一种伽马曲线学习方法及LED显示控制器与流程

一种伽马曲线学习方法及led显示控制器
技术领域
1.本发明涉及led显示屏领域，特别是涉及一种伽马曲线学习方法及led显示控制器。


背景技术：

2.led显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、节能、高灰阶、宽可视角度、形状可定制等优点，因而被广泛的应用于交通、商业广告、信息发布、体育赛事、指挥监控中心等场景内。影响led显示屏的灰度显示效果的因素有很多，除了驱动ic的控制、驱动电流大小的精度控制、亮度/色度的校正精度、扫描控制时序等以外，很大的一个因素是伽马校正(gamma)的准确度。
3.伽马校正，源于人眼可识别的亮度与实际亮度不成线性关系。当进行伽马校正之后，比如以gamma值为2.2进行调节时，人眼识别到的每个灰阶亮度的递进，才是等距的，才能适应人眼的视觉特效。伽马校正，一般可以采用如下公式来进行。其中，i
in
为输入的灰度数据，i
out
为经过伽马校正后输出的灰度数据，γ为校正使用的伽马值(也称为gamma值)，c为常数。
[0004][0005]
目前，通常使用一条固定的、经验的伽马曲线，比如γ取值2.2的gamma曲线，来对led显示屏进行伽马校正。然而，受到led灯珠生产工艺、生产批次以及性能等因素的影响，经过伽马校正后，仍然无法保证led灯珠在所有灰度下均显示标准灰度。尤其是不同颜色的led灯珠在发光效率方面的差异，导致在低灰区域，容易出现偏色问题。
[0006]
为了解决这个低灰区域的偏色问题，现有技术中，一般是通过手工或者色彩分析仪，来逐级调整伽马校正后每级灰阶对应的三色led灯珠的亮度值。但是现有的操作，仅针对单一gamma值，当led显示屏使用其他gamma值时，需要重新调试。因此，现有的低灰偏色的解决方案，无法自动调节，操作复杂，不够灵活。


技术实现要素：

[0007]
基于此，有必要针对现有led显示屏，在解决低灰偏色问题时，需要手动逐级调节每级灰阶的亮度值，存在操作复杂、无法自动调节的问题，提供一种伽马曲线学习方法及led显示控制器。
[0008]
本技术一实施例提供了一种伽马曲线学习方法，用于确定led显示屏在伽马校正时使用的伽马曲线，包括：
[0009]
从预设多个亮度档位中，选择一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度；
[0010]
从预设多个伽马值中选择一个作为测试伽马值，根据测试伽马值生成对应的标准伽马曲线，对测试图像进行伽马校正，并输出给led显示屏进行显示；
[0011]
获取led显示屏显示画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标；
[0012]
如果判断各灰阶的实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，大于预设差异阈值，则对标准伽马曲线进行调节，直至差异值小于预设差异阈值，将调节后的伽马曲线作为该亮度档位下测试伽马值的校准伽马曲线；
[0013]
判断该亮度档位下，是否所有预设伽马值均存在对应的校准伽马曲线；
[0014]
如果判断结果为是，则汇总该亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线；
[0015]
如果判断结果为否，则从预设多个伽马值中选择另一个作为测试伽马值，获取对应的校准伽马曲线；
[0016]
判断是否所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线；
[0017]
如果判断结果为是，则汇总所有亮度档位下的校准伽马曲线；
[0018]
如果判断结果为否，则从预设多个亮度档位中，选择另一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度，重新测试以获取该亮度档位下的校准伽马曲线，直至所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线。
[0019]
在一些实施例中，所述获取led显示屏显示画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标步骤，具体为：
[0020]
获取拍摄的led显示屏显示画面的图像，对拍摄得到的图像进行识别，获得各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0021]
在一些实施例中，所述测试图像包括多帧图像，每一帧图像对应一个灰阶的显示数据。
[0022]
在一些实施例中，所述测试图像为一帧图像，包括所有灰阶的显示数据。
[0023]
在一些实施例中，还包括：
[0024]
将所有亮度档位下的校准伽马曲线拟合，得到一个校准伽马公式。
[0025]
本技术另一实施例还提供了一种led显示控制器，用于确定led显示屏在伽马校正时使用的伽马曲线，包括：
[0026]
测试亮度选择单元，用于从预设多个亮度档位中，选择一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度；
[0027]
伽马校正单元，用于从预设多个伽马值中选择一个作为测试伽马值，根据测试伽马值生成对应的标准伽马曲线，对测试图像进行伽马校正，并输出给led显示屏进行显示；
[0028]
显示效果获取单元，用于获取led显示屏显示画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标；
[0029]
伽马调节单元，用于如果判断各灰阶的实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，大于预设差异阈值，则对标准伽马曲线进行调节，直至差异值小于预设差异阈值，将调节后的伽马曲线作为该亮度档位下测试伽马值的校准伽马曲线；
[0030]
结果判断单元，用于判断该亮度档位下，是否所有预设伽马值均存在对应的校准伽马曲线；如果判断结果为是，则汇总该亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线；如果判断结果为否，则触发伽马校正单元，从预设多个伽马值中选择另一个作为测试伽马值；
[0031]
汇总单元，用于判断是否所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线；如果判断结果为是，则汇总所有亮度档位下的校准伽马曲线；如果判断结果为否，则触发测试亮度选择单元，从预设多个亮度档位中，选择另一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度，重新测试以获取该亮度档位下的校准伽马曲线，直至所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲
线。
[0032]
在一些实施例中，还包括数据训练单元，用于对所有亮度档位下的校准伽马曲线进行数据训练，得到基准伽马曲线以及不同亮度档位、不同伽马值的调整系数。
[0033]
本技术一实施例还提供了一种led显示系统，包括测量装置、led显示屏以及led显示控制器，所述led显示控制器控制所述led显示屏的显示内容以及显示效果，所述led显示控制器通过所述测量装置，获取所述led显示屏的显示效果；所述led显示控制器为前述任一项实施例所述的led显示控制器。
[0034]
在一些实施例中，所述测量装置为色彩分析仪，用于测量led显示屏显示的画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标；所述led显示控制器，从所述测量装置中获取led显示屏显示的画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0035]
本技术另一实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现前述任一项实施例所述的伽马曲线学习方法。
[0036]
本技术实施例提供的伽马曲线学习方法，通过设置不同的亮度档位，在每个亮度档位下，通过调节各灰阶的实际亮度以及实际色坐标至目标亮度和色坐标，来修正各个伽马值对应的伽马曲线，从而得到对应不同亮度档位、不同伽马值的校准伽马曲线；在实际使用时，可以直接根据led显示屏设定的亮度档位和伽马值，匹配使用对应的校准伽马曲线进行伽马校正，即可得到预期的灰度显示效果。本实施例的伽马曲线学习方法，通过设置目标亮度和色坐标，在解决低灰偏色的同时，可以自动执行，无需人工参与，操作简单；同时，还可以灵活适配各种伽马值，通用性好。
附图说明
[0037]
图1为适用本技术的伽马曲线学习方法的led显示系统的框架结构示意图；
[0038]
图2为本技术一实施例的伽马曲线学习方法的流程示意图；
[0039]
图3为400灰阶在不同伽马值下，三基色的伽马曲线调整值的示意图；
[0040]
图4为伽马值2.2时，不同亮度档位下，红色的校准伽马曲线与标准伽马曲线的对比示意图；
[0041]
图5为本技术一实施例的led显示系统的框架结构示意图。
具体实施方式
[0042]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0043]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
[0044]
如图2所示，本技术一实施例公开了一种伽马曲线学习方法，用于确定led显示屏在伽马校正时使用的伽马曲线，包括：
[0045]
s100，从预设多个亮度档位中，选择一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度；
[0046]
图1示出了适用本实施例方案的led显示系统，包括led显示屏30、led显示控制器10以及测量装置20，led显示控制器10可以控制led显示屏30的显示内容以及显示效果；测量装置20用于对led显示屏30的显示效果进行测量。
[0047]
下面以led显示控制器10，作为本实施例的伽马曲线学习方法的执行主体为例，对本实施例的方案进行具体介绍。可以理解的是，本实施例的方案，也可以由其他装置/系统来执行。
[0048]
根据led显示屏30支持的最大亮度，可以设置有多个亮度档位，不同的亮度档位为最大亮度的不同比例值。示例的，以led显示屏30支持的最大亮度为1500nit为例，可以设置有4个亮度档位，分别为最大亮度的20％、50％、75％以及100％。可以理解的是，亮度档位的个数、各个亮度档位的比例值，可以根据实际需要进行确定。
[0049]
在步骤s100中，会从预设的多个亮度档位中，选择一个出来，作为led显示屏的测试工作亮度，调节led显示屏30的亮度至选定的亮度档位。如此，就在该选定的亮度档位下，进行后续的步骤，以得到该亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线。然后再选择其他亮度档位，重复相同的步骤，直至得到所有亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线。
[0050]
s200，从预设多个伽马值中选择一个作为测试伽马值，根据测试伽马值生成对应的标准伽马曲线，对测试图像进行伽马校正，并输出给led显示屏进行显示；
[0051]
s300，获取led显示屏显示画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标；
[0052]
测试图像包括所有灰阶的显示数据。各灰阶的实际亮度和实际色坐标，至少包括红色、绿色及蓝色的实际亮度和实际色坐标。相应的，不同颜色的led灯珠，可以有不同的伽马曲线。
[0053]
示例的，测试图像可以是多帧图像，每一帧图像对应一个灰阶的显示数据，每个显示数据至少包括红色、绿色、蓝色的单色区域。
[0054]
测量装置20，可以是色彩分析仪，可以直接测量得到led显示屏显示的画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标。步骤s300中的实际亮度和实际色坐标，可以从测量装置20处获得。具体为，在led显示屏分别显示对应各个灰阶的显示数据时，由测量装置20测量对应灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0055]
测量装置20，也可以是摄像机，可以拍摄led显示屏显示画面的图像。然后由led显示控制器10，对拍摄得到的图像进行识别，以获得各灰阶的实际亮度和实际色坐标。步骤s300可以具体为，获取拍摄的led显示屏显示画面的图像，对拍摄得到的图像进行识别，获得各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0056]
示例的，测试图像中，每一帧图像也可以包括有多个灰阶的显示数据，不同灰阶的显示数据可以分布在不同的图像区域内。在测量各灰阶的实际亮度和实际色坐标，可以直接针对对应灰阶的图像区域进行。
[0057]
前面几种实施方式中，测试图像均包含多帧图像，需要进行多次伽马校正、显示以及测量。为了简化步骤s200及s300的操作过程，测试图像可以仅为一帧图像，包括有所有灰阶的显示数据。不同灰阶的显示数据，分布在不同的图像区域内。如此，只需要对一帧图像进行伽马校正以及显示、测量，就可以得到各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0058]
s410，如果判断各灰阶的实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，大于预设差异阈值，则对标准伽马曲线进行调节，直至差异值小于预设差异阈值，
将调节后的伽马曲线作为该亮度档位下测试伽马值的校准伽马曲线；
[0059]
目标亮度和目标色坐标，可以事先设置。尤其是，针对背景技术中的低灰偏色问题，可以设置准确的低灰下的目标亮度和目标色坐标，以避免低灰偏色。
[0060]
图3示出了一个灰阶下，实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，大于预设差异阈值时，对标准伽马曲线进行调整的例子。如图3所示，在不同伽马值下，同一个灰阶下，为了实现目标亮度和目标色坐标，不同的颜色的伽马曲线可以采用不同的调整值。
[0061]
可以理解的是，如果标准伽马曲线对应的各灰阶的实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，小于或等于预设差异阈值，则可以直接将标准伽马曲线，作为该亮度档位下测试伽马值的校准伽马曲线。
[0062]
s500，判断该亮度档位下，是否所有预设伽马值均存在对应的校准伽马曲线；
[0063]
s610，如果判断结果为是，则汇总该亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线；
[0064]
s620，如果判断结果为否，则从预设多个伽马值中选择另一个作为测试伽马值，获取对应的校准伽马曲线；
[0065]
s700，判断是否所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线；
[0066]
s810，如果判断结果为是，则汇总所有亮度档位下的校准伽马曲线；
[0067]
图4示出了不同亮度档位下，同一个伽马值(伽马值为2.2)下，对应红色的校准伽马曲线与标准伽马曲线之间的差异。
[0068]
s820，如果判断结果为否，则从预设多个亮度档位中，选择另一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度，重新测试以获取该亮度档位下的校准伽马曲线，直至所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线。
[0069]
本技术实施例提供的伽马曲线学习方法，通过设置不同的亮度档位，在每个亮度档位下，通过调节各灰阶的实际亮度以及实际色坐标至目标亮度和色坐标，来修正各个伽马值对应的伽马曲线，从而得到对应不同亮度档位、不同伽马值的校准伽马曲线；在实际使用时，可以直接根据led显示屏设定的亮度档位和伽马值，匹配使用对应的校准伽马曲线进行伽马校正，即可得到预期的灰度显示效果。本实施例的伽马曲线学习方法，通过设置目标亮度和色坐标，在解决低灰偏色的同时，可以自动执行，无需人工参与，操作简单；同时，还可以灵活适配各种伽马值，通用性好。
[0070]
在一些实施例中，所述伽马曲线学习方法，还可以包括：
[0071]
对所有亮度档位下的校准伽马曲线进行数据训练，得到基准伽马曲线以及不同亮度档位、不同伽马值的调整系数。
[0072]
如此，可以降低校准伽马曲线的存储空间要求，在实际使用时，通过基准伽马区域与调整系数，也可以快速得到需要的校准伽马曲线。
[0073]
在一些实施例中，也可以将所有亮度档位下的校准伽马曲线拟合，得到一个校准伽马公式。在实际使用时，输入亮度档位以及伽马值，即可生成对应的校准伽马曲线，可以有效降低校准伽马曲线的存储空间。
[0074]
如图5所示，本技术另一实施例公开了一种led显示控制器10，用于确定led显示屏在伽马校正时使用的伽马曲线，包括：
[0075]
测试亮度选择单元100，用于从预设多个亮度档位中，选择一个亮度档位，作为led
显示屏的测试工作亮度；
[0076]
伽马校正单元200，用于从预设多个伽马值中选择一个作为测试伽马值，根据测试伽马值生成对应的标准伽马曲线，对测试图像进行伽马校正，并输出给led显示屏进行显示；
[0077]
显示效果获取单元300，用于获取led显示屏显示画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标；
[0078]
伽马调节单元410，用于如果判断各灰阶的实际亮度和实际色坐标，与目标亮度、目标色坐标之间的差异值，大于预设差异阈值，则对标准伽马曲线进行调节，直至差异值小于预设差异阈值，将调节后的伽马曲线作为该亮度档位下测试伽马值的校准伽马曲线；
[0079]
结果判断单元500，用于判断该亮度档位下，是否所有预设伽马值均存在对应的校准伽马曲线；如果判断结果为是，则汇总该亮度档位下所有预设伽马值的校准伽马曲线；如果判断结果为否，则触发伽马校正单元200，从预设多个伽马值中选择另一个作为测试伽马值；
[0080]
汇总单元700，用于判断是否所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线；如果判断结果为是，则汇总所有亮度档位下的校准伽马曲线；如果判断结果为否，则触发测试亮度选择单元100，从预设多个亮度档位中，选择另一个亮度档位，作为led显示屏的测试工作亮度，重新测试以获取该亮度档位下的校准伽马曲线，直至所有预设的亮度档位均存在校准伽马曲线。
[0081]
测试亮度选择单元100、伽马校正单元200、显示效果获取单元300、伽马调节单元410、结果判断单元500及汇总单元700的具体工作方式，可以参见前面方法实施例中各步骤的描述，在此不再赘述。
[0082]
本技术实施例提供的led显示控制器，可以用于伽马曲线的自动学习，通过设置不同的亮度档位，在每个亮度档位下，通过调节各灰阶的实际亮度以及实际色坐标至目标亮度和色坐标，来修正各个伽马值对应的伽马曲线，从而得到对应不同亮度档位、不同伽马值的校准伽马曲线；在实际使用时，可以直接根据led显示屏设定的亮度档位和伽马值，匹配使用对应的校准伽马曲线进行伽马校正，即可得到预期的灰度显示效果。本实施例的led显示控制器，通过设置目标亮度和色坐标，在解决低灰偏色的同时，可以自动执行伽马曲线的学习方案，无需人工参与，操作简单；同时，还可以灵活适配各种伽马值，通用性好。
[0083]
在一些实施例中，led显示控制器10还可以包括数据训练单元，用于对所有亮度档位下的校准伽马曲线进行数据训练，得到基准伽马曲线以及不同亮度档位、不同伽马值的调整系数。如此，可以降低校准伽马曲线的存储空间要求，在实际使用时，通过基准伽马区域与调整系数，也可以快速得到需要的校准伽马曲线。
[0084]
在一些实施例中，led显示控制器10还可以包括拟合单元，用于将所有亮度档位下的校准伽马曲线拟合，得到一个校准伽马公式。在实际使用时，输入亮度档位以及伽马值，即可生成对应的校准伽马曲线，可以有效降低校准伽马曲线的存储空间。
[0085]
如图1及图5所示，本技术另一实施例还公开了一种led显示系统，包括测量装置20、led显示屏30以及led显示控制器10，led显示控制器10控制led显示屏30的显示内容以及显示效果，led显示控制器10通过测量装置20，可以获取led显示屏30的显示效果；led显示控制器10为前述任一项实施例所述的led显示控制器。
[0086]
因为采用前述实施例中的led显示控制器，因而可以自动执行伽马曲线的学习方案，无需人工参与，操作简单；同时，还可以灵活适配各种伽马值，通用性好。
[0087]
在一些实施例中，测量装置20，可以为色彩分析仪，可以直接测量led显示屏的显示效果，即测量led显示屏显示的画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标。此时，led显示控制器10，可以直接从测量装置20中获取led显示屏显示的画面中各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0088]
在一些实施例中，测量装置20，也可以为摄像机，用于拍摄led显示屏显示画面的图像。在执行伽马曲线学习方法时，led显示控制器10，对拍摄得到的图像进行识别，以获得各灰阶的实际亮度和实际色坐标。
[0089]
本技术另一实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项实施例所述的伽马曲线学习方法。
[0090]
所述系统/计算机装置集成的部件/模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0091]
在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述部件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0092]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块/部件可以集成在相同处理模块/部件中，也可以是各个模块/部件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/部件集成在相同模块/部件中。上述集成的模块/部件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块/部件的形式实现。
[0093]
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0094]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。