CN221177782U - 一种伽马校正电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及图像处理领域，具体涉及图像处理的伽马校正，包含RGB/YUV图像格式转换器，用于将输入的图像数据由RGB格式转换为YUV格式；YUV通道分离器，用于将转换的一路YUV格式图像数据转换成三路Y通道、U通道、V通道三路图像数据；暗角校正电路，用于保证整幅图像四周与中心区域对比度一致；伽马校正电路，用于将暗角校正处理后的图像数据根据其反馈的参数再次进行处理，从而使图像的明暗处拉伸；YUV通道合成器，用于将伽马校正处理后的Y通道图像数据与UV通道图像数据融合，从而生成一副完整的图像数据输出出去；4K时序控制电路，用于各个电路之间的时序控制；外部存储器，用于存储被处理的像素值输入输出参数。

Description

一种伽马校正电路

技术领域

本实用新型涉及图像处理领域，具体涉及图像处理的伽马校正。

背景技术

人眼看到的图像与图像传感器采集到的图像之间可能存在差距。换句话说，人眼感知的伽马曲线与图像传感器感知的伽马曲线存在不同，当人看到图像传感器采集过来的图像时可能会感觉到图像的不真实性。

因此，通常通过将图像传感器采集到的图像进行伽马曲线的补偿，进而使得图像的伽马曲线和人眼感知的伽马曲线更加契合。

但是，通常的伽马曲线补偿都是将图像的暗部与亮部都进行补偿，使图像补偿后存在图像对比度变化，导致图像雾化，即图像看起来像表面像蒙了一层雾一样不清晰。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统伽马电路虽然可以实现对图像数据暗处拉伸，实现对图像数据四周暗角拉伸，但是拉伸过高容易造成四周暗角和整幅图像对比度降低，添加暗角矫正电路先对整幅图像亮度进行均匀化，保证图像数据四周与中心区域图像数据对比度一致，再对经过暗角矫正电路的图像数据流经伽马矫正电路进行伽马矫正，拉伸暗处，可保证图像数据对比度不变的情况下拉伸暗处。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种伽马校正电路，包括：RGB/YUV图像格式转换器、YUV通道分离器、暗角校正电路、伽马矫正电路、YUV通道合成器、4K时序控制电路和外部存储器；

所述RGB/YUV图像格式转换器与所述伽马校正电路的输入端、所述4K时序控制电路和所述YUV通道分离器电连接，所述RGB/YUV图像格式转换器用于接收RGB格式的12bit图像数据并做图像数据格式转换将YUV格式的12bit图像数据发送给所述YUV通道分离器；

所述YUV通道分离器分别与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述YUV通道合成器、所述4K时序控制电路和所述暗角校正电路电连接，所述YUV通道分离器用于将YUV格式的12bit图像数据分离成Y、U、V三个通道的图像数据并将Y通道图像数据发送给所述暗角校正电路，将U、V通道图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述暗角校正电路与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述4K时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，所述暗角校正电路用于将Y通道图像数据做暗角校正并将处理后的图像数据发送给所述伽马矫正电路；

所述伽马矫正电路与所述暗角校正电路、所述4K时序控制电路和所述YUV通道合成器电连接用于将暗角校正后的Y通道图像数据做伽马校正并将图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述YUV通道合成器与所述伽马矫正电路、所述4K时序控制电路和伽马校正电路输出端电连接，所述YUV通道合成器用于将Y、U、V三通道处理后的图像数据融合，并发送YUV格式的12bit图像数据；

所述4K时序控制电路与所述YUV通道分离器、所述暗角校正电路、所述伽马矫正电路、所述外部存储器、所述YUV通道合成器电连接，所述4K时序控制电路用于发送4k时序同步信号，所述外部存储器与所述4k时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，外部存储器用于调整所述伽马矫正电路的参数。

进一步地，所述RGB/YUV图像格式转换器包括第一乘法器、第一加法器、第一比较器，所述第一乘法器的输入端和RGB/YUV图像格式转换器输入端连接，所述第一加法器的输入端和第一乘法器输出端连接，所述第一加法器用于将接收的RGB图像数据转换为YUV通道的图像数据，所述第一比较器的输入端与第一加法器的输出端连接，所述第一比较器的输出端与RGB/YUV图像格式转换器的输出端连接，所述第一比较器用于将像素值设定在预设范围内，所述预设范围为0-4095。

进一步地，所述暗角校正电路包括计数器、第二比较器和第二乘法器，所述计数器的输入端与暗角校正电路输入端连接，所述计数器用于将接收的Y通道整幅图像用计数器来达到定位图像数据位置，所述第二乘法器的输入端与计数器输出端连接，所述第二乘法器用于设定图像增益值乘法系数，所述第二比较器的输入端与第二乘法器输出端连接，第二比较器输出端与暗角校正输出端连接。

进一步地，还包括第三比较器和寻址器，所述第三比较器的输入端与伽马矫正电路输入端连接，第三比较器用于判断暗角校正后的Y通道图像数据的每个像素的像素值，所述寻址器的输入端与第三比较器输出端连接，所述寻址器的输出端与伽马矫正电路输出端连接，所述寻址器用于将像素值转换为输入地址从而获取所述外部存储器相应地址存储的数据。

本实用新型的有益效果在于：将暗角校正与伽马矫正结合在拉伸暗处时可保证对比度不发生变化。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的伽马校正电路图

图2为本实用新型实施例一的伽马曲线图

具体实施方式

为了使得本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例的附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明的实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了部分已知功能和已知部件的详细说明。

一种伽马校正电路，包括：RGB/YUV图像格式转换器、YUV通道分离器、暗角校正电路、伽马矫正电路、YUV通道合成器、4K时序控制电路和外部存储器；

所述RGB/YUV图像格式转换器与所述伽马校正电路的输入端、所述4K时序控制电路和所述YUV通道分离器电连接，所述RGB/YUV图像格式转换器用于接收RGB格式的12bit图像数据并做图像数据格式转换将YUV格式的12bit图像数据发送给所述YUV通道分离器；

所述YUV通道分离器分别与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述YUV通道合成器、所述4K时序控制电路和所述暗角校正电路电连接，所述YUV通道分离器用于将YUV格式的12bit图像数据分离成Y、U、V三个通道的图像数据并将Y通道图像数据发送给所述暗角校正电路，将U、V通道图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述暗角校正电路与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述4K时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，所述暗角校正电路用于将Y通道图像数据做暗角校正并将处理后的图像数据发送给所述伽马矫正电路；

所述伽马矫正电路与所述暗角校正电路、所述4K时序控制电路和所述YUV通道合成器电连接用于将暗角校正后的Y通道图像数据做伽马校正并将图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述YUV通道合成器与所述伽马矫正电路、所述4K时序控制电路和伽马校正电路输出端电连接，所述YUV通道合成器用于将Y、U、V三通道处理后的图像数据融合，并发送YUV格式的12bit图像数据；

所述4K时序控制电路与所述YUV通道分离器、所述暗角校正电路、所述伽马矫正电路、所述外部存储器、所述YUV通道合成器电连接，所述4K时序控制电路用于发送4k时序同步信号，所述外部存储器与所述4k时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，外部存储器用于调整所述伽马矫正电路的参数。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：将暗角校正与伽马矫正结合在拉伸暗处时可保证对比度不发生变化，从而保证图像数据的暗部细节得到较好的展现，提升图像质量和保真度的作用。

进一步地，所述RGB/YUV图像格式转换器包括第一乘法器、第一加法器、第一比较器，所述第一乘法器的输入端和RGB/YUV图像格式转换器输入端连接，所述第一加法器的输入端和第一乘法器输出端连接，所述第一加法器用于将接收的RGB图像数据转换为YUV通道的图像数据，所述第一比较器的输入端与第一加法器的输出端连接，所述第一比较器的输出端与RGB/YUV图像格式转换器的输出端连接，所述第一比较器用于将像素值设定在预设范围内，所述预设范围为0-4095。

由上述描述可知，RGB/YUV图像格式转换器可以达到将12bit RGB图像数据转换成12bitYUV图像数据的效果。

进一步地，所述暗角校正电路包括计数器、第二比较器和第二乘法器，所述计数器的输入端与暗角校正电路输入端连接，所述计数器用于将接收的Y通道整幅图像用计数器来达到定位图像数据位置，所述第二乘法器的输入端与计数器输出端连接，所述第二乘法器用于设定图像增益值乘法系数，所述第二比较器的输入端与第二乘法器输出端连接，第二比较器输出端与暗角校正输出端连接。

由上述描述可知，暗角校正电路可以达到将整体图像数据的四周增益增大从而使得整体图像四周的亮度提升的效果。

进一步地，所述伽马矫正电路包括第三比较器和寻址器，所述第三比较器的输入端与伽马矫正电路输入端连接，第三比较器用于判断暗角校正后的Y通道图像数据的每个像素的像素值，所述寻址器的输入端与第三比较器输出端连接，所述寻址器的输出端与伽马矫正电路输出端连接，所述寻址器用于将像素值转换为输入地址从而获取所述外部存储器相应地址存储的数据。

由上述描述可知，伽马矫正电路可以达到提升整体图像亮度的效果。

请参照图1，本实用新型的实施例一为：

一种伽马校正电路，包括：RGB/YUV图像格式转换器，用于将输入的12bit图像数据(RGB格式)转换为12bit图像数据(YUV格式)；YUV通道分离器，用于将转换的一路12bit图像数据(YUV格式)转换成三路12bit图像数据(YUV格式)即Y通道、U通道、V通道三路图像数据；暗角校正电路，用于将分离器分离的Y通道图像数据进行数据处理，从而使整幅图像亮度进行均匀化，保证四周与中心区域对比度一致；伽马校正电路，用于将暗角校正处理后的图像数据根据其反馈的参数再次进行处理，从而使图像的明暗处得到拉伸；YUV通道合成器，用于将伽马校正处理后的Y通道图像数据与UV通道图像数据融合，从而生成一副完整的12bit图像数据(YUV格式)输出出去；4K时序控制电路，用于各个电路之间的时序控制，在各个电路传输数据后恢复正确的时序；外部存储器，用于存储被处理的像素值输入输出参数；

RGB/YUV图像格式转换器，与YUV通道分离器和4K时序控制电路电连接，首先将12bit图像数据(RGB格式)与RGB/YUV图像格式转换器电连接，而后根据RGB转YUV的公式将RGB图像转换为YUV图像，并通过4K时序控制电路恢复时序，最终产生12bit图像数据(YUV格式)与行场同步信号；

YUV通道分离器，与RGB/YUV图像格式转换器、伽马矫正电路和4K时序控制电路电连接，将12bit图像数据(YUV格式)分成Y通道图像数据，U通道图像数据，V通道图像数据，并通过4K时序控制电路恢复时序，最后产生12bitY通道图像数据、U通道图像数据、V通道图像数据与行场同步信号；

暗角校正电路，与YUV图像分离器输出的Y通道图像数据电路、伽马矫正电路和4K时序控制电路电连接，将Y通道整幅图像通过半径化方法的暗角校正解决图像四周暗淡的问题；以图像中心为圆心，根据半径的大小对图像各处设置不同的增益值，越靠近中心增益值越小，越靠近四周增益值越大，并通过4K时序控制电路恢复时序，最后产生处理后的12bitY通道图像数据与行场同步信号；

伽马矫正电路，与暗角校正电路、4K时序控制电路、外部存储器和YUV通道合成器电连接，先判断伽马矫正的命令参数，根据命令参数判断暗角校正的Y通道图像数据的每个像素的像素值，若处于暗处区域或亮处区域，则通过查找表的方式根据外部存储器将输入图像像素值作为地址输出图像像素值作为数据进行伽马矫正，并通过4K时序控制电路恢复时序，最后输出处理后的12bitY通道图像数据与行场同步信号；

具体的，如图2所示，暗处区域一般取0～480、0～640、0～800、0～1040这三个区域，相应的伽马矫正指数为2.0、2.3、2.5、2.7；亮处区域一般取2600～4095、2800～4095、3300～4095、3500～4095这三个区域，相应的伽马矫正指数为7、5、3、2；

具体的，伽马矫正公式为：

Y_out＝(Y_in/n)^r*n

Y_out为伽马矫正后Y通道输出数据，Y_in为伽马矫正前Y通道输入数据，r为伽马矫正指数，若像素值处于暗处区域，则n取暗处区域最大值，若像素值处于亮处区域，则n取亮处区域最小值；

YUV通道合成器，与4K时序控制电路、伽马矫正电路输出的Y通道图像数据电路、YUV通道分离器输出的V、U通道数据电连接，将被伽马矫正电路输出的Y通道图像数据与UV通道图像数据融合，并通过4K时序控制电路恢复时序，最后输出处理后的12bit图像数据(YUV格式)与行场同步信号；

4K时序控制电路，与YUV通道合成器、伽马矫正电路、暗角校正电路、外部存储器和YUV通道分离器电连接，根据判断其每个模块的延迟从而将整体的行场同步信号也做延迟处理以达到时序同步的状态；

具体的，根据其延迟的时钟周期在电路中相应的添加多级寄存器实现时序的同步；

外部存储器，与伽马矫正电路和4K时序控制电路电连接，用于存储不同伽马矫正指数的伽马矫正输出像素值，外部存储器只存储需要伽马矫正的像素值，因此只有检测到像素值处于暗处或亮处区域时才会给外部存储器使能信号启用外部存储器，不处于其区域内则不做启用外部存储器进行矫正，这样做大大减小了数据的存储量，也增加了运算的效率；

具体的，外部存储共分7处ROM区域，伽马矫正指数为2.0，暗处区域取0～480的ROM区域；伽马矫正指数为2.3，暗处区域取0～640的ROM区域；伽马矫正指数为2.5，暗处区域取0～800的ROM区域；伽马矫正指数为2.7，暗处区域取0～1040的ROM区域；伽马矫正指数为7，亮处区域取2600～4095的ROM区域；伽马矫正指数为5，亮处区域取2800～4095的ROM区域；伽马矫正指数为3，亮处区域取3300～4095的ROM区域；伽马矫正指数为2，亮处区域取3500～4095的ROM区域。

综上所述，本实用新型提供的伽马校正电路，将暗角校正与伽马校正结合在拉伸暗处时可保证对比度不发生变化；

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种伽马校正电路，其特征在于，包括：

RGB/YUV图像格式转换器、YUV通道分离器、暗角校正电路、伽马矫正电路、YUV通道合成器、4K时序控制电路和外部存储器；

所述RGB/YUV图像格式转换器与所述伽马校正电路的输入端、所述4K时序控制电路和所述YUV通道分离器电连接，所述RGB/YUV图像格式转换器用于接收RGB格式的12bit图像数据并做图像数据格式转换将YUV格式的12bit图像数据发送给所述YUV通道分离器；

所述YUV通道分离器分别与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述YUV通道合成器、所述4K时序控制电路和所述暗角校正电路电连接，所述YUV通道分离器用于将YUV格式的12bit图像数据分离成Y、U、V三个通道的图像数据并将Y通道图像数据发送给所述暗角校正电路，将U、V通道图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述暗角校正电路与所述RGB/YUV图像格式转换器、所述4K时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，所述暗角校正电路用于将Y通道图像数据做暗角校正并将处理后的图像数据发送给所述伽马矫正电路；

所述伽马矫正电路与所述暗角校正电路、所述4K时序控制电路和所述YUV通道合成器电连接用于将暗角校正后的Y通道图像数据做伽马校正并将图像数据发送给所述YUV通道合成器；

所述YUV通道合成器与所述伽马矫正电路、所述4K时序控制电路和伽马校正电路输出端电连接，所述YUV通道合成器用于将Y、U、V三通道处理后的图像数据融合，并发送YUV格式的12bit图像数据；

所述4K时序控制电路与所述YUV通道分离器、所述暗角校正电路、所述伽马矫正电路、所述外部存储器、所述YUV通道合成器电连接，所述4K时序控制电路用于发送4k时序同步信号，所述外部存储器与所述4k时序控制电路和所述伽马矫正电路电连接，外部存储器用于调整所述伽马矫正电路的参数。

2.根据权利要求1所述的一种伽马校正电路，其特征在于，所述RGB/YUV图像格式转换器包括第一乘法器、第一加法器、第一比较器，所述第一乘法器的输入端和RGB/YUV图像格式转换器输入端连接，所述第一加法器的输入端和第一乘法器输出端连接，所述第一加法器用于将接收的RGB图像数据转换为YUV通道的图像数据，所述第一比较器的输入端与第一加法器的输出端连接，所述第一比较器的输出端与RGB/YUV图像格式转换器的输出端连接，所述第一比较器用于将像素值设定在预设范围内，所述预设范围为0-4095。

3.根据权利要求1所述的一种伽马校正电路，其特征在于，所述暗角校正电路包括计数器、第二比较器和第二乘法器，所述计数器的输入端与暗角校正电路输入端连接，所述计数器用于将接收的Y通道整幅图像用计数器来达到定位图像数据位置，所述第二乘法器的输入端与计数器输出端连接，所述第二乘法器用于设定图像增益值乘法系数，所述第二比较器的输入端与第二乘法器输出端连接，第二比较器输出端与暗角校正输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种伽马校正电路，其特征在于，所述伽马矫正电路包括第三比较器和寻址器，所述第三比较器的输入端与伽马矫正电路输入端连接，第三比较器用于判断暗角校正后的Y通道图像数据的每个像素的像素值，所述寻址器的输入端与第三比较器输出端连接，所述寻址器的输出端与伽马矫正电路输出端连接，所述寻址器用于将像素值转换为输入地址从而获取所述外部存储器相应地址存储的数据。