[发明专利]数字图像处理设备中的伽玛校正装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及γ校正装置和方法，更特别地，涉及采用根据检测的图像信号的亮度级而变化的γ曲线，在数字图像处理器中自适应地执行γ校正装置和方法。

背景技术

人眼根据Weber定律对于亮度进行非线性反应。为此，当提供相对有限比特深度，如每通道8比特时，对光线亮度进行线性编码引起色调分离(posterization)。因此，当给定任意比特深度时，为了获得高图像质量，需要使用非线形函数进行编码。如此，考虑人眼的非线性的编码信息被称为“γ校正”。在传统数字图像处理器的情况下，当由拍摄图像产生的原始数据被图像处理为联合图像专家组(JPEG，Joint Photographic coding Experts Group)数据或标签图像文件格式(TIFF，Tagged Image File Format)数据时，执行γ校正。

图1为包含在传统数字图像处理器中的γ校正装置的框图。

参照图1，由电荷耦合器件(CCD，Charge-Coupled Device)滤波器(未显示)和滤色阵列(CFA，color filter array)滤波器(未显示)获取的12比特(也可以是10比特或16比特)原始数据被模数转换器(ADC)110数字化。

在CCD和CFA滤波器中使用的元件对温度变化敏感，并根据温度变化而产生暗电流，导致在图像信号中包含不期望的黑色电平。黑色电平调整单元115去除这种由暗电流产生的黑色电平。

γ校正单元120通过γ曲线将输入的12比特图像信号的输入亮度级(brightness level)校正为8比特亮度级，并输出该8比特亮度级。图2为说明当用图1所示的γ校正装置进行γ校正时所应用的γ曲线的图。例如，12比特图像信号的亮度级1500通过该γ曲线被校正为8比特图像信号的亮度级200。

CFA内插器125将γ校正后的8比特数据的RGRG行和GBGB行所实现的bayer图案内插为RGB行。CFA内插器125通过首先从仅具有R或B通道值的像素恢复G通道，然后以该顺序或相反顺序将B和R通道值填充到空区域中，从而恢复三通道R、G和B，来进行颜色内插。

YUV转换器130将内插的RGB信号变换为YUV信号。

边缘补偿器135使用高通滤波器(HPF)滤波Y信号以便增强图像的锐度。第一噪声去除单元140从滤波后的Y信号中去除噪声。

色彩校正器145使用标准色彩坐标系来校正U和V信号的色彩值。第二噪声去除单元150从其色彩值已被校正的U和V信号中去除噪声。

联合图像专家组(JPEG，Joint Photographic coding ExpertsGroup)生成器155对已去除噪声的YUV信号进行压缩和信号处理并生成JPEG文件。该JPEG文件被存储在存储器中(未显示)。

然而，当数字图像处理器所拍摄的图像的曝光太长，或当没有信号对应于特定场景中的低亮度时，使用图2所示的γ曲线来进行γ校正引起沿输出亮度级轴低亮度图像数据的较大损失，如图3中所示，从而无法得到稳定的图像。

同样地，当没有信号对应于拍摄的图像中的高亮度时，使用图2所示的γ曲线来进行γ校正引起沿输出亮度级轴高亮度图像数据的较大损失，从而无法得到稳定的图像。

发明内容

本发明提供了一种γ校正装置和方法，根据检测的图像信号的亮度级而改变γ曲线，以便在数字图像处理器中自适应地执行γ校正。

根据本发明的一个方面，一种数字图像处理器中的γ校正装置包括：亮度级检测器，从捕获图像而产生的图像信号中检测亮度级；γ曲线计算器，根据检测的亮度级来移动现有γ曲线的起点和/或终点，以便将输入亮度级校正为预定输出亮度级，并计算新的γ曲线；以及γ校正器，使用所述新的γ曲线来校正图像信号的输入亮度级，并输出校正后的亮度级。

根据本发明的另一个方面，一种数字图像处理器中的γ校正装置包括：最低亮度级检测器，从捕获图像而产生的图像信号中检测最低亮度级；γ曲线计算器，根据检测的最低亮度级或低于检测的最低亮度级，来移动现有γ曲线的起点以便将输入亮度级校正为预定输出亮度级，并计算新的γ曲线；以及γ校正器，使用新的γ曲线来校正图像信号的输入亮度级，并输出校正后的亮度级。