GAMMA曲线调整讲课.doc

关于gamma矫正的共享内容 前言。 Gamma问题的产生。 基本知识的准备（色温、色域xy值、白平衡）。 Gamma矫正对主观效果有何影响。 Gamma曲线的测量。 Gamma曲线形态的解读。 Gamma矫正的原理以及实现。 电视机确定效果参数的一般步骤。 前言。 Gamma矫正是显示设备根据主要显示器件本身的特性改善整体显示效果的重要技术，我们较早的机型曾经实现过Gamma矫正曲线现场可调节并记忆，但由于我们当时大量使用的LG屏内部含有Gamma矫正电路使其GAMMA性能较好，在后来的一段时间内我们很少调整Gamma参数，由于广辉屏和NEC等屏的选用导致对Gamma软件矫正需求加强，我们才意识到，实际上这些地方有一些方法可以改善图像细节和色彩的效果。听说Gamma矫正效果的调节是日系彩电色彩和细节表现效果好的一个重要原因。 Gamma问题的产生。 　　　对于显示，输入信号将在屏幕上产生亮度输出，但是显示的亮度与输入的信号不成正比，存在一种失真，如果输入的是黑白图像信号，这种失真将使被显示的图像的中间调偏暗，从而使图像的整体比原始场景偏暗，如果输入的是彩色图像信号，这种失真除了使显示的图像偏暗以外，还会使显示的图像的色发生偏移。gamma就是这种失真的度量参数。对于CRT显示器，无论什么品牌的，由于其物理原理的一致性，其gamma值几乎是一个常量，为2.5。（注意，gamma＝1.0时不存在失真），由于存在gamma失真，输入信号所代表的图像，在屏幕上显示时比原始图像暗。如下图所示。 　　* 端点是不变的，即不管gamma值如何变化，0对应的输出始终是0，1的输出始终是1（这一特性会被用到）。这可能是gamma又被叫作“灰度”系数的原因吧。 * gamma 1时，曲线在gamma=1斜线的下方；反之则在上方。 上面对Gamma 的原理已经阐述了，下面对Gamma的概念做一下明确（有可能越明确越糊涂：）） gamma概念的第一演化（系统gamma和显示gamma） 由于存在显示失真，这样的图像不能应用，所以需要校正这种失真。上文讲到，对于显示来说，gamma值是常量，不可改变，所以校正过程就只能针对输入的图像信号了。这种校正就是将正常的图像电压信号向显示器失真的相反方向去调整，既然失真使图像的中间调变暗，那么在图像电压信号输入到显示器之前，先将该电压信号的中间调调亮，然后再输入到显示器，这样就可以抵消显示器的失真了，如图所示。  由于显示器的gamma值是常量，所以这种校正的幅度也是相对固定的，这种校正幅度的度量参数也叫gamma，这是gamma概念的第一次演化，为了区别这两种不同的概念，此处的gamma又叫做系统gamma（因为对图像信号的校正过程发生在中），显示的固有的gamma又叫做显示器gamma。 gamma概念的第二次演化 显示gamma表示一种失真，系统gamma表示一种校正，这两者共同之处是都表示对原始信号的一种变换，所以gamma概念发展到这里，其一般性含义已经又两层含义，a表示对原始信号的一种变换， b表示这种变换的度量参数。 gamma概念的第三次演化（文件gamma） 既然gamma的一般性含义是对原始信号的一种变换，可想而知，文件gamma也一定表示一种变换，这是一种什么样的变换呢？ 从宏观上讲，被照相机拍摄的物体的亮度是连续变化的，如果将亮度连续变化的被摄物体的图像转换成数字文件（计算机文件）时，无论用数码相机还是扫描仪，都要面临用离散的数值去近似表示连续的物理量的问题。具体来说，一个8位的二进制数字文件，如何编码才能比较精确的表示反差很大的一幅图像？ 这要从人的视觉原理说起。人的眼睛感觉到亮度增加一级的时候，光强（光的能量）将增加一倍，同样，当人的眼睛感觉到亮度减小一级的时候，光强将减少一半。就是说，人的眼睛感觉到的亮度的成比例的线性变化，是由光强的倍数变化引起的。如果将一段连续变化的亮度从暗到亮等差分成a b c d e f g 七段，那么这七段亮度对应的光强不是1 2 3 4 5 6 7，而是1 2 4 8 16 32 64。打个数学比方，人眼感觉到的亮度是等差数列，而光强的物理实在是等比数列！为何如此，因为这样可以确保人眼即适应高亮度的阳光下的景物，又能在夜晚看清星光下的猎物，这是大自然的造化。 数码相机或扫描仪的感光元件，将会把光强变成电信号，然后由模－数转换器件转换成数字信号，继而再存储为数字文件。为了便于讨论，以黑白图像为例，一个黑白图片数字文件中每个象素用一个8位二进制编码表示，8位二进制编码只有256个量级，从0到255。就是说，一幅图片，最亮的地方用255表示，最暗的地方用0表示。这里有一个问题需要我们思考一下：比最亮处（编码255）