专利名称：一种伽玛校正的方法、电路以及视频处理器的制作方法
技术领域：
本发明属于视频信号处理领域，尤其涉及一种伽玛校正方法、电路以及视频处理器。
背景技术：
伽玛校正能够补偿由于显示设备的非线性特性造成输入信号与输出信号的亮度等级非线性关系。在视频处理系统中，一般使用查表方式实现伽玛校正，即根据显示设备的伽玛特性将输入像素值和经伽玛校正后对应的输出值映射到一个校正表。如果输入信号是10比特精度，则伽玛校正表需要210＝1024个10比特位宽的存储单元；对于红绿蓝(Red-Green-Blue，RGB)彩色信号，需要对R/G/B三个分量分别进行伽玛校正处理，则共需要3*1024个10比特位宽的存储单元，即30720比特。显然，这将消耗大量的存储空间，系统的功耗也会增加。
现有技术中一种解决方案如图1所示，将10比特精度的输入信号进行比特率转换为8比特的输入信号，再将8比特输入信号查询伽玛校正表，输出8比特的校正值。该方案中把10比特精度的图像降为8比特精度的图像，降低了图像的亮度等级，即降低了图像的清晰度。同时，仍需要3*256个8比特位宽的存储单元，这也是一个很大的存储空间，如果要进一步降低存储空间，只能继续降低图像的比特精度，例如降低为6比特或者更低，但是这将大大降低图像的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伽玛校正方法，旨在解决现有技术中通过降低图像的比特精度来减小伽玛校正表占用的存储空间造成图像质量大大降低的问题。
本发明的另一目的在于提供一种伽玛校正电路。
本发明的另一目的在于提供一种视频处理器。
本发明是这样实现的，一种伽玛校正方法，所述方法包括下述步骤A.将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L；B.查询伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；C.将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值；D.将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
所述伽玛校正表通过对包括2K个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表进行抽样生成。
所述的误差补偿值通过下式计算得出D=|G1-G|2N×L.]]>所述H`与H的像素值差1。
所述步骤B进一步包括在两个相同的伽玛校正表中分别对H、H`进行查询，同步输出第一伽玛校正值G、第二伽玛校正值G1的步骤。
一种伽玛校正电路，所述电路包括将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L的分位器；存储伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1的伽玛校正存储器，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值的插值处理器；以及将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值的加法器；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
所述电路还包括抽样生成单元，用于对包括2K个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表进行抽样生成所述包括2M个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表。
所述插值处理器接收所述低比特位信号L、所述第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1，通过下式计算所述误差补偿值D=|G1-G|2N×L.]]>所述H`与H的像素值差1。
所述伽玛校正存储器存储有两个伽玛校正表，用于供H、H`进行同步查询，同步输出第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1。
一种视频处理器，包括伽玛校正电路，所述伽玛校正电路包括将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L的分位器；存储伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1的伽玛校正存储器，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值的插值处理器；以及将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值的加法器；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
本发明将视频输入信号分为高比特位部分和低比特位部分，只对高比特位部分进行伽玛校正表查询，从而大大减小了伽玛校正表占用的存储空间。同时，不损失图像的比特精度，对图像的质量影响不大。
图1是现有技术中伽玛校正电路的原理框图；图2是本发明提供的伽玛校正电路的原理框图；图3是本发明一优选实施例中伽玛校正电路的原理框图；图4是伽玛系数等于2.2的理想伽玛曲线图；图5是本发明提供的伽玛校正电路的伽玛曲线图；图6是本发明提供的一种视频处理器示例图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过将视频输入信号的高比特位部分查询伽玛校正表，低比特位插值处理，大大减小了伽玛校正表占用的存储空间。
图2示出了本发明提供的伽玛校正电路，包括数字视频信号分位器201、存储伽玛校正表的伽玛校正存储器202、插值处理器203以及加法器204。
具体处理过程详述如下首先，分位器201把输入的K比特精度的数字视频信号S分解为高比特位信号H(M比特)和低比特位信号L(N比特)，其中K＝M+N，S＝H×2N+L；其次，将H输入伽玛校正存储器202中的伽玛校正表，查询输出H对应的伽玛校正值G；需要说明的是，本发明提供的伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，存储2M个伽玛表项值。
在本发明的一个实施例中，本发明提供的伽玛校正电路还包括一个抽样生成单元205，用于对原有包括2K个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表进行抽样生成本发明提供的包括2M个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表，从而缩小了伽玛校正表占用的存储空间。关于如何抽样，举例如下当输入的10比特精度的信号分为高6比特和低4比特时，那么高6比特xxxxxx查询伽玛校正表输出的伽玛校正值对应于原10比特xxxxxx0000查询伽玛校正表输出的伽玛校正值。
再次，将H的相邻像素点H`(H`＜2M)输入伽玛校正存储器202中的伽玛校正表，查询输出对应的伽玛校正值G1；复次，插值处理器203对G、G1和L进行两点线性插值处理，得到G相对理想伽玛校正值的误差补偿值D；在本发明的一优选实施例中，将像素值差1的相邻像素点(H+1)或(H-1)作为H`进行伽玛查表，得到伽玛校正值G1，当然也可以对像素值差2、3等的相邻像素点进行查表，但像素值相差越大计算出的误差补偿值D的误差越大。
最后，将G和D在加法器204中相加输出较为理想的伽玛校正值S`。
为了更好的说明本发明，举例如下10比特输入信号0110110101，经分位器201拆分为6比特高位信号和4比特低位信号，即H为011011，L为0101。H(011011)查伽玛表后得到G为0011000000。对(H+1)，即011100，查伽玛表后得到G1为0011001100，可得到D=|G1-G|2N×L=0011001100b0011000000b24×0101b=0011b;]]>D和G相加输出较为理想的伽玛校正值0011000011。以上是以两点线性插值方法进行举例，当采用其他插值方法处理时，实现过程与上述类似，不再赘述。
图3示出了本发明的一优选实施例，为了加快伽玛校正表的查询速度，在伽玛校正存储器202中设置2个相同的如前所述的伽玛校正表，能够同时对H和(H+1)进行查表处理，这样虽然使得伽玛校正表存储空间增加了一倍，但由于本发明提供的伽玛校正表存储空间很小，并不会占用过多的存储资源。
需要说明的是本发明可以根据实际需求将任何比特精度的输入信号分解为处理效果可接受的高比特位和低比特位。但是，M的值并不是越小越好，理论上M越小伽玛校正表占用的存储空间越少，但是可能会影响图像校正效果。因此需要在资源消耗和图像质量间做一个权衡。图4示出了以伽玛系数等于2.2为例的理想伽玛曲线。图5示出了使用本发明提供的伽玛校正电路处理后的伽玛曲线，可以看出，对于10比特输入，M＝6的伽玛曲线非常逼近理想的伽玛曲线，图像效果是可以接受的。
以上是对只有一个数字视频信号分量的单色视频信号进行伽玛校正的情况，显然可以通过使用3个同样的伽玛校正电路分别对R/G/B彩色分量进行处理，使本发明适用于彩色信号的伽玛校正，图6示出了一种能够处理彩色信号的视频处理器，包括三个上述的伽玛校正电路。
需要说明的是本发明还可用于亮度分量和相应的色差分量彩色信号处理，具体实现过程与上述相同，不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种伽玛校正方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤A.将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L；B.查询伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；C.将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值；D.将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
2.如权利要求1所述的伽玛校正方法，其特征在于，所述伽玛校正表通过对包括2K个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表进行抽样生成。
3.如权利要求1所述的伽玛校正方法，其特征在于，所述的误差补偿值通过下式计算得出D=|G1-G|2N×L.]]>
4.如权利要求1所述的伽玛校正方法，其特征在于，所述H`与H的像素值差1。
5.如权利要求1所述的伽玛校正方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括在两个相同的伽玛校正表中分别对H、H`进行查询，同步输出第一伽玛校正值G、第二伽玛校正值G1的步骤。
6.一种伽玛校正电路，其特征在于，所述电路包括将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L的分位器；存储伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1的伽玛校正存储器，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值的插值处理器；以及将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值的加法器；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
7.如权利要求6所述的伽玛校正电路，其特征在于，所述电路还包括抽样生成单元，用于对包括2K个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表进行抽样生成所述包括2M个K比特位宽的存储单元的伽玛校正表。
8.如权利要求6所述的伽玛校正电路，其特征在于，所述插值处理器接收所述低比特位信号L、所述第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1，通过下式计算所述误差补偿值D=|G1-G|2N×L.]]>
9.如权利要求6所述的伽玛校正电路，其特征在于，所述H`与H的像素值差1。
10.如权利要求6所述的伽玛校正电路，其特征在于，所述伽玛校正存储器存储有两个伽玛校正表，用于供H、H`进行同步查询，同步输出第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1。
11.一种视频处理器，包括伽玛校正电路，其特征在于，所述伽玛校正电路包括将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L的分位器；存储伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1的伽玛校正存储器，所述伽玛校正表包括2M个K比特位宽的存储单元，所述H`为与H像素值相邻的像素点；将所述低比特位信号L、第一伽玛校正值G以及第二伽玛校正值G1进行插值处理，并输出误差补偿值的插值处理器；以及将所述第一伽玛校正值G与所述误差补偿值进行相加，输出所述K比特精度数字信号的伽玛校正值的加法器；其中，K＝M+N，S＝H×2N+L，H`＜2M。
全文摘要
本发明适用于视频信号处理领域，提供了一种伽玛校正的方法、电路以及视频处理器，所述方法包括A.将输入的K比特精度数字信号S分为M比特的高比特位信号H和N比特的低比特位信号L；B.查询伽玛校正表，输出与高比特位信号H对应的第一伽玛校正值G，以及与H`对应的第二伽玛校正值G1，所述伽玛校正表包括文档编号H04N9/69GK1889694SQ20061006166
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者孙春燕 申请人:华为技术有限公司