[发明专利]一种通过伽玛校正调整图像亮度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及用于数码摄像处理芯片中亮度调整的装置及方法。

背景技术

伽玛校正是校正由目前的显示设备本身的特性产生的一种失真，由于目前的电视和图形监视器中，显像管发生的电子束及其生成的图像亮度并不是随显像管的输入电压线性变化，而是存在如下式所示的一种非线性的关系，这就造成输入图像和实际输出图像在亮度上有偏差，存在一种失真。

Luminance＝Voltage^γ。

其中，不同的显示器具有不同的γ值，当γ＝1.0时，为理想状况，则图像没有发生偏差；当γ＞1.0时，显示图像的高光部分被压缩而低照度部分被扩展，则需要对图像进行校正，使图像亮度增强；当0＜γ＜1.0时，显示图像的高光部分被扩展而低照度部分被压缩，则需要使图像亮度减弱。

而伽玛校正技术就是校正图像的这种显示偏差的方法，对输入图像和实际输出图像之间的亮度偏差进行补偿，通过伽玛校正使输出的亮度与输入的亮度信息转换成的电压呈线性关系，由上述显示偏差的关系式，则在输入信号输入显示器之前，按下述伽玛校正(Gamma Correction)关系式先进行处理，从而使显示器后输出没有偏差的图像：

output＝input^1/γ

在数码摄像头处理芯片中，由于摄像头特殊的使用环境，往往需要调整图像的亮度，使显示得到的图像更清晰，特别是当低照度情况下时，需要提升低照度区域的亮度，而对其它区域的调整较少，也就是说图像亮度的调整为非线性的，因此，可采用伽玛校正的方法来实现，而在现有技术中，应用比较广泛的是通过查找表和均匀分段的方法来实现伽玛校正。

其中，通过查找表校正的方法具有很好的精度，但是实现过程中占用的资源较多。

均匀分段校正的方法是将代表输入图像亮度的横坐标轴分成等间距的各段，由各段的端点所对应的伽玛曲线的纵坐标值通过某种运算得到段内任意一点的输出图像亮度，该方法占用资源少，其段内数据校正精度与具体运算复杂程度有关，但是由于伽玛曲线分段后每段有对不同的输入图像亮度更改幅度，那么在伽玛曲线的校正过程中就会出现“凸点”或“凹点”这样的拐点，使视频显示设备在显示图像时，灰阶亮度过度不均匀，从而造成图像色彩过度不和谐，输出图像质量差，由于摄像头处理中主要需要解决的正是对图像的不同区域进行不同精度的调整，而等间距处理则无法实现对伽玛曲线上某一特定区间的精确调整。

发明内容

本发明针对数码摄像装置在低照度情况时输出图像质量较差，亮度过渡不均匀的问题，提出了一种通过伽玛校正实现亮度调整的装置及方法。

一种通过伽玛校正调整图像亮度的装置，该装置包括寄存器配置单元、伽玛曲线生成单元、数据分区单元和数据处理单元，其中，曲线参数输入至寄存器配置单元，将参数配置给相应的寄存器，通过寄存器中的配置值在伽玛曲线生成单元中得到所需的伽玛曲线；同时，图像数据输入至数据分区单元中进行分区，分区后的数据与生成的伽玛曲线均输入至数据处理单元，得到调整后的图像亮度数据。

一种通过伽玛校正调整图像亮度的方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1、将所需的伽玛调整曲线划分为不同的区间，每个区间取相应的点，通过寄存器配置单元配置各点的值；

步骤S2、通过伽玛曲线生成单元将配置寄存器后得到的端点依次相连，由多段折线逼近所需的伽玛调整曲线；

步骤S3、图像数据输入至数据分区单元确定当前点所处的区域；

步骤S4、将当前点及所需折线中的区间端点值输入至数据处理单元，通过插值得到调整后的图像亮度数据。

所述步骤S1中伽玛调整曲线划分区间的方法包括如下步骤：

步骤S100、将所需伽玛曲线根据调整幅度的大小，沿输入图像亮度方向划分为若干区域；

步骤S101、对步骤S100中划分的各区域进行分段，其中对输入图像亮度更改幅度较大的区域内的分段间距小于对输入图像亮度更改幅度较小的区域内的分段间距，得到若干端点；

步骤S102、通过寄存器配置单元配置步骤S101中确定的各端点对应的调整后的值。

所述步骤S4中插值的方法可为通过当前图像亮度值所在折线段的两端点进行线性插值。

所述步骤S101中对同一区域内采用均匀分段的方法确定端点。

所述步骤S101中各分段端点间的间距为2ⁿ，其中n为自然数。

所述步骤S101中分段所得到端点的总个数为2^m个，其中m为自然数。