CN101075428B - 多段Gamma曲线校正方法 - Google Patents

Abstract

多段Gamma曲线校正方法，涉及视频显示设备的Gamma曲线校正技术，特别涉及多段Gamma曲线校正方法。本发明针对目前视频显示设备显示的图像效果层次感差，清晰度不好，一致性较差的问题，公开了一种多段Gamma曲线校正方法。本发明的技术方案包括下列步骤：a、根据不同的Gamma灰阶数范围将Gamma曲线分为三部分：暗灰阶部分，中间部分，亮灰阶部分；b、暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0～2.4，亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为1.5～1.9；c、从暗灰阶部分线性平滑过渡到亮灰阶部分。本发明的有益效果是，图像色彩逼真，图像色彩过度均匀，增强了图像的色彩一致性、层次感及图像的清晰度。

Description

多段Gamma曲线校正方法

技术领域

本发明涉及视频显示设备的Gamma曲线校正技术，特别涉及多段Gamma曲线校正方法。

背景技术

在显示器、电视机等视频显示设备中会出现输入的图像与实际输出的图像在亮度上有偏差，而Gamma曲线校正技术就是校正图像的这种显示偏差的方法。视频显示设备的Gamma曲线对应的Gamma灰阶数一般为64阶、256阶、1024阶等。一般情况下，当Gamma曲线的Gamma曲线系数大于1时，图像的高光部分被压缩而暗调部分被扩展，当Gamma曲线的Gamma曲线系数小于1时，图像的高光部分被扩展而暗调部分被压缩，Gamma曲线校正技术一般用于平滑地扩展暗调部分的细节。

目前，视频显示设备的Gamma曲线，采用的方式是通过对视频显示设备直接输出一个线性的Gamma曲线或是一个Gamma曲线系数相对固定、单一的Gamma曲线，但是，对单一Gamma曲线系数的Gamma曲线而言，较大的Gamma曲线系数，能够保证暗灰阶部分的细节，但却导致亮灰阶部分的细节丢失；而较小的Gamma曲线系数，能够保证亮灰阶部分的细节，但却导致暗灰阶部分的细节丢失。这样就造成视频显示设备显示的图像的层次感差，一致性较差，清晰度不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前视频显示设备显示的图像的层次感差，一致性较差，清晰度不好的问题，提供一种多段Gamma曲线校正方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，多段Gamma曲线校正方法，包括下列步骤：

a、根据不同的Gamma灰阶数范围将Gamma曲线分为三部分：暗灰阶部分，中间部分，亮灰阶部分，暗灰阶部分对应Gamma灰阶数的0~50%，亮灰阶部分对应Gamma灰阶数的70%~100%；

b、暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0~2.4，亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为1.5~1.9

c、中间部分采用多段Gamma曲线从暗灰阶部分线性平滑过渡到亮灰阶部分。

本发明的有益效果是，图像色彩逼真，图像色彩过度均匀，增强了图像的色彩真实性、一致性及层次感，图像的清晰度高，图像更加细腻，柔和。

以下结合具体实施方式和附图，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是实施例1的多段Gamma曲线示意图。

具体实施方式

本发明的多段Gamma曲线校正方法，用于提升电视机的画质。根据不同的Gamma灰阶数范围将Gamma曲线分为三部分：暗灰阶部分，中间部分，亮灰阶部分；

暗灰阶部分：对应Gamma灰阶数的0~50%，Gamma灰阶数一般为64阶、256阶、1024阶，各Gamma灰阶数对应的亮灰阶部分的范围分别为：0~32阶，0~128阶，0~512阶。暗灰阶部分的终止阶可以按Gamma灰阶数的1%上下浮动，如Gamma灰阶数为256的暗灰阶部分就可以为：0~125阶、0~126阶、0~127阶、0~128阶、0~129阶、0~130阶或0~131阶。

暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0~2.4，有益效果具体表现如下：

①在暗灰阶部分增强了图像的色彩真实性及图像的层次感。

在暗灰阶部分的Gamma数取为2.0~2.4，对每个灰阶的Gamma曲线值经平滑算法校正后的Gamma值被精确地定义在较小的误差范围内，保证了电视机图像上某一个像素点周围的像素集合，在一定的范围内保持相同的Gamma值，这就保证了图像重现的色彩还原比较逼真，保证了图像的每个色彩区域的均匀性及各个色彩区域过度的均匀性，增强了图像的色彩层次感。

例如，图像为一个亚洲人的肖像时，正常情况下，头发部分是黑色的，但由于信号处理时会有噪声干扰，就会导致肖像的头发显得不很黑，而且还会出现头上的色彩，呈现块状分布的情况；而使暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0~2.4，则能消除上述状况。

②在暗灰阶部分保证了图像的色彩一致性。

比如电视机在显示一个黑夜的图像，一般电视机在此场景下的画面显示情况为：一是整个画面显示出漆黑一片，而画面里面的事物很难分辨；二是画面没有显示出黑色，而呈灰蒙蒙的，不能真实的显现画面的整体效果。使暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0~2.4，则能显示出黑夜的场景，同时能容易分辨出画面里面的事物。这样，保证了图像色彩的一致性，提升了图像显示的整体效果。

通过大量实验得出，暗灰阶部分优选的Gamma曲线系数取为2.3，此时达到的效果为佳；

亮灰阶部分：对应Gamma灰阶数的70%~100%，Gamma灰阶数一般为64阶、256阶、1024阶，各Gamma灰阶数对应的亮灰阶部分的范围分别为：45~63阶，180~255阶，717~1023阶。亮灰阶部分的起始阶可以按Gamma灰阶数的1%上下浮动，如Gamma灰阶数为256的亮灰阶部分就可以为：177~255阶、178~255阶、179~255阶、180~255阶、181~255阶、182~255阶或183~255阶。

亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.3~1.9，有益效果具体表现如下：

①保证了电视机在正常收看条件下白色不限幅

在正常收看电视机时，经常会出现大幅画面为白色的场景，在这个画面下，一般的电视机会出现泛白的现象，让人感觉耀眼，而使亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.3~1.9，则能消除上述状况。

②人的眼睛对暗场景的分辨力要比对亮场景的分辨力高，所以在亮灰阶部分选用Gamma曲线系数较低的Gamma曲线，可以使亮度在Gamma灰阶数的70%以后的Gamma灰阶范围内按照一定地幅度增加，使人眼能够感觉出各个亮灰阶之间的差异，从而增强了图像在亮场景的层次感。

通过大量实验得出，亮灰阶部分优选的Gamma曲线系数取为1.9，此时达到的效果为佳；

中间部分：采用多段Gamma曲线从暗灰阶部分线性平滑过渡到亮灰阶部分；特别的，当暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.3，亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为1.9时，Gamma曲线系数从2.3逐渐减小到1.9，从而使Gamma曲线的暗灰阶部分线性平滑过渡到亮灰阶部分，这样就使Gamma曲线中间部分的亮度能够伸展出层次感，增强了图像的对比度和层次感，从而使图像更加细腻，柔和。

因为暗灰阶部分和亮灰阶部分的Gamma曲线系数不同，中间部分各段的Gamma曲线系数也不同，这就容易导致拐点的产生，为了消除拐点，达到更好的画质，则需要对Gamma曲线进行平滑连接：在Gamma曲线上取多个点作为校正点；选取相邻的三个校正点，直线连接第一点和第三点，判断第二点与直线的位置关系，若在直线上方，则凸线连接第一点与第二点，且凸线上的点均在第一点与第二点之间；若在直线下方，则凹线连接第一点与第二点，且凹线上的点均在第一点与第二点之间；若在直线上，则直线连接第一点与第二点。依次类推，依次连接各个校正点，从而完成对Gamma曲线的平滑连接。

实施例

平板电视机的Gamma曲线对应的Gamma灰阶数为256阶。参见图1，横轴为多段Gamma曲线的Gamma灰阶数，纵轴为多段Gamma曲线的亮度百分比（以百分比表示），根据不同的Gamma灰阶数范围将Gamma曲线分为三部分：

暗灰阶部分：原点至A点的Gamma曲线段，对应的Gamma灰阶数为0~128级，Gamma曲线系数取为2.3；

亮灰阶部分：B点至C点的Gamma曲线段，灰阶级数180~255级，Gamma曲线系数取为1.9；

中间部分：A点至B点的Gamma曲线段，Gamma灰阶数为129~179级,将A点至B点的Gamma曲线段分割为多段，每段的Gamma曲线系数逐渐减小，A点至B点的Gamma曲线的Gamma曲线系数从2.3逐渐减小到1.9，使A点线性平滑到B点，再经过对Gamma曲线的平滑连接使原点至C点之间的整条Gamma曲线平滑。

Claims (3)

1.多段Gamma曲线校正方法，其特征是，包括下列步骤：

a、根据不同的Gamma灰阶数范围将Gamma曲线分为三部分：暗灰阶部分，中间部分，亮灰阶部分，暗灰阶部分对应Gamma灰阶数的0~50%，亮灰阶部分对应Gamma灰阶数的70%~100%；

b、暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.0~2.4，亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为1.5~1.9；

c、中间部分采用多段Gamma曲线从暗灰阶部分线性平滑过渡到亮灰阶部分。

2.如权利要求1所述的多段Gamma曲线校正方法，其特征是，所述步骤b中，暗灰阶部分的Gamma曲线系数取为2.3，亮灰阶部分的Gamma曲线系数取为1.9；

所述步骤c中，中间部分的Gamma曲线系数从2.3逐渐减小到1.9。

3.如权利要求1或2所述的多段Gamma曲线校正方法，其特征是，Gamma灰阶数为256阶，所述暗灰阶部分的范围为0~128阶，亮灰阶部分的范围为180~255阶。

Images