CN107799081A - Gamma校正***及其校正方法 - Google Patents

Gamma校正***及其校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种Gamma校正***及其校正方法，通过选取n个灰阶值，对每一个子像素计算n个灰阶值对应的n个第一亮度值，再以n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成n个拟合点，对n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；最后将n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差小于阈值的拟合曲线作为所述子像素的拟合曲线并存储至存储器中，根据该拟合曲线便可以获得每一个子像素给定灰阶值所对应的亮度，不需要对灰阶值进行存储，节省了硬件资源，而且整个校正过程只需要对n个拟合点进行拟合，大大缩短了校正时间。

Description

Gamma校正***及其校正方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种Gamma校正***及其校正方法。
背景技术
Gamma校正是对显示屏Gamma曲线进行编辑，而Gamma曲线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校正方法有手动校正、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，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。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种Gamma校正***及其校正方法，需要的校正时间比较短，不需要存储灰阶值，节省硬件资源。
本发明提出的具体技术方案为：提供一种Gamma校正***的校正方法，所述校正方法包括步骤：
获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值；
选取n个灰阶值，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点；
对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；
根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值；
若所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于所述阈值，则将所述子像素对应的拟合曲线存储至存储器中。
进一步地，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值包括：
根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算W子像素的色坐标和亮度值；
根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值；
根据所述W子像素的三刺激值计算所述R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值；
根据所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的目标亮度值计算出所述子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值。
进一步地，在根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值步骤之前，所述方法还包括：
获取所述R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值；
根据所述R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值计算所述W子像素的最大亮度值；
判断所述最大亮度值是否大于所述W子像素的亮度值，若所述最大亮度值大于所述W子像素的亮度值，则根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值。
进一步地，拟合所采用的方法为最小二乘法。
进一步地，拟合所采用的函数为Φ(x)＝axb，其中，a＞0，b＞0，Φ(x)表示灰阶值x对应的第二亮度值。
进一步地，n不小于4。
进一步地，n等于4，4个灰阶值的取值范围分别为0～64、65～128、129～192、193～255。
进一步地，所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差的计算公式为：
其中，xi表示第i个灰阶值，Φ(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第二亮度值，Y(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第一亮度值。
进一步地，所述阈值为5～10。
本发明还提供了一种Gamma校正***，所述Gamma校正***包括：
获取单元，用于获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值；
拟合点生成单元，用于选取n个灰阶值，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点；
拟合曲线生成单元，用于对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；
判断单元，用于根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值；
存储器，用于在所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于所述阈值时存储所述子像素对应的拟合曲线。
本发明提出的Gamma校正***的校正方法，通过选取n个灰阶值，对每一个子像素计算n个灰阶值对应的n个第一亮度值，再以n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成n个拟合点，对n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；最后将n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差小于阈值的拟合曲线作为所述子像素的拟合曲线并存储至存储器中，根据该拟合曲线便可以获得每一个子像素给定灰阶值所对应的亮度，不需要对灰阶值进行存储，节省了硬件资源，而且整个校正过程只需要对n个拟合点进行拟合，大大缩短了校正时间。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为Gamma校正***的校正方法的流程图；
图2为Gamma校正***的结构图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，相同的标号将始终被用于表示相同的元件。
参照图1，本实施例提供的Gamma校正***的校正方法包括步骤：
S1、获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值，其中，一个像素单元包括三个子像素，这三个子像素分别为R子像素、G子像素、B子像素；
S2、选取n个灰阶值，根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点；
S3、对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；
S4、根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与该子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值；
S5、若该子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于该阈值，则将该子像素对应的拟合曲线存储至存储器中。
以Gamma校正***的校正方法应用于AMOLED中为例，下面具体的对本实施例中的校正方法进行描述。
在步骤S1中，输入测试的Gamma电压，获取R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值，其中，R子像素的色坐标和亮度表示为(xr，yr，Yr)，xr，yr表示R子像素的色坐标，Yr表示R子像素的亮度；G子像素的色坐标和亮度表示为(xg，yg，Yg)，xg，yg表示G子像素的色坐标，Yg表示G子像素的亮度；B子像素的色坐标和亮度表示为(xb，yb，Yb)，xb，yb表示B子像素的色坐标，Yb表示B子像素的亮度；W子像素的色坐标和亮度表示为(xw，yw，Yw)，xw，yw表示W子像素的色坐标，Yw表示W子像素的亮度。
在步骤S2中，选取n个灰阶值xi,i＝1～n，根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值Y(xi)，即先根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算R子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值YR(xi),YR(xi)表示与R子像素对应的第一亮度值，再根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算G子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值YG(xi),YG(xi)表示与R子像素对应的第一亮度值，最后根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算B子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值YB(xi),YB(xi)表示与R子像素对应的第一亮度值。
分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点，即R子像素对应的n个拟合点为(x1，YR(x1))、(x2，YR(x2))、……、(xn，YR(xn))，G子像素对应的n个拟合点为(x1，YG(x1))、(x2，YG(x2))、……、(xn，YG(xn)),B子像素对应的n个拟合点为(x1，YB(x1))、(x2，YB(x2))、……、(xn，YB(xn))。
拟合点的数量越多，拟合得到的曲线精确度就越高，拟合点越多需要的计算量就越大，因此，在拟合过程中可以根据实际需要来确定n值的大小，本实施例中n不小于3。确定拟合点的数量后，将整个灰阶值范围0～255均分为几个长度相等的灰度区间，然后在每个区间中选取一个拟合点，例如，n＝3，则灰度区间为0～85，86～171,172～255；n＝4，灰度区间为0～64、65～128、129～192、193～255，4个灰阶值可以为64、128、192、255，n为其他值时，以此类推。较佳地，n＝4，下面将以n＝4为例来对本实施例的校正方法进行描述。
具体地，步骤S2包括：
S21、根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算W子像素的色坐标和亮度值(xw，yw，Yw)，其中，W子像素是由R子像素、G子像素、B子像素合成，计算公式如下：
S22、根据W子像素的色坐标和亮度值(xw，yw，Yw)计算W子像素的三刺激值(XW，YW，ZW)，计算公式如下：
S23、根据W子像素的三刺激值(XW，YW，ZW)计算R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值YR,YG,YB，计算公式如下：
S24、根据R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的目标亮度值计算出子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值Y(xi)，计算公式如下：
YR(xi)＝YR×(xi/255)^gamma
YG(xi)＝YG×(xi/255)^gamma
YB(xi)＝YB×(xi/255)^gamma
其中，gamma＝2.2，i＝1～4，则R子像素对应的4个拟合点为(x1，YR(x1))、(x2，YR(x2))、(x3，YR(x3))、(x4，YR(x4))；G子像素对应的4个拟合点为(x1，YG(x1))、(x2，YG(x2))、(x3，YG(x3))、(x4，YG(x4))；B子像素对应的4个拟合点为(x1，YB(x1))、(x2，YB(x2))、(x3，YB(x3))、(x4，YB(x4))。
本实施例在步骤S22之前，所述方法还包括：
S211、获取R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值；
S212、根据R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值确定W子像素的最大亮度值，其中，R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值根据驱动IC的寄存器进行设定，W子像素的亮度是由R子像素、G子像素、B子像素的亮度合成，因此，W子像素的最大亮度值等于R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值中的最大值；
S213、判断W子像素的最大亮度值是否大于W子像素的亮度值，若W子像素的最大亮度值大于W子像素的亮度值，则进入步骤S22。
通过步骤S211～S213可以保证获得的数据的可靠性，从而保证整个拟合过程的可靠性，提升整个校正***的稳定性。
在步骤S3中、对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线，本实施例中拟合所采用的方法为最小二乘法，拟合所采用的函数为Φ(x)＝axb，a＞0，b＞0，Φ(x)表示灰阶值x对应的第二亮度值。当然，本实施例中的拟合函数也可以选择其他函数形式的拟合函数，例如，多项式函数，这里不做限定。
对R子像素对应的4个拟合点为(x1，YR(x1))、(x2，YR(x2))、(x3，YR(x3))、(x4，YR(x4))进行拟合所采用的最小二乘法方程组为：
其中，通过求解上述最小二乘法方程组便可以获得R子像素的拟合曲线
对G子像素对应的4个拟合点为(x1，YG(x1))、(x2，YG(x2))、(x3，YG(x3))、(x4，YG(x4))进行拟合所采用的最小二乘法方程组为：
其中，通过求解上述最小二乘法方程组便可以获得G子像素的拟合曲线
同理，对B子像素对应的4个拟合点为(x1，YB(x1))、(x2，YB(x2))、(x3，YB(x3))、(x4，YB(x4))进行拟合所采用的最小二乘法方程组为：
其中，通过求解上述最小二乘法方程组便可以获得G子像素的拟合曲线
在步骤S4中，根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与该子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值ε0。本实施例中，每一个子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差ε的计算公式为：
其中，xi表示第i个灰阶值，Φ(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第二亮度值，Y(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第一亮度值。
R子像素4个灰阶值对应的4个第二亮度值为(x1，ΦR(x1))、(x2，ΦR(x2))、(x3，ΦR(x3))、(x4，ΦR(x4))，则R子像素对应的总偏差为：
G子像素4个灰阶值对应的4个第二亮度值为(x1，ΦG(x1))、(x2，ΦG(x2))、(x3，ΦG(x3))、(x4，ΦG(x4)),则R子像素对应的总偏差为：
B子像素4个灰阶值对应的4个第二亮度值为(x1，ΦB(x1))、(x2，ΦB(x2))、(x3，ΦB(x3))、(x4，ΦB(x4)),则R子像素对应的总偏差为：
在步骤S5中，若该子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差ε小于该阈值ε0，即ε＜ε0，则将该子像素对应的拟合曲线Φ(x)＝axb存储至存储器中，本实施例中5≤ε0≤10，在实际校正过程中，可以根据需要调整ε0的范围。
本实施例根据拟合曲线便可以获得每一个子像素给定灰阶值所对应的亮度，不需要对灰阶值进行存储，节省了硬件资源，而且整个校正过程只需要对n个拟合点进行拟合，大大缩短了校正时间。此外，本实施例在生成拟合曲线时还考虑了W子像素的影响，因此，本实施例的校正方法在对Gamma校正的同时对白平衡也进行校正，同样的，大大节省了白平衡的校正时间。
本实施例还提供了一种Gamma校正***，所述Gamma校正***包括获取单元1、拟合点生成单元2、拟合曲线生成单元3、判断单元4、存储器5。获取单元1用于获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值。
拟合点生成单元2用于选取n个灰阶值，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点。
拟合曲线生成单元3用于对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线。判断单元4用于根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与该子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值。存储器5用于在该子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于阈值时存储该子像素对应的拟合曲线。
拟合点生成单元2还被分别用于根据R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算W子像素的色坐标和亮度值(xw，yw，Yw)、根据W子像素的色坐标和亮度值(xw，yw，Yw)计算W子像素的三刺激值(XW，YW，ZW)、根据W子像素的三刺激值(XW，YW，ZW)计算R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值YR,YG,YB以及根据R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的目标亮度值计算出子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值Y(xi)。
此外，拟合点生成单元2还被用于获取R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值、根据R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值确定W子像素的最大亮度值以及判断W子像素的最大亮度值是否大于W子像素的亮度值。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种Gamma校正***的校正方法，其特征在于，包括步骤：
获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值；
选取n个灰阶值，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点；
对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；
根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值；
若所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于所述阈值，则将所述子像素对应的拟合曲线存储至存储器中。
2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值包括：
根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算W子像素的色坐标和亮度值；
根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值；
根据所述W子像素的三刺激值计算所述R子像素、G子像素、B子像素的目标亮度值；
根据所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的目标亮度值计算出所述子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值。
3.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，在根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值步骤之前，所述方法还包括：
获取所述R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值；
根据所述R子像素、G子像素、B子像素的最大亮度值计算所述W子像素的最大亮度值；
判断所述最大亮度值是否大于所述W子像素的亮度值，若所述最大亮度值大于所述W子像素的亮度值，则根据所述W子像素的色坐标和亮度值计算所述W子像素的三刺激值。
4.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，拟合所采用的方法为最小二乘法。
5.根据权利要求4所述的校正方法，其特征在于，拟合所采用的函数为Φ(x)＝axb，其中，a＞0，b＞0，Φ(x)表示灰阶值x对应的第二亮度值。
6.根据权利要求5所述的Gamma校正方法，其特征在于，n不小于3。
7.根据权利要求6所述的Gamma校正方法，其特征在于，n等于4，4个灰阶值的取值范围分别为0～64、65～128、129～192、193～255。
8.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差的计算公式为：
<mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>&amp;Phi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>Y</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow>
其中，xi表示第i个灰阶值，Φ(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第二亮度值，Y(xi)表示第i个灰阶值xi对应的第一亮度值。
9.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述阈值为5～10。
10.一种Gamma校正***，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取一个像素单元中R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值；
拟合点生成单元，用于选取n个灰阶值，根据所述R子像素、G子像素、B子像素的色坐标和亮度值计算所述R子像素、G子像素、B子像素中每一个子像素的n个灰阶值对应的n个第一亮度值，分别以每一个子像素的n个灰阶值为横坐标、对应的n个第一亮度值为纵坐标形成每一个子像素的n个拟合点；
拟合曲线生成单元，用于对每一个子像素的n个拟合点进行拟合获得每一个子像素的拟合曲线；
判断单元，用于根据每一个子像素的拟合曲线分别计算n个灰阶值对应的n个第二亮度值，判断n个第二亮度值与所述子像素对应的n个第一亮度值的总偏差是否小于阈值；
存储器，用于在所述子像素的n个第二亮度值与对应的n个第一亮度值的总偏差小于所述阈值时存储所述子像素对应的拟合曲线。
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