非线性校正的原理和必要性

　　视频信号是为满足电视机的发光特性和电特性而设计的， 它可以在电视上或显示器上播放。 如果对电视信号不作校正，就会产生严重的色彩失真。 因此我们对输入的视频信号前端须进行非线性γ校正， 校正后的色度空间会有了明显改善。对应于LED大屏幕， 物理亮度与灰度值成正比，如不作校正，明显不能满足色彩还原的要求，其具体为：低阶灰度亮度跳变很大，而高阶灰度肉眼也分不清楚。

　　众所周知，人眼对光强的感受是非线性的，弱光时，光强增加一倍，人眼感觉到的增强多于一倍;强光时，光强增加一倍，人眼感觉到的增强不足一倍，因此需要进行亮度非线性处理，使肉眼感受到均匀的灰度变化。 因此为保证LED大屏幕色彩完整还原，必须进行反伽玛校正，经过校正以后，使它的电-光转换特性与CRT相近。 实验得知，经灰度校正后的显示画面会显得纹理清晰，层次感强，亮度柔和，明暗过渡平缓。

　　Gamma是显示数字化影像的一个关键的参数,在LED显示系统中也是如此,人眼对亮度有一个非线性反应,只有18%光源亮度的光线,人眼感觉大约是一半的亮度.亮度在 CIE (国际发光照明委员会)中的定义是某一区域放射出光线的多少,亮度是一个感官量,没有一个固定的目标可测量.人眼大约能分辨出80个等级的亮度,在某个环境中,亮度小于百分之一最高亮度的物体,人眼是无法感觉到的.

　　物理设备产生的光的强度与所施加的信号不是线性的关系.传统的CRT的亮度是信号电压的幂函数，Y=X 2.5 ， Y代表亮度，X代表输入的信号，指数2.5就是通常所指的Gamma值。非线性校正的目的是将光的强度正确的还原到人眼，因为人眼对光的非线性的反映正好与CRT的非线性曲线相反。

　　在视频系统中，通过gamma校正将线性的光信号转换为非线性的视频信号，以适应CRT的转换曲线，达到完美的图像再现，当LED显示屏直接使用没有通过二次gamma校正时的输入信号时，由于LED/CRT的电光转换曲线的差异，导致整个画面表现为对比度失调，色彩饱和度下降的情况。

　　由于人眼对光的感觉是非线性的，而LED的特性曲线是基本线性的，因此必须调整LED显示屏的变换函数，另一个调整变换函数的原因是摄像机固有的Gamma特性为0.45，图像是通过CRT的Gamma值来校正的，大约为2.2-2.5，各国电视标准略有不同。当Gamma值小于1时，画面会对比度失调，表现为缺乏层次感。