LCD-Gamma-和色介绍

更多相关文档资料请访问液晶电视中液晶电视中液晶电视中液晶电视中Gamma和色和色和色和色温温温温的应用介绍的应用介绍的应用介绍的应用介绍【摘要摘要摘要摘要】本文首先介绍了Gamma和色温的基本概念,然后详细介绍了在液晶电视应用中Gamma和色温校正的实现手段、调整方法及注意事项。【关键词关键词关键词关键词】伽玛；色温；伽玛校正；液晶电视TheTheTheTheIntroductionofGammaandColorTIntroductionofGammaandColorTIntroductionofGammaandColorTIntroductionofGammaandColorTemperatureforLCDTelevisionemperatureforLCDTelevisionemperatureforLCDTelevisionemperatureforLCDTelevision【AbstractAbstractAbstractAbstract】Thisdocumentintroducesthebasicconceptsofgammaandcolortemperature.Inaddition,itdescribestherealizationscheme,adjustmentmethodsandpossibleartifactsofGammaandcolortemperaturecorrectionintheapplicationofLCDtelevision.【KeywordsKeywordsKeywordsKeywords】Gamma；Colortemperature；Gammacorrection；LCDtelevision随着液晶电视价格的不断走低和性能的提高，液晶电视已经越来越受到普通消费者的欢迎，成为一般家庭添购电视的首选。在液晶电视的选购中，外观造型、价格、品牌、亮度、色彩等成为影响消费者是否购买的主要因素。接下来，本文将介绍对液晶电视的亮度和色彩有较大影响的Gamma(伽玛)和色温的基本概念及其调试方法。一一一一、、、、什么是什么是什么是什么是Gamma?Gamma是用来表征显示器件亮度响应特性的一个参数。通常显示器件上显示的亮度与输入电平的关系接近一条指数曲线，如图1所示。图1显示屏的亮度响应曲线图2归一化响应曲线及参考指数曲线在图1中，水平方向表示输入电平，垂直方向表示显示的亮度。对图1进行归一化处理后，得到如图2所示的蓝色曲线。可以看出，该响应曲线与红色的指数函数曲线y=x^2.2非常接近。因此，显示屏的亮度响应曲线可以用指数函数表示为：y=x^r，其中的r就是我们所说的Gamma，它实际上就是指数函数的幂。更多相关文档资料请访问二二二二、、、、为什么需要为什么需要为什么需要为什么需要GammaGammaGammaGamma校正校正校正校正？？？？传统CRT显示器的Gamma是2.2,因为这样的显示特性比较适合人的视觉特性。如果Gamma偏大，则整体图像会感觉偏暗，图像暗场景中的细节容易丢失；如果Gamma偏小，则整体图像会感觉偏亮，图像变得朦胧，层次感变差。在图3中给出了一些具有不同Gamma的响应曲线及16灰阶图像的对比。图3不同Gamma值的亮度响应示意图上图中，r=1.8的图象整体偏亮，层次感变差；而r=2.6的图象整体偏暗，最左边的两个暗阶已无法分辨。由于发光原理不同，液晶显示器件的亮度响应特性与CRT不同，其典型的响应特性是一条S形曲线，具有较高的Gamma值，如图4所示。图4液晶显示屏的S形亮度响应曲线因此，为了达到理想的接近CRT特性的亮度响应曲线，必须要对液晶电视进行Gamma校正。更多相关文档资料请访问三三三三、、、、什么是色温什么是色温什么是色温什么是色温？？？？色温是用来表征光源色品的参数。其定义为，如果一个光源发射光的颜色（即光色，又称色品）与某一温度下的黑体发射光的颜色相同，则该黑体的绝对温度值就叫做该光源的颜色温度，简称色温。当光源发射光的颜色和黑体的光色不同，但是与某一温度下的黑体的光色最接近时，就把该黑体的绝对温度值叫做该光源的相关色温。自然界中，每一种光源的色品都可以在CIE（国际照明委员会）色品图中找到对应的点。下图为CIE1931色品图，图中x坐标是红原色的比例，y坐标是绿原色的比例，代表蓝原色的坐标z可由x＋y＋z＝1推出。图5CIE1931色品图在CIE1931色品图中，由不同温度下的理想黑体的色品连成的曲线称为普朗克轨迹。在色品图的中间，普朗克轨迹的附近有一个区域，为白色光区域。色品在此区域内的光源发出的光呈现为白色。从色品图中可以看出，尽管一些光源发出的都是白光，但是不同色温（或者说色坐标）的白光还是有差异的。色温偏低的白光看起来偏红一些，色温偏高的白光看起来偏蓝一些。在彩色电视接受机中，白场的色温是评价电视系统色彩再现性能的一个重要指标，直接影响人们对图像色彩的喜好程度。CIE推荐的标准白光为6500K，对应的色度坐标为x＝0.3127，y＝0.3290。通常在液晶电视中使用的色温介于6500K到12000K之间。因为较高的色温会使电视图像看起来更亮丽，所以实际使用的色温多数在10000K左右。在电视系统中，最终在显示屏上呈现的色温实际上受到三部分的影响：接收信号的原始色温，信号在主芯片中受到的处理，及液晶屏的显示特性。因为电视所采用的主芯片和液晶屏有多种选择，所以同样的电视信号在不同的电视机上呈现出来的色彩和色温也是各种各样的，这样必然会降低电视机还原色彩的性能。正因为如此，为了获得最佳的色彩感觉，并保持批量产品性能的一致性，必须要对电视机的色温进行校正，使得出厂的所有电视机保持在预先确定的最佳的色温上。更多相关文档资料请访问四四四四、、、、GammaGammaGammaGamma和色温的校正和色温的校正和色温的校正和色温的校正原理原理原理原理及方法及方法及方法及方法通常在液晶电视中，输入的模拟信号需经过前端的ADC，将其转换为数字信号，然后对数字信号进行SCALER（缩放）和一些增强处理，最后通过LVDS或TTL信号送到液晶屏上显示。图6是一个简化的液晶电视的系统框图。图6液晶电视系统框图我们看到在上图中，信号在经过SCALER和增强处理之后，需要经过一个数据变换模块（图6中的紫色模块），这就是RGB映射表（又叫GammaLook-UpTable,缩写为LUT）。通过LUT的数据转换，可以补偿LCDPanel的Gamma和非线性响应。实际上，LUT就是三组可编程序的SRAM，按照输入的R/G/B值寻址，得到对应的12bit的R/G/B，然后再经过Dither(抖动处理),转换成LCDPanel需要的bit数。图7是GammaLUT的框图。图7GammaLUT框图更多相关文档资料请访问的校正原理，就是利用GammaLUT，将输入的数据进行逐点变换，使得在LCDPanel上呈现的亮度响应曲线符合给定的指数曲线。图8给出了Gamma校正的示意图。图8Gamma校正示意图上图中，蓝色曲线是液晶屏的原始亮度响应曲线，红色曲线是我们期望得到的Gamma=2.2的响应曲线。对于输入电平为512的点，测得的原始亮度为84.26nit，而需要的亮度应该是98.15nit.计算方法如下：Y=(512/1023)^2.2x450=98.15这就是说，该点的亮度偏低。因此，需要提高该点的亮度响应来满足期望的Gamma曲线。提高亮度响应的办法就是增加对应的输出R、G、B的值。该点经过校正后，输出的R、G、B值应该在550左右。对0到1023范围内的所有输入进行逐点校正，就能得到一张R/G/B映射表，如下图所示：InRoutGoutBout00001665…………512220022162064…………1023408240953894图9R/G/B映射表通常，为了计算精度的需要，Gamma表的输出要比输入高两个比特。如图9所示，输入的R、G、B为10bit，取值范围为0到1023；输出的R、G、B为12bit，取值范围为0到4095。对于图中的512，1：1线性变换时输出的R、G、B应该等于2048，而经Gamma校正后，实际的输出分别是2200，2216和2064。在实际应用中，如图9的R/G/B映射表由工具转换为数据文件，再导入到软件中。在电视正常工作过程中，由软件根据需要，将数据表写入到主处理芯片的SRAM中，从而完成对图像的Gamma校正。更多相关文档资料请访问在上文介绍Gamma校正的过程中，只考虑了对亮度的校正。而实际上，通过R/G/B映射表，不仅可以实现Gamma的校正，还可以实现色温的校正。我们知道，色温可以由色坐标x，y指定。其中，x表示红色分量所占的比例，y表示绿色分量所占的比例。因此，对于给定的灰度信号，通过调整输出信号中R、G、B所占的比例就可以使显示的灰度图像的色坐标趋近目标色坐标。大致的调节方法是，对于某一输入灰度电平，先调节输出的R和G，使得输出图像的亮度接近目标亮度。然后再将当前的色坐标与目标色坐标进行比较，如果x，y都比目标值大，则增加B分量；反之，如果x，y都比目标值小，则减少B分量；如果x偏大，则减少R分量，y偏大，则减少G分量。测得的色坐标与目标值一致后，则比较亮度看是否一致。这样反复细调几次后，就可以使得输出灰度图像的亮度和色坐标同时满足要求。在图9中，对于输入为512的点，其输出的R、G、B之所以并不相等，就是因为考虑了色温的要求。运用由上述方法得到的R/G/B映射表，就可以同时实现Gamma校正和色温校正的功能。下图给出了Gamma校正开和关的对比效果。图10GammaCorrectionOn/Off对比从上图中可以看出，在没有采用Gamma校正的情况下，实际测定的Gamma曲线与参考曲线在中等灰度部分差异较大。同时色坐标xy在从黑到白的亮度范围内变化很大，表现在屏幕上，就是各灰阶的颜色不同。而经过Gamma校正后的结果如上图中的右下部分所示，可以看出，实际测定的Gamma曲线与参考曲线基本上完全重合，色坐标xy也只有很小的波动，从黑到白的各灰阶的颜色很接近，基本上保持相同的色温。综上所述，Gamma及色温校正在LCD电视中的运用是非常重要的，特别是对于较大尺寸（26”以上）的LCD显示屏，正确地运用Gamma及色温校正可以明显地改善电视机的图像质量。五五五五、、、、GammaGammaGammaGamma及色温校正的工具及色温校正的工具及色温校正的工具及色温校正的工具和设备连接和设备连接和设备连接和设备连接通常，液晶电视中主处理芯片的制造商都会提供与其芯片相对应的Gamma调试工具，以方便电视开发设计人员来检查和调整电视整机的Gamma和色温。利用这些调试工具，可以测量LCD显示屏原始的Gamma和色温特性，也可以手动调整或自动生成R/G/B变换曲线，并将结果导出到系统软件中，以达到修正Gamma和色温的目的。下图是做Gamma校正时的设备连接图。更多相关文档资料请访问图11LCDPanelGamma校正连接图上图中，彩色分析仪（通常用CA210）用来测量LCDPanel上显示的待测图像的色温，色坐标，亮度等参数，然后通过数据线传送到电脑中。在电脑中，调试软件对测量得到的数据进行处理，并根据设定的目标Gamma和色温进行计算，生成R/G/B变换数据表（也可以手动修正），然后通过串口线写入电视主芯片的SRAM中。最后打开Gamma功能，