[发明专利]伽马转换系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种伽马转换系统(Gamma conversion system)，特别是涉及一种利用对照表(Look-up tables)进行转换的Gamma转换系统，及其相关的转换方法。

背景技术

显示系统中，显示在面板(Panel)上的影像像素(Image pixel)灰阶值与输入的影像像素数据讯号存在着非线性的关系，这种现象称为Gamma特性。此Gamma特性可藉由一非线性曲线的函数表示。若输入的影像像素数据讯号为x，而影像像素的亮度呈现x^γ，γ则为Gamma指数值。由于早期普遍应用的阴极射线管(CRT)的Gamma特性为2.2，为了使重现的影像像素与原影像像素的强度成线性关系，因此，在广播系统端则预先将影像像素数据讯号开0.45次方。上述处理方式通常被称为Gamma指数值为0.45的Gamma转换(Gamma conversion)，用以当影像像素显示于阴极射线管上时，配合阴极射线管的Gamma特性，进而使其灰阶值与输入讯号成线性关系。

Gamma转换有两种方法：一是使用数字讯号处理(Digital signalprocessing，DSP)的方式，以灰阶函数式计算出与输入值相对应的灰阶值；二是使用对照表(Look-up table)得到与输入值相对应的灰阶值。第一种转换方法需耗时进行运算，因此，利用对照表以进行Gamma转换的方式被普遍使用。对照表是预先将转换前后的灰阶值算好，建表于固件中，开机时由微控制单元(Micro-controller unit)下载至相对应的内存。当需要进行Gamma转换时，可直接利用输入值作为索引指针(Destination index)，至内存读取该地址所对应的输出值。此方法比数字讯号处理的方法节省时间。

首先，请参阅图1，该图是一显示系统1的系统架构示意图。图1中，影像处理系统10包括一反向Gamma转换模块(Inverse Gamma conversionmodule)12、一讯号处理模块14以及一Gamma转换模块16。因为由广播系统接收端11所输出的影像像素数据的Gamma指数值为0.45，而显示系统1的影像处理必须在影像像素数据是线性的情形下完成。因此，影像像素数据必须先通过反向Gamma转换模块12，进行Gamma指数值为2.2的反向Gamma转换，以使影像像素数据的Gamma指数值为1。随后，讯号处理模块14再对影像像素数据进行讯号处理。接着，为了使影像像素数据的Gamma特性与面板18搭配，Gamma转换模块16再对影像像素数据进行Gamma指数值为0.45的Gamma转换。最后，再将影像像素数据输出至面板18。

为了实现流畅的色调表现，因此，在反向Gamma转换模块12内会同时将影像像素数据的格式一并转换。将输入的8位格式(一般而言，在广播系统接收端11的影像像素数据有8位与10位两种格式。现以8位格式为例，以利说明)转换为10位(或更多位，例如14位与16位等)输出，此种将少位格式转换成多位格式的转换称之为色阶升阶。为了提升灰阶色阶的精确度，大都会采用较多的位数转换。接着，请参阅图2A及图2B，图2A及图2B分别为图1的反向Gamma转换模块12及Gamma转换模块16的转换曲线。图2A的转换曲线是一8位进12位出、Gamma指数值为2.2的例子。图2B的转换曲线是一12位进8位出、Gamma指数值为0.45的例子。由图2A及图2B可看出，在两种Gamma转换的低灰阶部份，同时存在着跳阶及色调损失或灰阶失真的问题。

表一是一现有技术的8位进12位出、Gamma指数值为2.2的Gamma转换的对照表。该表仅列出低灰阶的部份。表一所列的转换公式为现有技术，如美国专利公告号第5,196,924号专利，即披露了相关的转换公式，在此不多作赘述。

表一