一种图像伽马校正方法及装置与流程
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像伽马校正方法及装置。
背景技术：
在显示设备上显示图像之前，需要对图像做一个gamma(伽马)校正，以配合显示器产生人眼看上去亮度正常的图像，其中，每个显示设备均有其对应的伽马值。
crt显示器成像，由于成像原理，图像中每个像素点的输出亮度值与输入亮度值成指数关系,即y'＝ygamma。gamma变换的现有实现方式中，最普遍的方式是通过实验得到gamma对应表，并预先在显示设备的rom存储器中存储该gamma对应表(完整的gamma对应表)，在显示设备上显示图像的时候，根据图像的输入亮度值，在该gamma对应表中查找该输入亮度值对应的输出亮度值，从而根据输出亮度值在显示设备上显示图像。但是，这种预先在显示设备的rom存储器中存储该gamma对应表的方式占用rom(read-onlymemory，只读存储器)存储器的大量存储空间，从而造成rom存储器存储空间的浪费。
为了减少rom存储空间的占用，目前采用对完整的gamma表间隔采样，例如一个4096个亮度值的gamma表，只存储512个亮度值。查表时,对于不在表内的亮度值，由邻近该点两边的亮度值的数据插值产生。这种方式虽然减少了rom的存储空间的占用量，但会在一定程度上造成根据抽样后的gamma对应表进行gamma校正的结果不准确的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种图像伽马校正方法及装置，用以解决现有技术中存在的占用rom空间大，以及校正的结果不准确的问题。
一种图像伽马校正方法，包括：
获取根据显示设备的伽马值以及位宽构建的所述显示设备对应的伽马特性函数，其中，校正前亮度值作为所述伽马特性函数的输入值，校正后亮度值作为所述伽马特性函数的输出值；
获取预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值以及所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数；
根据所述初始输出值、导数以及预先存储的递推公式，递推得到所述伽马特性函数的输入值为各个亮度值时的输出值，其中，各个亮度值为初始亮度值之外的亮度值；
根据所述初始亮度值以及初始输出值、各个亮度值以及所述伽马特性函数的输入值为对应亮度值时的输出值，构建伽马对应表；
根据构建的伽马对应表，对输入所述显示设备的图像进行伽马校正。
所述方法中，根据所述显示设备的伽马值以及位宽，构建的所述显示设备对应的伽马特性函数为：
其中，γ表示显示设备的伽马值，n表示显示设备的位宽，x表示显示设备的校正前亮度值，并且，1≤x≤2n-1、x为整数。
所述方法中，所述显示设备的伽马值小于1时，所述初始亮度值为1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(1)。
所述方法中，所述递推公式为：
其中，
所述方法中，所述显示设备的伽马值大于1时，所述初始亮度值为2n-1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(2n-1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(2n-1)。
所述方法中，所述递推公式为：
其中，
本发明还提供一种图像伽马校正装置，包括：
第一获取模块，用于获取根据显示设备的伽马值以及位宽构建的所述显示设备对应的伽马特性函数，其中，校正前亮度值作为所述伽马特性函数的输入值，校正后亮度值作为所述伽马特性函数的输出值；
第二获取模块，用于获取预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值以及所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数；
递推模块，用于根据所述初始输出值、导数以及预先存储的递推公式，递推得到所述伽马特性函数的输入值为各个亮度值时的输出值，其中，各个亮度值为初始亮度值之外的亮度值；
构建模块，用于根据所述初始亮度值以及初始输出值、各个亮度值以及所述伽马特性函数的输入值为对应亮度值时的输出值，构建伽马对应表；
校正模块，用于根据构建的伽马对应表，对输入所述显示设备的图像进行伽马校正。
所述装置中，所述根据所述显示设备的伽马值以及位宽，构建的所述显示设备对应的伽马特性函数为：
其中，γ表示显示设备的伽马值，n表示显示设备的位宽，x表示显示设备的校正前亮度值，并且，1≤x≤2n-1、x为整数。
所述装置中，所述显示设备的伽马值小于1时，所述初始亮度值为1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(1)。
所述装置中，所述递推公式为：
其中，
所述装置中，所述显示设备的伽马值大于1时，所述初始亮度值为2n-1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(2n-1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(2n-1)。
所述装置中，所述递推公式为：
其中，
利用本发明实施例提供的图像伽马校正方法及装置，具有以下有益效果：
仅在rom中预先存储伽马特性函数、伽马特性函数的初始输出值、伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数以及递推公式，当显示设备运行(启动)时，根据rom中存储的信息构建伽马对应表，从而节省了rom存储空间，并且，本发明实施例中的伽马对应表中保存了所有校正前亮度值对应的校正后亮度值，不需要经过数据差值计算，从而在一定程度上提高了对图像进行伽马校正的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的图像伽马校正方法流程图；
图2为本发明实施例提供的实施例一的实施流程图；
图3为本发明实施例提供的实施例二的实施流程图；
图4为本发明实施例提供的图像伽马校正装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的图像伽马校正方法及装置进行更详细地说明。
本发明实施例提供一种图像伽马校正方法，如图1所示，包括：
步骤101，获取根据显示设备的伽马值以及位宽构建的所述显示设备对应的伽马特性函数，其中，校正前亮度值作为所述伽马特性函数的输入值，校正后亮度值作为所述伽马特性函数的输出值。
具体的，每个显示设备具有其对应的伽马值γ以及位宽n，根据位宽可计算得到输入该显示设备的图像的校正前最大亮度值为2n-1，校正前最大亮度值确定后，可确定输入该显示设备的图像的校正前亮度值的取值范围为0～2n-1，校正前亮度值为整数。
将图像的校正前亮度值作为该显示设备对应的伽马特性函数的输入值，该伽马特性函数的输出值为该图像的校正后亮度值。
步骤102，获取预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值以及所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数。
具体的，预先从0～2n-1中确定一个亮度值作为初始亮度值，并预先根据伽马特性函数，计算出输入值为初始亮度值时的伽马特性函数的初始输出值以及伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数。
步骤103，根据所述伽马特性函数、所述初始输出值、所述导数以及预先存储的递推公式，递推得到所述伽马特性函数的输入值为各个亮度值时的输出值，其中，各个亮度值为初始亮度值之外的亮度值。
具体的，根据所述伽马特性函数、所述初始输出值、所述导数以及预先存储的递推公式，以初始输出值以及伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为起点，根据预先存储的递推公式依次递推伽马特性函数为各个亮度值时的输出值，其中，各个亮度值为0～2n-1中初始亮度值之外的亮度值。
步骤104，根据所述初始亮度值以及初始输出值、各个亮度值以及所述伽马特性函数的输入值为对应亮度值时的输出值，构建伽马对应表。
具体的，初始亮度值、初始输出值以及各个亮度值和各个亮度值对应的输出值确定后，将亮度值与对应输出值对应存储在伽马对应表中，从而构建得到该显示设备对应的伽马对应表，即，构建得到校正前亮度值和校正后亮度值的对应关系表。优选地，构建得到的伽马对应表存储在内存中，当显示设备运行时构建该伽马对应表并存储在内存中，当显示设备停止运行时，该伽马对应表从内存中清除，从而节省了rom存储空间。
步骤105，根据构建的伽马对应表，对输入所述显示设备的图像进行伽马校正。
具体的，伽马对应表构建完成后，当待校正图像输入显示设备后，在伽马对应表中查找待校正图像中的每个像素的校正前亮度值对应的校正后亮度值，在显示设备上显示该待校正图像时，根据校正后的亮度值显示该图像的每个像素。
本发明实施例，仅在rom中预先存储伽马特性函数、伽马特性函数的初始输出值、伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数以及递推公式，当显示设备运行(启动)时，根据rom中存储的信息构建伽马对应表，从而节省了rom存储空间，并且，本发明实施例中的伽马对应表中保存了所有校正前亮度值对应的校正后亮度值，不需要经过数据差值计算，从而在一定程度上提高了对图像进行伽马校正的准确性。
优选地，根据所述显示设备的伽马值以及位宽，构建的所述显示设备对应的伽马特性函数为：
其中，γ表示显示设备的伽马值，n表示显示设备的位宽，x表示显示设备的校正前亮度值，并且，1≤x≤2n-1、x为整数。
需要说明的是，
优选地，当所述显示设备的伽马值小于1时，规定所述初始亮度值为1，则预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(1)。其中，
当显示设备的伽马值小于1时，递推公式为：
其中，
需要说明的是，
具体实施时，伽马特性函数的输入值x依次取值为1～2n-1，根据前一输入值的输出值，以及伽马特性函数在前一输入值的导数，确定当前输入值的输出值。举例说明，根据递推公式、初始输出值、g(1)以及g'(1)，递推伽马特性函数的输入值为2时的输出值g(2)，则
上述递推公式1和公式2仅为一种优选地实施方式，递推公式1还可以为g(x+1)＝g(x)+g'(x)，相应的公式2还可以为
优选地，当所述显示设备的伽马值大于1时，规定所述初始亮度值为2n-1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(2n-1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(2n-1)。其中，g(2n-1)＝(2n-1)，g'(2n-1)＝0
当显示设备的伽马值大于1时，递推公式为：
其中，
具体实施时，伽马特性函数的输入值x依次取值为2n-1～1，根据前一输入值的输出值，以及伽马特性函数在前一输入值的导数，确定当前输入值的输出值。举例说明，根据递推公式、初始输出值、g(2n-1)以及g'(2n-1)，递推伽马特性函数的输入值为2n-2时的输出值g(2n-2)，则
上述递推公式3和公式4仅为一种优选地实施方式，递推公式3还可以为g(x-1)＝g(x)-g'(x-1)，相应的公式4还可以为
优选地，当显示设备的伽马值等于1时，伽马特性函数为g(x)＝x，此时，可直接根据该伽马特性函数以及亮度值，递推得到各个校正前亮度值对应的校正后亮度值，亮度值的取值范围为：1～2n-1。
具体的，递推公式1采用以下方式推导得出：
假设伽马特性函数在点a处的泰勒级数展开公式为：
取该泰勒级数展开公式的前三项，即：
令x＝x+1，a＝x，代入公式
将
公式2按照以下方式推导得出：
1、整理伽马特性函数后得到
2、求
3、由2中得到的公式整理后可得：
4、将3中的公式代入递推公式1，可得：
5、令4中的函数f(x)＝g(x)，则可得公式2：
具体的，递推公式3和公式4可根据递推公式1和公式2推导得出，这里不做详述。
下面集合具体实施例，详细说明本发明实施例的构建伽马对应表的实施过程，
实施例1
假设显示设备的伽马值小于1，位宽为12，则显示设备对应的伽马特性函数为：
步骤201，获取显示设备对应的伽马特性函数、预先存储的伽马特性函数的输入值为1时的初始输出值以及伽马特性函数在输入值为1时的导数。
步骤202，根据递推公式1、将伽马特性函数的输入值为1时的初始输出值以及伽马特性函数在输入值为1时的导数，分别令x的取值为1～4095，得到伽马特性函数的输入值为2～4095时的输出值。
步骤203，将1～4095对应的伽马函数的输出值的对应关系保存至伽马对应表。
实施例2
假设显示设备的伽马值大于1，位宽为12，则显示设备对应的伽马特性函数为：
步骤301，获取显示设备对应的伽马特性函数、预先存储的伽马特性函数的输入值为4095时的初始输出值以及伽马特性函数在输入值为4095时的导数。
步骤302，根据递推公式3、将伽马特性函数的输入值为4095时的初始输出值以及伽马特性函数在输入值为4095时的导数，分别令x的取值为4095～1，得到伽马特性函数的输入值为4095～2时的输出值。
步骤303，将4095～1对应的伽马函数的输出值的对应关系保存至伽马对应表。
实施例3
假设显示设备的伽马值等于1，位宽为12，则显示设备对应的伽马特性函数为：g(x)＝x，则利用本发明实施例构建伽马对应表的实施过程，包括：令x依次取值1～4095，计算得到g(1)～g(4095)；将1～4095对应的g(1)～g(4095)对应保存至伽马对应表。
基于与上述实施例提供的图像伽马校正方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种图像伽马校正装置，如图4所示，包括：
第一获取模块401，用于获取根据显示设备的伽马值以及位宽构建的所述显示设备对应的伽马特性函数，其中，校正前亮度值作为所述伽马特性函数的输入值，校正后亮度值作为所述伽马特性函数的输出值；
第二获取模块402，用于获取预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值以及所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数；
递推模块403，用于根据所述初始输出值、导数以及预先存储的递推公式，递推得到所述伽马特性函数的输入值为各个亮度值时的输出值，其中，各个亮度值为初始亮度值之外的亮度值；
构建模块404，用于根据所述初始亮度值以及初始输出值、各个亮度值以及所述伽马特性函数的输入值为对应亮度值时的输出值，构建伽马对应表；
校正模块405，用于根据构建的伽马对应表，对输入所述显示设备的图像进行伽马校正。
优选地，所述根据所述显示设备的伽马值以及位宽，构建的所述显示设备对应的伽马特性函数为：
其中，γ表示显示设备的伽马值，n表示显示设备的位宽，x表示显示设备的校正前亮度值，并且，1≤x≤2n-1、x为整数。
优选地，所述显示设备的伽马值小于1时，所述初始亮度值为1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(1)。
优选地，所述递推公式为：
其中，
优选地，所述显示设备的伽马值大于1时，所述初始亮度值为2n-1、预先存储的所述伽马特性函数的输入值为初始亮度值时的初始输出值为g(2n-1)、所述伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数为g'(2n-1)。
优选地，所述递推公式为：
其中，
利用本发明实施例提供的图像伽马校正方法及装置，具有以下有益效果：
仅在rom中预先存储伽马特性函数、伽马特性函数的初始输出值、伽马特性函数在输入值为初始亮度值时的导数以及递推公式，当显示设备运行(启动)时，根据rom中存储的信息构建伽马对应表，从而节省了rom存储空间，并且，本发明实施例中的伽马对应表中保存了所有校正前亮度值对应的校正后亮度值，不需要经过数据差值计算，从而在一定程度上提高了对图像进行伽马校正的准确性。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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