CN101500171A - 影像处理装置及方法 - Google Patents

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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种影像处理装置，其用于处理影像感测器的输出信号，该输出信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该影像处理装置包括：一个色彩增益控制单元及一个伽玛校正单元，该色彩增益控制单元包括有与该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道相对应的红增益调整值、绿增益调整值及蓝增益调整值，该色彩增益控制单元将该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道的光反应值对应乘上该红、绿及蓝三个增益调整值，获得第一信号，该伽玛校正单元对该第一信号仅进行伽玛校正处理。本发明还提供了一种影像处理方法。

Description

影像处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种影像处理技术，尤其涉及一种影像处理装置及方法。
背景技术
目前，伽玛表(Gamma Table)的运作方式是对影像感测器(Image Sensor)输出的信号透过对应的方式重新作安排，对图像的最直接影响就是灰阶亮度的表现。影像感测器的输出信号包括红、绿、蓝(R、G、B)三个通道(channel)的值，该三个值为对光的R、G、B亮度的一个反应值。若该影像感测器的输出信号的数据为八位数据(8-bit)，则该影像感测器的输出信号的红色通道(Red Channel，RC)、绿色通道(Green Channel，GC)及蓝色通道(BlueChannel，BC)的光反应值最高均可到达28-1＝255，但是，该影像感测器在不受光的情况下，依然会输出不为零的RC、GC及BC的光反应值，导致RC、GC及BC的光反应值为255的时候，其实际值达不到255。
因此，需要作光黑侦测(Optical Black Detection，OB Detection)，请参阅图1，为影像感测器的受光示意图。区域D为该影像感测器可感光的区域，区域E为透过镜头可受光的最大范围，区域A为该区域D中的除区域E之外的透过镜头无法受光的区域，区域C为光黑侦测单元用于侦测光黑值(OB value)的区域。该区域C可自由变动，只要为区域A中的一部分即可，但是，该区域C在相机中设定之后，就保持不变。光黑侦测单元对该区域C侦测的光反应平均值就是光黑值，表明在不受光的情况下，该影像感测器依然输出亮度为光黑值的数据信号。因此，该RC、该GC及该BC的实际光反应值为255减去该光黑值，造成需要对该减去的光黑值做适当的补偿，若不对该减去的光黑值做适当的补偿，则在经过色彩增益控制(Color GainControl)单元之后，影像高亮度的区域存在偏色的现象。因此，需要利用伽玛校正(GammaCorrection)装置对其内置的伽玛曲线做微调，刚好可以透过对应的方式将失去的亮度补回来。这种情况下，伽玛表的设计，就必须对该影像感测器的输出数据在0~200之间作标准化(normalization)，将其标准(normalize)到0~255的区间，以确保最后输出的影像或图片，在RC、GC及BC的光反应值的亮度表现上可以达到饱和。
以上对减去的光黑值所做的补偿方法其采用的原理是对亮度分布做调整，但是，该影像感测器的输出信号中的RC、GC及BC的光反应值在显示上会存在比例失调现象。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能对影像感测器的输出信号中的RC、GC及BC的光反应值维持原本比例的影像处理装置及方法。
一种影像处理装置，其用于处理影像感测器的输出信号，该输出信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该影像处理装置包括：一个色彩增益控制单元及一个伽玛校正单元，该色彩增益控制单元包括有与该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道相对应的红增益调整值、绿增益调整值及蓝增益调整值，该色彩增益控制单元将该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道的光反应值对应乘上该红、绿及蓝三个增益调整值，获得第一信号，该伽玛校正单元对该第一信号仅进行伽玛校正处理。
一种影像处理方法，其用于处理影像感测器的输出信号，该输出信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该影像处理方法包括以下步骤：
根据该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值演算出一个红增益初始值、一个绿增益初始值及一个蓝增益初始值；
将该红增益初始值、该绿增益初始值及该蓝增益初始值分别乘上一个系数对应得到一个红增益调整值、一个绿增益调整值及一个蓝增益调整值；
将该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值对应乘上该红增益调整值、该绿增益调整值及该蓝增益调整值，获得第一信号；及
将该第一信号仅进行伽玛校正处理。
与先前技术相比，所述影像处理装置及方法，将该影像感测器的输出信号的RC、GC及BC的光反应值在该色彩增益控制单元内提前进行了补偿，从而转换成第一信号，该伽玛校正单元仅需对该第一信号做校正处理，确保了该输出信号的RC、GC及BC的光反应值在显示上比例达到协调，且均可达到最高值，从而高亮度颜色可达到饱和。
附图说明
图1为现有影像感测器的受光示意图。
图2为本发明提供的影像处理装置的功能示意图。
图3为图2中自动白平衡控制子单元与光黑补偿子单元的功能示意图。
图4为本发明提供的影像处理方法的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图2，为本发明提供的影像处理装置11的功能示意图。该影像处理装置11用于处理影像感测器10(Image Sensor)的输出信号Y，该输出信号Y包括红色通道(Red Channel，RC)、绿色通道(Green Channel，GC)及蓝色通道(Blue Channel，BC)的光反应值。该影像感测器10包括一个受光区L1及一个光黑区L2，该受光区L1用于将光信号转化为影像信号Y1，该光黑区L2用于产生对应该影像信号Y1的光黑值S，该影像信号Y1包括RC、GC及BC的光反应值，该输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值对应为该影像信号Y1的RC、GC及BC的光反应值分别减去该光黑值S。
该影像处理装置11包括一个色彩增益控制(Color Gain Control)单元110、一个伽玛校正(Gamma Correction)单元120。该色彩增益控制单元110包括一个自动白平衡控制(AWBControl)子单元111及一个光黑补偿(OB Compensation)子单元112。请参阅图3，该自动白平衡控制子单元111根据该影像感测器10的输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值演算出一个红增益初始值GRori、一个绿增益初始值GGori及一个蓝增益初始值GBori，该光黑补偿子单元112将该红增益初始值GRori、该绿增益初始值GGori及该蓝增益初始值GBori分别乘上一个系数K对应得到一个红增益调整值GRnew、一个绿增益调整值GGnew及一个蓝增益调整值GBnew。即，该红增益初始值GRori、该绿增益初始值GGori及该蓝增益初始值GBori与该红增益调整值GRnew、该绿增益调整值GGnew及该蓝增益调整值GBnew之间的关系可由以下式子表示：
GRnew＝GRori×KGGnew＝GGori×K GBnew＝GBori×K
其中，该系数K满足式子：
K = 2 n - 1 2 n - 1 - S ,
其中，n表示影像感测器10的输出信号Y的数据位数，S表示光黑值。若该影像感测器10的输出信号Y的数据为八位数据(8-bit)，则该影像感测器10的输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值的最大值均能达到28-1＝255，若该影像感测器10的输出信号Y的数据为10位数据，则其对应的最大值为210-1＝1023；也可以为12位数据，则其对应的最大值为212-1＝4095；或者为其他n位数据，则其对应的最大值为2n-1。
该色彩增益控制单元110将该影像感测器10的输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值对应乘上该红增益调整值GRnew、该绿增益调整值GGnew及该蓝增益调整值GBnew，获得第一信号X1，该伽玛校正单元120对该第一信号X1仅进行伽玛校正处理，得到第二信号X2，该第二信号X2的RC、GC及BC的光反应值在显示上维持原本比例，且均可达到最高值，从而高亮度颜色可达到饱和。
请参阅图4，为本发明提供的影像处理方法流程图，该影像处理方法用于处理影像感测器10的输出信号Y，其包括以下步骤：
步骤S11，根据输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值演算出一个红增益初始值、一个绿增益初始值及一个蓝增益初始值。色彩增益控制单元110的自动白平衡控制子单元111根据影像感测器10的输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值演算出一个红增益初始值GRori、一个绿增益初始值GGori及一个蓝增益初始值GBori。
步骤S12，将该红增益初始值、该绿增益初始值及该蓝增益初始值分别乘上一个系数对应得到一个红增益调整值、一个绿增益调整值及一个蓝增益调整值。色彩增益控制单元110的光黑补偿子单元112将该红增益初始值GRori、该绿增益初始值GGori及该蓝增益初始值GBori分别乘上一个系数K对应得到一个红增益调整值GRnew、一个绿增益调整值GGnew及一个蓝增益调整值GBnew。该系数K满足式子：
K = 2 n - 1 2 n - 1 - S ,
其中，n表示影像感测器10的输出信号Y的数据位数，S表示光黑值。
步骤S13，将该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值对应乘上该红增益调整值、该绿增益调整值及该蓝增益调整值，获得第一信号。色彩增益控制单元110将该影像感测器10的输出信号Y的RC、GC及BC的光反应值对应乘上该红增益调整值GRnew、该绿增益调整值GGnew及该蓝增益调整值GBnew，获得第一信号X1。
最后，进行步骤S14，将该第一信号仅进行伽玛校正处理。伽玛校正单元120对该第一信号X1仅进行伽玛校正处理，得到第二信号X2，该第二信号X2的RC、GC及BC的光反应值在显示上维持原本比例，且均可达到最高值，从而高亮度颜色可达到饱和。
与先前技术相比，所述影像处理装置及方法，将该影像感测器的输出信号的RC、GC及BC的光反应值在该色彩增益控制单元内提前进行了补偿，从而转换成第一信号，该伽玛校正单元仅需对该第一信号做校正处理，确保了该输出信号的RC、GC及BC的光反应值在显示上比例达到协调，且均可达到最高值，从而高亮度颜色可达到饱和。
虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但是，其并非用以限定本发明，另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化等。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

  1. 【权利要求1】一种影像处理装置，其用于处理影像感测器的输出信号，该输出信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该影像处理装置包括：一个色彩增益控制单元及一个伽玛校正单元，其特征在于，该色彩增益控制单元包括有与该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道相对应的红增益调整值、绿增益调整值及蓝增益调整值，该色彩增益控制单元将该红色通道、该绿色通道及该蓝色通道的光反应值对应乘上该红、绿及蓝三个增益调整值，获得第一信号，该伽玛校正单元对该第一信号仅进行伽玛校正处理。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，该影像感测器包括一个受光区与一个光黑区，该受光区用于将光信号转化为影像信号，该光黑区用于产生对应该影像信号的光黑值，该影像信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值对应为该影像信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值分别减去该光黑值。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，该色彩增益控制单元包括一个自动白平衡控制子单元及一个光黑补偿子单元，该自动白平衡控制子单元根据该影像感测器的输出信号演算出一个红增益初始值、一个绿增益初始值及一个蓝增益初始值，该光黑补偿子单元将该红增益初始值、该绿增益初始值及该蓝增益初始值分别乘上一个系数对应得到该红增益调整值、该绿增益调整值及该蓝增益调整值。
  4. 【权利要求4】如权利要求3所述的影像处理装置，其特征在于，该系数满足式子
    Figure A200810300242C00021
    其中，n表示该影像感测器的输出信号的数据位数，S表示光黑值。
  5. 【权利要求5】一种影像处理方法，其用于处理影像感测器的输出信号，该输出信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该影像处理方法包括以下步骤：
    根据该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值演算出一个红增益初始值、一个绿增益初始值及一个蓝增益初始值；
    将该红增益初始值、该绿增益初始值及该蓝增益初始值分别乘上一个系数对应得到一个红增益调整值、一个绿增益调整值及一个蓝增益调整值；
    将该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值对应乘上该红增益调整值、该绿增益调整值及该蓝增益调整值，获得第一信号；及
    将该第一信号仅进行伽玛校正处理。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的影像处理方法，其特征在于，该影像感测器包括一个受光区与一个光黑区，该受光区用于将光信号转化为影像信号，该光黑区用于产生对应该影像信号的光黑值，该影像信号包括红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值，该输出信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值对应为该影像信号的红色通道、绿色通道及蓝色通道的光反应值分别减去该光黑值。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的影像处理方法，其特征在于，该系数满足以下式子其中，n表示该影像感测器的输出信号的数据位数，S表示光黑值。
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C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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