高清显示中的伽马校正_亮度和明视度探索.pdf

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1、MartinKykta：高清显示中的伽马校正、亮度和明视度探索文章编号：1006-6268（2009）12-0013-06︽Info高清显示中的伽马校正、亮度和rmationD明视度探索isplayMartinKykta︾精（Uni-Pixel显示器公司，美国得克萨斯州）选摘要：高画质显示器中的伽马校正增强了显示界面效果，并且是基于推定的明视度和亮度之间的数学关系。随着新型高清技术在市场上的扩展，有必要对高分辨率显示器亮度-明视度的关系式进行矫正，DICOM标准代表了一种可能的实现方法。关键词：伽马校正；亮度；明视度中图分类号：TN141文献标识码：BGamma，Brigh

2、tness，andLuminanceConsiderationsforHDDisplaysMartinKykta(Uni-PixelDisplaysInc.,TexasU.S.A.)Abstract：Gammacorrectioninhigh-image-qualitydisplaysimprovestheappearanceofimageryandisbasedonanassumedmathematicalrelationshipbetweenluminanceandbrightness.AsthemarketfornewHDtechnologyexpands,itisa

3、goodtimetoexaminethecorrectbrightness-luminancerelationshipforhigh-definitiondisplays.TheDICOMstandardrepresentsapossiblewayofdoingthis.Keywords：gammacorrection;brightness;luminance引言一种备选方案，它能够针对当下显示器的明视度范围选择合适的灰度级，以及图像灰度和对比度。这种每款高质量的视频显示器都有内嵌伽玛校正方法不必使用矫形传送方式压缩高或低灰度级，就器，它能够产生更加悦目的图像。伽玛校正器通

4、过提可以既提高灰暗图像的灰度层次，也降低明亮图像供合适的灰度级别和对比度，使得图像呈现得更自的灰度层次。然真实。伽玛校正原理基于亮度和明视度之间假定的数学关系。由于新型高清晰度(HD)显示技术市场1背景：明视度、亮度和灰度的扩展，有必要对亮度和明视度之间的校正关系进行考证。面对醉心于显示设计的人或者任何希望选到一扩展的医学数字成像和通信(digitalimaging台画面效果最佳的用户而言，显示器要能够展现完[1]andcommunicationsinmedicine，DICOM)标准是美的线性灰度特性。要做到这一点必须理解明视度、收稿日期：2009-11-13Dec.20

5、09，总第107期现现代显示代显示AdvancedDisplay13MartinKykta：高清显示中的伽马校正、亮度和明视度探索亮度和灰度之间的关系。随着明视度的增加，视网神伽玛校正，其中L、V和分别表示明视度、输入信号︽In经的反应程度是非线性的。明视度正比于光通量或电压和，称为伽玛值的幂指数。forrm者能量，但权重在可见光波长范围里，其中绿光权重L∝V（1）a最大，针对线性变化的明视度，人们的亮度视觉却是术语“伽玛”源于阴极射线管(CRT)设计师，是指tion非线性的。灰度是指均匀增加的亮暗程度，如图1所电子枪输入信号栅极电压的幂指数。栅极电压调控Dis示。着电子枪

6、的电子流密度，这决定了荧光屏的明视度，plaCRT输出的明视度本身就是非线性的。眼下大多数y出售的显示器不是CRT，也就没有了电子枪。然而直︾精至今日公式(1)被称为伽玛曲线方程，依旧为大多数选视频显示器所采信。如果在对数坐标系中画出显示器的明视度输出量与输入数字信号(1~256)的对比图1从暗到亮的16级灰度变化，每一级灰度变化关系，图线斜率就是被称为伽玛值的常数。没有伽玛表示一个灰条的亮度发生变化。对亮度的感校正的话，液晶显示器(LCD)和其它显示器将不适用受程度取决于视网膜的反应公式(1)。亮度的灰度级成线性增加时要求显示器的明视伽玛校正需要一个查找表(LUT)来完成

7、传输函度具备非线性增加的步长。显示器需要有专门的电数关系。LUT是一个引导输入信号到位的数字阵列，光传输函数调控，这样就能在观察到一个灰度级时，其结果使得明视度输出量类似公式(1)。为什么我们产生输出信号刺激视网神经合理反应。电光传输函还要控制输出的明视度类似输入信号的幂函数？原数选取合理的话，输入显示器的信号通过明视度非因在于亮度与明视度的关系。线性增加(如图3所示)，将会导致亮度线性增加(如图2所示)。亮度与输入信号是线性函数；明视度与3亮度与明视度的关系输入信号是非线性函数。本文只给出了16个值的输入信号，对