Travis Chang

一 查找表是甚麼
根據維基百科: "在圖像處理中，查找表經常稱為LUT，它們將索引號與輸出值建立聯繫。顏色表作為一種普通的 LUT 是用來確定特定圖像所要顯示的顏色和強度。"

在國中的時候, 常常要背三角函數, 像是sin30度=1/2等等的, 然後考試就很喜歡出請問siz15度=???. 這時候就要代sin(45-30)的公式算半天, 如果手邊有一張sin值的查找表(LUT), 就直接可以查sin15=???, 連算都不用算, 不管sin甚麼角度都難不倒了, 這就是查找表的好處, 可以直接連結sin和數值.

對於電腦也是一樣, 透過查找表電腦可以省略很多複雜計算, 直接得到答案. 對於影像管理來說, 則是透過查找表來連結影像檔案(vedio data or image data)和LCD的亮度(精確的說應該是DDL(註1), 透過DDL連結亮度)

影像檔案則以圖片為例
　一般800x600的8bit的黑白圖片, 代表圖片的長是800個pixel, 寬是600個pixel, 總共480000個pixel, 每個pixel則有2的8次方=256種黑白深淺不同的變化.
　那對彩色圖片來說呢, 彩色圖片每個pixel是由紅(R)綠(G)藍(B)三種不同顏顏色組成, 因此一張800x600的24bit彩色圖片, 就代表圖片的長是800個pixel, 寬是600個pixel, 每個pixel包含了紅綠藍三種顏色, 每種顏色是24/3=8bit, 也就是說每種顏色都有2的8次方=256種顏色深淺的變化，每個pixel則有2的24次方=一千六百多萬種RGB顏色混和的變化

對於LCD來說, LCD只認得給我多少電壓, 我就會多亮. 可看不懂甚麼是256種顏色的第99種顏色. 所以就需要透過查找表來說明第99種顏色是要給LCD多少電壓(正確說是DDL, digital drive level), LCD就會顯示出相對應的亮度了. 簡單的說就是擔任影像檔案和LCD之間翻譯的角色.

二 所以顯示卡或螢幕一定會有查找表嗎?
答案是否定的, 沒有翻譯那就...比手畫腳吧. 不管螢幕聽得懂得語言是中文, 英文, 法文, 反正全部都給他點頭搖頭還是能溝通的. 只是這種溝通效果明顯比較不好. 至少能懂, 但是每個螢幕的認知可能就大不相同囉 (也就是同一張圖片每個螢幕看起來顏色都不盡相同了). 因此對於醫療螢幕來說LUT是必備的 不能夠接受這種誤差, 而對一般產品則常聽到使用替代品 - ICC profile.

PS. 查找表由於存放在顯示卡或是螢幕的特定記憶體中, 一般又稱為硬體校正. 透過ICC profile是由放在硬碟的某一個區域, 又稱為軟體校正.

三 查找表的8 bit, 10bit, 12bit是甚麼意思
翻譯當然也有專業級的, 和很兩光的翻譯. 對查找表來說, 8bit就是指我只會說256(2的8次方)個單字, 12bit就是指會說4096(2的12次方)個單字, 當然翻譯功力差很多囉. 翻譯的過程中也很可能會造成意思的疏漏, 也就是8bit檔案輸入, 若是8bit的LUT, 則輸出必定小餘8bit
至於是不是越多越好, 答案是否定的. 就像平常常說的單字可能就是幾百個, 會太多單字好像沒太大幫助, 而且該不會讀太多書秀逗吧...
(這與JND有關, 詳見DICOM章節. bit數越高相對需要記憶體越多, 讀取速度越慢, 只是目前這個還不是瓶頸而已)
日後再整體系統說明時會附上數據

四 LUT實際擔任甚麼角色?
LUT擔任影像和LCD間翻譯的角色, 當然也可以亂翻, 當然最好是依LCD不同的個性講不同的話.
因此LUT最常用來當作校正的角色, 修正每台螢幕本身特性的偏差, 使得黑白螢幕能夠符合DICOM的標準, 彩色螢幕能夠符合Gamma 2.2的標準, 讓美台螢幕呈現的畫面都大致相同
此外由於LUT可以不影響畫面呈現下隨意更動, 因此也常常設計用來增加對比, 調整gamma參數, OSD模式設計等等

五 醫療螢幕的現況
LUT目前有部分放置於顯示卡端, 有部分放置於螢幕端, 目前趨勢是放置在螢幕端, 一方面方便出廠時校驗, 一方面也可減少應用端可能因為顯示卡LUT輸出的失真

而目前黑白螢幕已有廠商做到14 bit的LUT, 彩色則有36 bit以上 (12bit per color)

註1: DDL會在DICOM章節敘述