專利名稱：：伽馬校正裝置及方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及伽馬(gamma)校正，特別是使用可調(adjustable)及可適(adaptable)曲線函數的伽馬校正。
背景技術：
：大部分顯示系統(tǒng)都具有一種非線性顯示特性，稱為伽馬響應，其使得顯示系統(tǒng)所顯示的亮度并非完美地正比于輸入電壓。鑒于此伽馬特性，影像信號在顯示之前通常都會使用伽馬曲線來作補償，使得顯示系統(tǒng)的非線性特性得以逆向地得到補償。査表(lookuptable)方式是傳統(tǒng)伽馬校正的常用方式之一。然而，此査表方式需要相當大的存儲空間，且自存儲器讀取數據時需要耗用許多的讀取周期。片段式線性近似法(piecewiselinearapproximation)是傳統(tǒng)伽馬校正的另一種常用方式。然而，此種方式需要許多緩存器來儲存片段的端點(endpoints)，且容易產生近似誤差。因此，亟需提出一種快速且簡便的方式來進行伽馬校正。
發(fā)明內容鑒于上述，本發(fā)明的目的之一為提供一種快速且簡便的伽馬校正方式。此種伽馬校正及其伽馬曲線所需的計算遠比傳統(tǒng)伽馬校正方法少。再者，使用者也可方便地縮放(scale)伽馬曲線的形狀并調整其強度(strength)。根據本發(fā)明實施例，使用可調混合單元來混合線性伽馬函數與非線性伽馬函數，因而形成可調伽馬曲線。該非線性伽馬函數可由混合參數調整，使得伽馬曲線至線性伽馬曲線的距離得以改變。該伽馬曲線還可由強度參數調整，使得伽馬曲線的曲度得以改變。圖1的方塊圖顯示本發(fā)明實施例之一的伽馬校正裝置；圖2顯示本發(fā)明實施例的伽馬校正方法；圖3顯示各種混合參數所對應的伽馬曲線；圖4顯示各種強度參數所對應的伽馬曲線。主要參考標記說明100伽馬校正裝置10可適亮度值單元12基本伽馬曲線14可調混合200伽馬校正方法20-25伽馬校正方法的步驟具體實施例方式圖1的方塊圖顯示本發(fā)明實施例之一的伽馬校正裝置100，圖2則顯示本發(fā)明實施例的伽馬校正方法200。本實施例的裝置100及方法200用以補償顯示系統(tǒng)(例如液晶顯示器)的非線性特性。但是，本發(fā)明也可以適用于其它的系統(tǒng)。例如，本發(fā)明實施例所披露的伽馬校正也可直接或經修改后用以校正光學傳感器的非線性響應。另外，本實施例使用8位來表示亮度值，因此總共有256灰階(亦即，0至255)。然而，也可根據特定系統(tǒng)設計需求而使用其它的位數。在本實施例中，伽馬校正曲線(或轉換函數)定義如下Y，=(255+a)*Y/(a+Y)(1)Y"=(Y，*(255-Y)+Y2)/255(2)Y"，=Y+(Y，，-Y)*b(3)a=round(avgBrightness*p)(4)其中，Y代表輸入像素的亮度值(或luma值)，Y'代表中間輸出值，Y''代表基本(base)伽馬曲線的輸出值，Y'"代表輸出像素的亮度值，P為定義伽馬校正強度的參數，及b為定義伽馬曲線至線性伽馬曲線的接近度(closeness)的參數。第(4)式中的avgBrightness代表當前影像的平均亮度值。在本實施例中，在步驟20(圖2)中，針對整個影像圖框或欲進行伽馬校正的影像窗口部分的像素，以可適亮度值單元IO(圖1)來取得平均亮度值。在本說明書中，"單元"一詞可用以指電路、程序片段或其組合。此平均亮度值通過亮度值"a"影響式(l)的輸出值Y'，并進一步影響式(2)的Y'，及式(3)的Y"'。裝置100及方法200可適地針對平均亮度值的變化來自動改變其伽馬校正。此可適性尤其在裝置100從不同影像裝置輸入不同平均亮度的影像時特別有用。由步驟21至22對亮度值"a"作進一步調整。其中，在步驟21中，當需要調整伽馬校正強度時，由步驟22取得強度參數p或由使用者輸入此參數，并傳送至可適亮度值單元10。在本實施例中，使用式(4)將平均亮度值(avgBrightness)乘以強度參數p。式(4)中的算子"round"為進行數學舍入(rounding)運算。然而，如果裝置100為非整數系統(tǒng)，則舍入運算即可省略。至于強度參數p對于伽馬校正的影響將在后面詳述。式(2)中的Y，'函數代表基本(base)伽馬曲線(步驟23及方塊12)，其對應于圖3中b=l的伽馬曲線。在本實施例中，基本伽馬曲線為二階函數。然而，基本伽馬曲線也可以由更高階函數來表示。式(3)中的Y"'函數代表一般伽馬曲線，其由線性部分Y及非線性部分(Y"-Y)所組合或混合(blend)而成。函數Y"，的混合(步驟25)將非線性部分(Y''-Y)乘以一混合參數b，其可由使用者輸入(步驟24)至可調混合單元14中。當b-l時，一般伽馬曲線Y'"即變?yōu)榛举ゑR曲線Y";當b-0時，一般伽馬曲線Y"，即變?yōu)榫€性伽馬曲線。如圖3所示，伽馬曲線Y''，(b#0)至線性伽馬曲線(b=0，亦即，未作任何伽馬校正)的距離會隨混合參數b的增加而增加，反之，則隨混合參數b的減小而減小。圖3也顯示出各伽馬曲線會收斂于兩端(亦即圖例中的0和255)。如前所述，基本伽馬曲線為亮度值"a"的函數，而當選擇強度調整時，亮度值"a"又為強度參數p的函數。圖4顯示各種強度參數p所對應的伽馬曲線。伽馬曲線Y"'的曲度隨強度參數p的減小而增加，反之，曲度隨強度參數P的增加而減小。在本實施例中，小于1的參數p使得伽馬校正變得更強勢(aggressive)，而大于1的參數p使得伽馬校正變得較不強勢。由此，本發(fā)明實施例提出一種快速且簡便的進行伽馬校正的裝置及方法。本發(fā)明實施例所披露的伽馬校正及其伽馬曲線所需的計算量遠比傳統(tǒng)伽馬校正方法少。再者，使用者也可方便地縮放伽馬曲線的形狀并調整其強度。另外，在本實施例中，使用單一的6位緩存器即足以同時儲存混合參數b及強度參數p。本發(fā)明實施例的裝置及方法可適地針對變化的平均亮度值來自動改變其伽馬校正。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍；其它凡在未脫離本發(fā)明所揭示的精神下而完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的權利要求范圍內。權利要求1、一種伽馬校正裝置，包含可調混合單元，通過混合線性伽馬函數與非線性伽馬函數，以形成可調伽馬曲線。2、如權利要求l所述的伽馬校正裝置，其中，所述非線性伽馬函數為可調整的。3、如權利要求2所述的伽馬校正裝置，其中，所述非線性伽馬函數由混合參數來調整，這使得伽馬曲線至線性伽馬曲線的距離得以改變，其中，該線性伽馬曲線代表未受任何伽馬校正的函數。4、如權利要求l所述的伽馬校正裝置，其中，所述非線性伽馬函數包含定義基本伽馬曲線的基本伽馬函數與該線性伽馬函數之差。5、如權利要求l所述的伽馬校正裝置，其中，所述基本伽馬函數為二階函數。6、.如權利要求1所述的伽馬校正裝置，其中，所述基本伽馬函數為影像平均亮度值的函數。7、如權利要求6所述的伽馬校正裝置，其中，所述影像平均亮度值為可調整的。8、如權利要求7所述的伽馬校正裝置，其中，所述影像平均亮度值由強度參數來調整，這使得該伽馬曲線的曲度得以改變。9、如權利要求4所述的伽馬校正裝置，其中，所述基本伽馬函數為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，Y''代表該基本伽馬曲線的輸出值，Y代表輸入像素的亮度值，且Y'代表中間輸出值，其定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，a=round(avgBrightness*p)，avgBrightness代表影像的平均亮度值，round為數學舍入運算，且p代表伽馬校正強度的參數。10、如權利要求9所述的伽馬校正裝置，其中，所述伽馬曲線可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，Y'"代表輸出像素的亮度值，且b為定義伽馬曲線至線性伽馬曲線的接近度的參數，其中該線性伽馬曲線代表未受任何伽馬校正的函數；其中，上述Y代表該線性伽馬函數，且(Y"-Y)代表該非線性伽馬函數。11、一種伽馬校正方法，包含通過混合線性伽馬函數與非線性伽馬函數，以形成可調伽馬曲線。12、如權利要求ll所述的伽馬校正方法，其中，所述非線性伽馬函數為可調整的。13、如權利要求12所述的伽馬校正方法，還包含一步驟，通過混合參數來調整該非線性伽馬函數，使得伽馬曲線至線性伽馬曲線的距離得以改變，其中，該線性伽馬曲線代表未受任何伽馬校正的函數。14、如權利要求ll所述的伽馬校正方法，其中，所述非線性伽馬函數包含定義基本伽馬曲線的基本伽馬函數與該線性伽馬函數之差。15、如權利要求ll所述的伽馬校正方法，其中，所述基本伽馬函數為二階函數。16、如權利要求ll所述的伽馬校正方法，其中，所述基本伽馬函數為影像平均亮度值的函數。17、如權利要求16所述的伽馬校正方法，其中，所述影像平均亮度值為可調整的。18、如權利要求17所述的伽馬校正方法，還包含一步驟，由一強度參數來調整該影像平均亮度值，使得該伽馬曲線的曲度得以改變。19、如權利要求14所述的伽馬校正方法，其中，所述基本伽馬函數為Y"=(Y，*(255-Y)+Y2)/255其中，Y''代表該基本伽馬曲線的輸出值，Y代表輸入像素的亮度值，且Y'代表中間輸出值，其定義為Y，=(255+a)*Y/(a+Y)其中，a=round(avgBrightness*p)，avgBrightness代表影像的平均亮度值，round為數學舍入運算，且p代表伽馬校正強度的參數。20、如權利要求19所述的伽馬校正方法，其中，所述伽馬曲線可表示為Y，"=Y+(Y"-Y)*b其中，Y"，代表輸出像素的亮度值，且b為定義伽馬曲線至線性伽馬曲線的接近度的參數，其中，該線性伽馬曲線代表未受任何伽馬校正的函數；其中，上述Y代表該線性伽馬函數，且(Y"-Y)代表該非線性伽馬函數。全文摘要一種伽馬(gamma)校正裝置及方法。使用可調混合單元以混合線性伽馬函數與非線性伽馬函數，因而形成可調伽馬曲線。該非線性伽馬函數可由混合參數調整，使得伽馬曲線至線性伽馬曲線的距離得以改變。文檔編號G09G5/10GK101556759SQ200910129719公開日2009年10月14日申請日期2009年3月24日優(yōu)先權日2008年4月2日發(fā)明者史妙紅申請人:英屬開曼群島商恒景科技股份有限公司