區域之線 性表示的一個斜率而來，此會在下面，和圖2、3、4八及43 相關，被更完整地描述。 在一個實施例中，數位伽瑪曲線内插器丨〇〇包含一個 分接點定位态（未顯示），其設定複數個以等距離方式設 定的虛擬分接點。亦即，在虛擬分接點間之光度碼數量係 非常數的。 另外，數位伽瑪曲線内插器100包含一個儲存模組 13 200820796 120。此儲存模組12〇在此區域儲存複數個比例測量定比 曲線因數。為了 一個特別光度碼的比例測量定比因數係用

來決定和一個對比增強用之更改過的伽瑪曲線相關聯的更 改過的伽瑪值D 而且，此數位伽瑪曲線内插器100包含一個對比補償 模組130’係為了決定每個實行對比增強之更改過的伽瑪 曲線的被定義之虛擬分接點的更改過的虛擬分接點。在本 發明之實施例中，不同的技術能被用來決定由定義好的虛 擬分接點而得到的更改過的分接點之調整過的伽瑪值。如 此，更改過的伽瑪曲線包含調整過的對每個被定義的虛擬 分接點之伽瑪值。即是，更改過的伽瑪曲線由被更改過的 刀接點疋義’其係在原始伽瑪曲線的虛擬分接點之轉變。 數位伽瑪曲線内插器1〇〇包含一個偏移量模組14〇來 決定伽瑪值，此些值遍及更改過的伽瑪曲線，其使用從對 比補仏杈組130得到之定義好的虛擬分接點轉變的更改過 的分接點。特別地，此偏移量模組140可以對每一個光度 碼（其在二個改變過的分接點之間的區域）決定一個伽瑪 值偏移量。特別地，此一個特別的光度碼的伽瑪值偏移量 係由應用一個相對應線性定比因數至一個更改過的伽瑪曲 線的線性表不來決定，此伽瑪曲線包含及在兩個虛擬分接 點間。 再者，此偏移量模組140決定一個基於之前決定的伽 瑪值的光度之调整過的伽瑪值。特別地，此偏移量模組14〇 以伽瑪值偏# $將丨中一個虛冑分接點之原纟丨定的更改 14 200820796 過的分接點做偏移。

j圖从及4B相連結的圖2描繪一個在一條更改過的 正订對比增強的伽瑪曲線決定伽瑪值的方法。特別地， 圖2係-個流程圖2〇〇，描綠數位地以一種線性和比例測 里疋比—條伽瑪曲、線，來決定—個調整過的為了 —個被給 予的光1碼之伽瑪值，此依照本發明的-個實施例。圖4A 4B提供决疋一個兩個被定義的分接點間的調整過的伽 瑪值之描緣。

敕 S轉到圖2 ’ 一個以線性及比例測量來決定一個調 ^過^為-個光度碼調整的伽瑪值被描述，依照本發明的 a靶例。在一個實施例中，此圖i的數位伽瑪曲線内 插器100可以實施在圖2中概述的方法。 ^在210，此掃描模組11〇為了一個光度碼決定一個線 疋比因數。此光度碼被置於一個在及包含兩個分接點（即 第一個虛擬分接點及第二個虛擬分接點）的區域中。此光 馬之線〖生疋比因數係基於在此區域中的原始伽瑪曲線的 線性表示。 此定義區域的分接點係包含在複數個虛擬分接點中， 其係和一個原始伽瑪曲線的光度點相關聯的伽瑪值。在一 個實施例中，複數個虛擬分接點係一個任意數量之點，其 必需在原始伽瑪曲線上，以任意及可程式之方式分布於空 間中。 例如，依照本發明的一個實施例，圖4A係一個圖形， 描繪一個原始伽瑪曲線41〇A及一個更改過的伽瑪曲線 15 200820796 41 OB，此曲線係以圖2的方法產生。沿著水平軸，光度碼 設計為〇〇h至3FFh，如一個範例。沿著垂直轴，電壓被設 定。如此，此原始伽瑪曲線41 0 A提供一個被給予的光度 碼的電壓。那就是，此原始伽瑪曲線41 〇 A非線性地提供 一個相對應的顯示設備的電壓，對應於一個或多個顏色的 灰階表現中的複數個光度碼。 在圖4 A，複數個虛擬分接點，在原始伽瑪曲線41 0 A 被顯示。例如，此複數個虛擬分接點包含，但是不被限制 於分接點 460 > 46卜 462、463、464、465、467 及 468 〇 如圖4A顯示的，八個區域在此九個虛擬分接點460-468 間被定義於本實施例。其他實施例適合定義比九個更多的 或更少的虛擬分接點。每個虛擬分接點和在原始伽瑪曲線 41 0 A的一個相對應的伽瑪值相關聯。例如，此在原始伽瑪 曲線410A上的虛擬分接點463A和光度碼473相關聯。而 且，在原始伽瑪曲線41 0A上的虛擬分接點464A和光度碼 474相關聯。 複數個虛擬分接點係用來操縱原始伽瑪曲線41 〇 a的 形狀’此係將以每個在上或在下的虛擬分接點的電壓數位 表示轉變而成，此電壓和一個被給予的光度碼值相關聯， 依照本發明的一個實施例。例如，更改過的分接點 係由虛擬分接點463 A轉變過來的。另外，更改過的分接 點464B係由虛擬分接點464A轉變過來。如此，此結果的 更改過的伽瑪曲線41〇B由更改過的伽瑪曲線41〇b的轉變 過的及更改過的分接點形成。 16 200820796 • 本發明的實施例可以決定位於更改過的伽瑪曲線 41 〇B ’特別是在虛擬分接點間的光度碼。特別地，本發明 的實施例實行線性比例測量定比來為每一個光度碼轉變電 壓到它的新的、伽瑪曲線之轉變過的伽瑪值，其係以一種 平順、連續及單調增加的方式來維持此更改過的伽瑪曲線 的形狀。 在22〇 ’此現在的實施例決定一個光度碼的伽瑪值偏 移量’此係應用相對應的線性定比因數至一個區域中的更 改過的伽瑪曲線的線性表示。此更改過的伽瑪曲線實行對 比增強。此伽瑪曲線偏移量的決定方式可用更完整的方式 描述，且與圖4B相關聯。 在230 ’此現在的實施例決定一個調整過的光度碼的 伽瑪值。調整過的伽瑪值係基於之前於220決定的伽瑪值 偏移罝。此調整過的伽瑪值和更改過的伽瑪曲線相關聯。 此調整過的伽瑪值之決定係和圖4B更完整地描述。 φ 圖4B係描繪在兩個分接點間的圖4A中的原始伽瑪曲

線410A的線性及比例測量，依照本發明的一個實施例。 特別地，圖4B描繪每個光度碼的線性定比因數的產生，此 光度碼係在一個區域470包含及在圖4A及4B的虛擬分接 點463A及464A，如圖2中的210所描述。再者，圖4B 描繪一個調整後，和更改過的區域47〇中的一個特別光度 碼伽瑪曲線410B相關聯的伽瑪值。 如此，使用線性定比因數，和更改過的伽瑪曲線4i〇B 相關聯之調整後的伽瑪值被決定了。例如，光度碼&)之更 17 200820796 ;y 改過的伽瑪值（yf)係在點490決定。 如圖4B顯示’在圖2中描繪的方法之推導在本實施 例做下列假設· 9個虛擬分接點，12位元伽瑪值，及使用 比例測量形式的10位元值的伽瑪值儲存。其他實施例適 合九個虛擬分接點之外的分接點的使用。其他實施例展望 伽瑪值的使用有多於或少於12位元的。仍然有其他實施 例適合使用1 0位元值外的比例測量形式來做伽瑪值儲存。 如圖4B中所顯示，原始伽瑪曲線41 〇 A的部份的及更 馨 改過的伽瑪曲線410B的線性表示被顯示。例如，在區域

470，此原始伽瑪曲線410A在虛擬分接點430A及435A 間顯示。點495(Xi，yO顯示位於在原始伽瑪曲線41〇a的線 性表示480A。且，在區域470，此更改過的伽瑪曲線41〇b 被顯示於更改過的、虛擬分接點463B及464B之間。點 490(xf，yf)被顯示出位於被更改過的伽瑪曲線410B的線性 表示480B。 特別地’為了在區域470中的光度碼（χ〇，本實施例比 • 例測量定比區域470中的線性表示480A的斜率，用來決 定相關聯的線性比例測量定比因數。特別地，如圖2中的 21 0所描繪，原始伽瑪曲線410A的線性表示480A係由和 光度碼473相關聯的第一虛擬分接點463A及和光度碼474 相關聯的第二虛擬分接點464A之間決定。即是，一個線 性直線畫過及點464A(x2，y2)，此二者係在原始 伽瑪曲線410A上程式化過的分接點，用來決定斜率。方 程式1表示通過區域470的虛擬分接點463A及464A之直 18 200820796 線，如下： y! (y2~yι)/(χ2-χι) * (χρχ〆）+y^ (!) 再者，本實施例決定在一個第一更改過之分接點463B 及個更改過之分接點464B之間的更改過的伽瑪曲線 41 0B的線性表不48〇B。特別地，一個被更改的伽瑪曲線 410B的線性表示48〇B決定於點463Β(χ!，山，）及 464B(X2’，y2’)，兩者係被更改的虛擬分接點。即是，虛擬 分接點463A及464A仍係和相對應的光度碼相關聯；然而， 匕們的伽瑪值被調整為更改過的、虛擬分接點。例如，虛 擬分接點463A被轉變為更改過的、虛擬分接點463B。且， 虛擬分接點464A被轉變為更改過的、虛擬分接點464B。 方程式2代表經過更改過的、虛擬分接點463B及464B， 如下： yf=(y25-yr)/(x2,-x1,) * (xrx1^)+y1, (2) 既然Xi=xf，X2=x2’，及xi==Xi，，在有下列方程式3的情 形下，本實施例解出x，s : (x2，-x15)/(xrx15) = (x2-x1)/(xrx1) = (y2^yr)/(yryr) (3) 然後’本實施例，為一個被給予的光度碼，施加比例 測量定比因數至更改過的在區域47〇中的伽瑪曲線41〇8 之線性表示480B來決定伽瑪值偏移量495。換句話說，本 實施例解了在方程式4的yf : 19 200820796 ' yf=(y2，-yl，)/(y2-yl”（yi-yl) + yl， (4) 在本實施例，為了避免不連續，y值所有由原始伽瑪 曲線410A來且y，值由更改過的伽瑪曲線41〇B而來，係非 常重要的，如方程式5，如下： yf=[(yi-yi)/(y2-y1)] * (y25-yi9) + yi5 ⑺ 如方程式5所示，（yry1)/(y2_yi)係線性比例測量定比 因數。如此為了區域470，為了任何更改過的伽瑪曲線， 鲁此線性比例測量定比因數能被預先決定，因為沒有和更改 過的伽瑪曲線相關聯的值被需要。 在一個實施例中，為了節省硬體，且增加更改過的伽 瑪值的計异正確率，以（yryi)/(y2_yi)定義的部份為每個灰 階值預先計算，或光度碼，丨，且程式化入伽瑪值。即是， 例如，每個灰階值，i，（yryi)/(y2_yi)儲存於一個查找表。 、二值 （y广yi)/(y2-y 1) ’然後為了在區域一個特別的光度 喝來獲得更改過的伽瑪值定比及偏移。 • 依肢本發明的一個實施例，如圖4B所顯示的，此調 整過之伽瑪值yf係由加入此伽瑪值偏移量495至伽瑪值來 決定’ yr ’此值為更改過的分接點463B的。 即疋’要計算yf ，此（72，_71，）/(72-71)的比例被應用在 包壓差分（yryi)，其然後被加入到yi，來決定結果的伽瑪電 壓。因為它係一個被以線性方式應用的比例，一個平順及 連續的行為在分接點間及在其上被呈現。 圖3係一個依照本發明的一個實施例之流程圖3〇〇， 榀繪了數位定比一個一般的、數位地表示的曲線，其係以 20 200820796 a * I生複數個線性定比因數給複數個水平表示的碼之線性及 比例測里的方式，其中每一個碼都和曲線上的一個值相關 聯。 田本只方也例和一般、數位表示的曲線相關的方式描述， 在一個貫施例中，此曲線係一個原始伽瑪曲線，在其中一 们由原始伽瑪曲線轉變的更改過的伽瑪曲線，在原始伽瑪 曲線上的光度碼實行對比增強。 在310，本實施例收到和原始曲線相關聯的每個複數 個虛擬分接點的之更改的分接點。本更改過的分接點係和 一個基於原始曲線的更改過的曲線相關聯的。如此，此更 改過的曲線包含更改過的分接點。 在320，本實施例決定一個在原始曲線中的一個區域 的第一線性表示之第一斜率。特別地，本實施例決定原始 曲線的一個斜率，此曲線在一個第一虛擬分接點及一個第 一虛擬刀接點間定義的區域。此區域包含第一虛擬分接點 _ 及第二虛擬分接點。 在3 3 0 ’本實施例比例測量定比第一斜率至複數個碼 (例如，光度碼），其係在第一虛擬分接點及第二虛擬分 接點間。即是，本實施例決定複數個線性比例測量因數， 此係和複數個碼相關聯。在330執行的運算係和圖2中的 21 〇執行的運算類似，且被描繪於圖4A和4B。 在340，本實施例儲存複數個線性比例測量定比因數， 此係用來為複數個碼決定調整過的值。此調整過的值和此 更改過的曲線相關聯。 21 200820796 特別地’本實施例可以決定調整過的值。特別地，在 此區域中，一個更改過的曲線的線性表示之第二斜率被決 疋。即疋，一條線的斜率被決定，該線係與第一虛擬分接 點及和第二虛擬分接點相關聯的更改過的分接點相關聯， 在其中第一及第二虛擬分接點位於原始曲線。 本貝施例應用一個相對應的線性比例測量定比因數至 第一斜率來決疋為此區域裏的一個碼的一個值偏移。如 此，為將此值偏移量為基礎的碼，一個調整過的值被決定。 在一個實施例中，此調整過的值係以加值偏移量至第一虛 擬分接點來決定。 m 本發明的實施例已經被呈現來執行伽瑪曲線的數位定 比。而且，本發明的其他實施例實施地很好，適合來執行 任何種類的曲線，如此這些實施例可以保留轉變的、原始 的波形之形狀。例如，這些實施例被用來執行原始波形的 轉換’該波形的特性有包含但不限於非單調波形、單調波 形等。 在本發明的另一個實施例中，產生線性比例測量定比 因數所執行的計算，係φ 12位元值所決定。即是，複數 個虛擬分接點的伽瑪值被12位元值所呈現。再者，在更 改過的曲線之此結果被調整的伽瑪值也被以位元值呈 現。然而，複數個線性比例測量定比因數被儲存為1〇位 元值，此係依照本發明的一個實施例。 严是可能的’因為在方程式（5)中計算[(斤^)/^^)]， 得到-個在0 #〇 i之間的值為結果。在一個實施例中，計 22 200820796 算使用浮點精度來執行。同時έ士旲 守、、、口果之調整過或更改過的伽 馬值係12位元，此藉彳外认仙太 — 式化於找查表之線性定比因數能使 乂位兀，因為在每個分接點間此值會由0至完全刻度。 如此，每個線性定比因數可以使用浮點精度㈣計算^因 此限制了數位化誤差’因為捨去誤差的緣故。額外地，以 10位元值儲存線性比例測量因數，可以最小化儲存需求， 此儲存需求係為了非依電性記憶體’其係用來儲存ι〇位

元線性比例測量定比因數。 在本貫施例中，比例測量形式的伽瑪值係被選擇為W 位元的解析度。在其他實施例中，如果較少的精確度在分 接點間被要求，此值可以被減少。因此，在一個實施例中， 線性比例測量定比因數被以一個21〇的因數增加，如下： [(y卜yi)/(y2-yi)]*2l〇。如此，此線性比例定比因數被以 位元的精確度計算。因此，在以（y2，_yl，）的倍.數乘之後， 一個10倍數的右移運算及捨去必須在此内插器中被執行， 如在方程式6 : yf=round{[210(yry1)/(y2.y1)]*(y2^y^)/2i〇}+yr (6) 在另一個實施例中，原始伽瑪值，其和在該區域47〇 的原始伽瑪曲線41 0A相關聯，可以被計算。雖然每個在 一個區域470的光度碼的查找表儲存相對應的線性比例量 測定比因數，此原始伽瑪值能被使用由方程式（7)的伽瑪表 提取出來的y值，如下： yf=round{[210(yry1)/(y2-yi)]*(y2-yi)/210}+yl=yi ⑺ 基本上，本實施例在方程式6中設定y2==y2，and 23 200820796 • y !=y Γ。即是，一個原始伽瑪曲線的伽瑪值係由決定為了 一個光度碼之一個伽瑪偏移量提取出來的，此係以應用此 對應的線性比例測量定比因數到區域470中的原始伽瑪曲 線的線性表示。之後’此原始伽瑪值係基於被決定的伽瑪 值偏移量來計算。 如此，方程式7證明了由比例測量格式化之資料救回 此原始伽瑪值，以上只有很低的因為量子化錯誤造成的損 失’因為在一個實施例中此計算係以浮點精度。 春 —個被給予的波形的正確率及解析度的操縱 依照本發明的其他實施列，可用的解析度數量係在此 伽瑪曲線的不同部份被操縱。這是以策略性的方法定位一 個虛擬分接點來完成。特別地，本發明的實施例可以交換 在不同部份的伽瑪曲線可得的正確率及解析度，其係以調 整虛擬分接點的策略實施及改變定比因數兩者中其一或兩 者，來調整在一個或多個伽瑪曲線不同的區域中造成之數 φ 位電壓碼的正確率及/或解析度。 斗寸別地如果yi =yi及(即一個數位系統，其 ^接點沒有被垂直地轉換來做對比增強），然後本發明的 貫施例可以用在任何數位伽瑪的情形。即是，正確度及解 析度可以在一個數位曲線操縱，不需要提供任何垂直 譯。 在一個實施例中，既然線性比例測量定比因數在每個 虛擬分接點間計算至10位元的精確度，在虛擬分接點間 有有效的210步驟。如此，虛擬分接點能策略性地被進一 24 200820796 • 步更近的擺放在一起’沿著在需要更多正確率的伽瑪曲線 區域中的代表光度（例如，圖4A)的水平軸◎此增強此伽 瑪值的單調增加，其係在伽瑪曲線中。 圖6A和7A描繪兩個實施例，在其中此虛擬分接點策 略性地被置放來增強正確率和解析度。其他虛擬分接點的 置放安排在其他本發明的實施例係可能的。例如，在一個 實施例中，複數個虛擬分接點被定義如此在虛擬分接點間 籲光度碼的數量不是常數。如此’每複數個虛擬分接點和其 他的不是等距。在其他實施例中，複數個虛擬分接點被定 義了，如此光度碼的數量係常數。如此，每個複數個虛擬 分接點與其他的係等距。 圖6 A係一張圖6〇〇八，顯示依照本發明的一個實施例 之正確率的增強，可能要以解析度為代價。即是，本實施 例疋義複數個虛擬分接點，如此在分接點間的光度碼數量 係常數。 _ 在圖6A，如果分接點被以光度等距置放（X軸），然 後在曲線的平坦區域（即，在兩個虛擬分接點間，在其中 有很J的二角接線電壓範圍），正確度被增強，此依照本 發明的一個實施例。這是因為定比因素的2]0動態範圍擴 展到個較小的動態電壓範圍。例如，既然線性定比測量 定比因數係在每個虛擬分接點間計算至1〇位元的解析度， 有在虛擬分接點間有效的步驟。如此，在伽瑪曲線的 相對平坦的部份，更多的分接點能被有效地放置來提供在 這些區域中增加的解析度。這導致了更精確的、更可分解 25 200820796 、 的電壓值。 另一方面，解析度可能限制正確度。即是，如果解析 度（即，用來表示電壓值的位元數）不夠，然後能夠得到 為-系列光度值的重覆電壓值，如圖6B戶斤示。特別地， 圖6B係一張圖，其描繪了沿著一條伽瑪曲線的點，此曲 線中的計算過的點的解析度限制了它們的正確度。例如， 點610A，610B，及610C每個有相同的伽瑪值，其在為了不 g光度碼的伽瑪曲線上重覆。然而，既然伽瑪曲線係單調 的，610A、610B及610C的伽瑪值應該係獨一無二的，此 係當它們由610A增加到610C。如此，點61〇A、6i〇b及 610C的被計算過伽瑪值的解析度被限制，當在虛擬分接點 (包括點610A、610B及610C)間的三角接線電壓範圍太 /J\ 〇 在本發明的一個實施例中，解析度的更多位元能被以 改變定比下降因數及乘上yl，偏移量，如方程式8所示。 _ yf=round{[210(yry1)/(y2.y1)] * (y^y^/2^ + 4yi (8) 特別地，此係原來以一個2lG因數刻度 增加。然而，除了以一個因數刻度下降外，本實施例 以一個28因數刻度下降。這個有效地取得2位元的解析度。 即是，解析度增加了 22因數，給予解析度四倍的增加。如 此，點610A、610B及610C的伽瑪值可以有足夠的解析度 因此它們係唯一的’因此再一次呈現了單調特性。 在圖6A及6B，此特性展現了更多解析度的位元，可 以在某些伽瑪曲線區域來符合所需的正確度層次（根據動 26 200820796 態電壓範圍）。 圖7係一個圖7〇〇，g畐+ ‘，、、貝不以正確度為代價之解析度的 增強，此係依照本發明的一個每 ®只鈿例。即是，本實施例係 可以從一個伽瑪曲線之頭至屋a入立丨m 丄 頌至尾凡全利用已存在的解析度。 例如，本實施例定義複數個虛擬 叙鞭刀接點，因此在分接點間 的光度碼的數量不是常數。

在另-個實施財，如果在一個減少定比因數的解析 度（且因此晶片上的記憶體的大小，用來處理查找幻的 努力中，減少跨過整個曲線的正確度的程度係可接受的， 然後調高刻度/調低刻度因數可以被減少，其需要此8位 元LUT值（如一個例子）能被健存，代替10位元LUT值 (此分接點仍然係12位元，且結果的伽瑪電壓也係丨2位 元），如方程式9所示： yf=round{[2^(yryi)/(y2.yi)] * (y2.yi)/2s} + ^ ⑼ 夕如此，在本發明的實施例中，解析度能被放置在有更 多需求及保在有較少需求的地方被保留。此導致一個更高 的品質（即’更高的解析度）的視覺顯示設備。 在另外的其他實施例中，一個顯示在圖6A及圖7的 技術連結能用來得到在所選擇的伽瑪曲線之區域之所需的 正確度及解析度。例如，在伽瑪曲線的低斜率區域，在虛 擬分接點間的距離可以被減少，且在伽瑪曲線較高的斜率 區域，在虛擬分接點能被增加。 依此’本發明不同的實施例能揭露定比一個伽瑪曲線 的一個系統和方法，此係以一個線性及比例測試的方式。 27 200820796 本土月的貫施例允許由一個原來的伽瑪曲線轉至一個更改 過的伽瑪曲線，此係為了某種目的如以一種平順、連續及 ^調的^式的對比增強，此係透過使用一個線性比例測量 定比計算。這是用來提供一個數位定比方法，其係和電壓 為基礎的分接為基礎電阻梯形之數位至類比伽瑪轉換電 ^更進步地，本發明的實施例也允許值的前置計算來 取小化里化錯誤及儲存大小需求至一個用來儲存資料表數 值ώ數的非依電性記憶體。額外地，本發明的實施例也提 i、们機制，以其正確率及/或解析度能被在伽瑪曲線特 別的伽瑪曲線區域被操縱，此係以策略性地在伽瑪曲線上 疋位分接點達成，或者以調整此應用在計算上的定比因數 來符合此顯示系統的需求。 本發明的實施例，一個用來以一種線性及比例測量定 比一條原始伽瑪曲線的方法與系統在此被描述。當此發明 和車乂佺的貫施例相關聯時，它們並沒有被意圖將發明限制 於攻些貫施例。相反地，本發明係意圖要涵蓋不同的、修 改過的及相等的實施例，其會被包含在本發明的精神和範 圍中，如由附加的專利範圍定義的。更進一步地，在本發 月的洋、、、田4田述中，非常多的特別細節被設定，以提供一個 對本發明完整的了帛。然而，要了解的係以本發明的技術 領域中任何一個平常的技術可能不需要這些特別的細節來 實行。在其他實例中，已習知之方法、流程、元件及電路 並沒有洋細描述，此係為了避免不必要模糊本發明之態 樣0 28 200820796 - 【圖式簡單說明】 圖1係一個根據本發明的實施例之可數位地以一線性 及比例測量方式來定比一伽瑪曲線的方塊圖。 圖2係一個根據本發明的實施例之在一方法裏的步 驟’此方法為以一線性和比例測量方式，數位地定比一伽 瑪曲線，以用來決定一個所給的光度碼的調整過的伽瑪 值。 圖3係一個流程圖，其描繪根據本發明的實施例之以 _ 一種線性及比例測量的方式來數位定比一條伽瑪曲線的步 驟，此係以為了複數個光度碼而產生一組複數個線性定比 因數達成的。 圖4A係一個描繪根據本發明的實施例之一個原始伽 瑪曲線及一個改變過的伽瑪曲線的圖，其中曲線係由圖2 及3的方法產生。 圖4B係一個描繪圖4A中，根據本發明的實施例之在 兩個虛擬分接點間的原始伽瑪曲線的線性和比例測量定比 之圖示。 圖5係描繪一個時間控制器，其係根據本發明的實施 例之可以以一線性及比例測量的方式來定比一條伽瑪曲 線，此用來決定一個所給的光度碼之調整過的伽瑪值。 圖6A係根據本發明的實施例之描繪虛擬分接點的放 置之圖片，其顯示犧牲解析度而得到的準確度增強。 圖6B係根據本發明的實施例之描繪當一條伽瑪曲線 的解析度受限制時導致的冗餘之圖片。 29 200820796 7實施例之虛擬分接 而得到的解析度增 圖7係一圖片，描繪根據本發明# 點的放置，此分接點顯示犧牲準確度 強。 【主要元件符號說明】 100 數位伽瑪曲線内插器 110 定比模組 120 儲存模組 130 色彩補償模組 140 偏移量模組 500 PPDSW架構 510 時間控制器 530 反伽瑪查閱表 540 對比增強模組 550 %電壓差分訊號模組 30

Claims (1)

1. 200820796 十、申請專利範圍： 一種數位地調整一個伽瑪曲線之方法，包含： 對於一個位於包含且在複數個虛擬分接點中的一個第 一分接點及一個第二分接點間區域的光度碼，其中該虛擬 分接點和一個原始伽瑪曲線的光度碼聯結，根據在該區域 的該原始伽瑪曲線的一個線性表示而決定該光度碼的一個 線性定比因數；

   藉由施加該線性定比因數至實施對比增強之該區域内 之一個更改過的伽瑪曲線之一個線性表示，而決定用於該 光度碼之伽瑪值偏移量； 根據該伽瑪值偏移量，決定用於該光度碼之一個調整 過的伽瑪值，其中該調整過的伽瑪值係和該更改過的伽瑪 曲線相關聯。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該定義複數個 虛擬分接點包含： 間隔母個複數個虛擬分接點彼此間互相光度上等距。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中設定複數個虛 擬分接點包含： 間隔每個複數個虛擬分接點彼此間電壓等距。 4·如申請專利範圍第1項之方法，其中該決定一個線 性比例測量定比因數包含： 決定在第一分接點及第二分接點之該原始伽瑪曲線之 線性表示； 比例測量地定比一個在該區域裏的該原始伽瑪曲線之 31 200820796 . 該線性表不的斜率至該光度碼，以決定該線性比例測量定 比因數。 5 ·如申研專利範圍第1項之方法，其中該決定一伽瑪 值偏移篁包含： 决疋在和j弟为接點相關聯之修改過之分接點及和 第二分接點相關的第二修改過的分接點之間的該更改過的 伽瑪曲線之線性表示；及 應用該比例測量因數至在該區域的該更改過的伽瑪曲 Φ 線之該線性表示之斜率，以決定伽瑪值偏移量。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該決定一調整 過的伽瑪值包含： 將該伽瑪值偏移量加入至用於第一個分接點之該更改 過的伽瑪曲線上之一個更改過的分接點。 7 ·如申清專利範圍第1項之方法，進一步包含： 決定複數個用於該原始伽瑪曲線的該區域内之光度碼 的線性比例測量定比因數；及 籲 儲存該複數個線性比例測量定比因數為1 〇位元值，其 中在該伽瑪曲線内該調整過的伽瑪值由1 2位元值來代表。 8 · —種數位地調整一個曲線之方法，包含： 接收用於每個複數個虛擬分接點之調整過的分接點， 其係根據一條原始曲線而與一個更改過的曲線相關聯； 决疋一個原始曲線的區域内包含第_線性表示之第一 斜率，此原始曲線包含且在一個第一分接點及一個第二分 接點之間； 32 200820796 比例測量定比該第一钭垄s族去 ^針旱至複數個在該第一分接點及 弟"一分接點之間的碼，以決定满盤a 戌疋複數個線性比例測量定比因 數，此因數和該複數個碼相關聯； 儲存該複數個線性比例測量定比因數，此係用來決定 和每-個該複數個Μ更改過的曲線相關聯的調整㈣ 值。 、 9·如申請專利範圍第8項之方法，其中此曲線包含一 個單調伽瑪曲線，且其中，該複數個碼包含複數個光度碼。 10.如申請專利範圍第8項<方法，其中，該決定一 個第一斜率係包含： 決定用於在該第一分接點及第二分接點之間之該原始 曲線的該區域之第一斜率。 11·如申請專利範圍第8項之方法，其係進一步包含： 決定用於在和該第一分接點相關聯的第一更改過的分 接點及和第二分接點相關聯的第二更改過的分接點之間的 該更改過的曲線的該區域之一個第二線性表示的第二 率； ’ 以決定 而決定 應用該線性比例測量定比因數至該第二斜率 一個在該區域的一個碼之值偏移量；及 根據與忒更改過的曲線相關聯之該值偏移量 用於該碼的一個調整後的值。 12·如申請專利範圍第"項之方法，《中該決定—個 調整過的值包含： 將該值偏移量加入至該第一分接點。 33 200820796 13·如申請專利範圍第9項之方法，進一步包含： 間隔該複數個在互相光度碼相同距離的虛擬分接點。 14. 如申請專利範圍第9項之方法，更進一步包含： 間隔每個複數個虛擬分接點彼此相同電壓距離。 15. 如申請專利範圍第8項之方法’更進一步包含： 藉由應用該線性比例測量定比因數至該第_線性表 示，及藉由決定用於-個碼的值偏移量，而取出該原始曲 線的一個值；及 根據该值偏移量，而決定該值。 16. —種用來數位地調整一個伽瑪曲線的系統，包含·· 一個定比模組，其係用於比例測量定比_個原始伽瑪 曲線的分接點間的區域之第一線性表示之一個第一斜率， 以決疋禝數個與該區域的複數個光度碼相關聯之線性比例 測里疋比因數，其中該原始伽瑪曲線包含複數個定義好的 虛擬分接點，其和光度碼相關聯；及 一個儲存模組，其係用於儲存該複數個線性比例測量 定比因數’較比因數係』來歧和—個更改過的伽瑪曲 線相關聯的調㈣的伽瑪Λ，該調整過的 -個在該區域内的該複數個光度碼。 值係用於母 1 7·如申請專利範圍第〗6項之系統，進一步包含·· 一個對比補償模組，用來決定用於實行對比增強之更 改過的伽瑪曲線的虛擬分接點之每個該虛擬分接點之更改 過的分接點；及 -個偏移量模組’其係用於應用一個相對應的線性定 34 200820796 比因數至一個该更改過的伽瑪曲線的線性表示，而決— 個用於一個在該區域的光度碼之伽瑪值偏移量，更改過的 伽瑪曲線包含且係在該第一分接點及該第二分接點之間。 18.如中請專利範圍第17項之系統，#中該偏移量模 組根據該伽瑪值偏移量，決定一個用於該光度碼之一個調 整過的伽瑪值。

   19·如申請專利範圍第16項之系統，其中該儲存模組 以10位元值來儲存複數個線性比例測量定比因數，且其 中在該伽瑪曲線内之該調整過的伽碼值以12位元值來表 示0 20. —種調整曲線的方法，包含： 數位地調整和一個原始曲線相關聯之複數個虛擬分接 點之每一個間的間隔。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該曲線包含 一個伽瑪曲線，且其中，該數位地調整包含： 間隔母個該複數個虛擬分接點彼此間光度等距。 22. 如申請專利範圍第2〇項之方法，其中該曲線包含 一伽瑪曲線，及其中該數位地調整包含： 間隔每個該複數個虛擬分接點彼此電壓等距。 23. 如申請專利範圍第20項之方法，更進一步包括·· 接收每個該複數個虛擬分接點的調整過的分接點，該 虛擬分接點和一個更改過的曲線相關聯，該曲線實施原始 曲線光度的對比增強； 決定一個區域的第一線性表示之第一斜率，此區域屬 35 200820796 於包含且在第一分接點及一第二公桩赴 乐一刀接點間之該原始曲線； 比例測量定比該第一斜率至在兮筮 千在該弟—分接點及該第二 分接點間的複數個碼，以決定和該複數 — 是数1口碼相關聯之複數 個線性比例測量定比因數； 儲存該複數個線性比例測量定比因數，以使用於決定 用於和該複數個碼之每一個相關聯之調整過的值。

   24.如申請專利範圍第23項之方法，更進一步包括： 決定用於該更改過的曲線之該區域的一個第二線性表 不之第二斜率，該更改過的曲線係在和該第一分接點相關 聯之第一更改過的分接點及和第二分接點相關聯的第二更 改過的分接點之間； 應用該線性比例測量定比因數至該第二斜率，以決定 一個對應於該區域的一個竭值偏移量；且 藉由加入該值偏移量至該第一分接點，而決定用於該 碼之一個調整過的值。 十一、圖式： 如次頁 36