16.2. КОРРЕКЦИЯ ЯРКОСТНОЙ ПОЭЛЕМЕНТНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ ДИСПЛЕЕВ

Яркостная поэлементная нелинейность дисплея в принципе корректируется так же, как и соответствующая нелинейность видеодатчика. Схема на рис. 16.2.1 иллюстрирует процедуру предыскажения величины яркости  двоично-кодированного изображения для формирования скорректированной величины яркости , такой, что воспроизводимая яркость  становится прямо пропорциональной . При этом предполагается, что процесс воспроизведения изображения может включать этап фотографической записи светового поля.

Рис. 16.2.1. Коррекция яркостной поэлементной нелинейности дисплея: а - без коррекции; б - с коррекцией.

Желательная характеристика передачи уровней дисплея имеет вид

.                               (16.2.1)

Обычно максимальное и минимальное значения воспроизводимой яркости  не выражаются в абсолютных единицах; чаще всего это нормированные коэффициенты пропускания или отражения. Измеренная характеристика передачи уровней дисплея и блока восстановления цифрового изображения моделируется нелинейной функцией

.                       (16.2.2)

Рис. 16.2.2. Измеренная характеристика передачи уровней дисплея.

Следовательно, линейная характеристика передачи уровней получается при

,     (16.2.3)

где  - функция, обратная .

Процедуру экспериментального определения корректирующей функции  поясним на примере изготовления фотографии с экрана дисплея. Прежде всего, цифровым способом формируют изображение шкалы яркостей, охватывающей весь диапазон двоичных чисел. Обычно достаточно примерно 16 равномерно распределенных уровней. Затем изготовляют фотоотпечаток и измеряют яркость отраженного света для каждого уровня шкалы. Результаты измерений наносят на график (рис. 16.2.2). По точкам проводят гладкую аналитическую кривую , определяющую требуемое преобразование.

Рис. 16.2.3. Образцы изображений, подвергнутых пространственной яркостной коррекции:

а - некорректированное поле однородной яркости; б - скорректированное поле а; в - поле а с наклеенным вырезанным углом; г - поле б с наклеенным вырезанным углом.

Важно, чтобы диапазон яркостей был проквантован на большое число уровней, поскольку это обеспечивает достаточную точность аппроксимации дискретного отображения . Кроме того, число уровней должно быть достаточно большим, чтобы предотвратить появление ложных яркостных контуров вследствие неравномерного размещения уровней квантования в диапазоне яркости. В большинстве случаев достаточно пользоваться 8-разрядным представлением яркости  и 10-разрядным представлением яркости .

Воспроизводящие устройства, подобные кинескопам, часто обладают пространственно-зависимой характеристикой передачи уровней. Как правило, яркость воспроизводимого изображения больше в центре и меньше по краям экрана. Пространственную неравномерность яркости изображения можно скомпенсировать, пользуясь, например, методом коррекции в соответствии с формулой (16.1.8). На рис. 16.2.3, а [3] представлена фотография (полученная с помощью видеодатчика бегущего луча), соответствующая постоянному уровню яркости. Яркость центральной части фотоснимка незначительно превышает яркость его периферийных областей. Различие в яркости более заметно на рис. 16.2.3, в, где приведен исходный фотоснимок (рис. 16.2.3, а), в центре которого наклеен вырезанный из него угол. Рис. 16.2.3, б, г иллюстрируют поля однородной яркости, полученные в результате пространственной яркостной коррекции.