[发明专利]基于FPGA的图像色彩校正方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像色空间转换领域，具体涉及一种基于FPGA的图像色彩 校正方法及装置。

背景技术

各种显示装置具有独特的色彩显示特性，其显示的红、绿、蓝三原色 的色坐标在色彩空间中构建出特定的色域范围。为了使不同的显示装置对 输入的图像信号达到显示效果的一致性与正确性，必须配合显示装置的色 彩显示特性，利用色域对应的转换方式，进行色彩校正从而使显示装置显 示的图像呈现一致性与正确性。

发光二极管(LightEmittingDiode，简称为LED)或液晶显示器 (LiquidCrystalDisplay，简称为LCD)显示面板的灰阶显示与输入信 号强度呈现非线性关系，这种特性称为GAMMA特性。一般的视频源都会将 信号处理为与面板相反的GAMMA曲线已适应面板这种特性。而当需要对视 频源的色空间进行转换时，则需要将输入信号进行反GAMMA校正之后再进 行色空间转换，然后将色空间转换完成后的信号再进行与面板对应的GAMMA 校正。

在相关技术中一种是基于数字信号处理(DigitalSignal Processing，简称为DSP)，通过灰阶函数式计算出输入值对应的灰阶值。 再通过色彩校正运算公式进行色空间转换，然后再通过灰阶函数式计算出 输出对应的灰阶值。这种方法的问题在于：灰阶函数式的运算量很大，占 用时间较长，如果在DSP中运行多任务系统时，其实时性欠佳。另一种是 基于现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，简称为FPGA) 架构，是采用查找表的方式实现GAMMA校正与反GAMMA校正，利用其内部 DSP模块实现色空间转换的功能。但受限于其内部资源，通常查找表的输出 会舍弃较多低位数据以减少资源的利用。而这种做法会直接导致图像暗部 灰阶细节的丢失。图1是相关技术中图像色空间转换示意图，如图1所示， 查找表的输出舍弃了低6位。

针对相关技术中，在FPGA资源有限的情况下，GAMMA校正以及色空间 转换带来的误差较大、图像细节丢失的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的在FPGA资源有 限的情况下，GAMMA校正以及色空间转换带来的误差较大、图像细节丢失的 问题，从而提供一种基于FPGA的图像色彩校正方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于可编程逻辑器件FPGA的图像 色彩校正方法，包括：将输入图像数据进行色空间转换，得到转换后的多 路A位数据；取所述多路A位数据的每一路A位数据的高B位数据进行查 表，得到至少两个地址相邻的位宽均为C位的数据；将每一路A位数据的 低D位数据、与每一路A位数据的高B位数据对应的至少两个地址相邻的 位宽均为C位的数据进行插值运算得到输出图像数据；其中，A,B,C,D为自 然数，B+D＝A，B>C。

可选地，所述插值运算包括：计算与每一路A位数据的高B位数据对 应的至少两个地址相邻的位宽均为C位的数据之间的差值，得到与每一路A 位数据对应的差值结果；将所述与每一路A位数据对应的差值结果和低D 位数据进行内插值运算，得到与每一路A位数据对应的内插值运算结果； 将所述与每一路A位数据对应的内插值运算结果与指定数据进行求和运算 得到与每一路A位数据对应的输出图像数据，其中，所述指定数据为与每 一路A位数据对应的所述至少两个地址相邻的位宽均为C位的数据中较低 位的地址对应的数据。

可选地，将所述与每一路A位数据对应的差值结果和低D位数据进行 内插值运算，得到与每一路A位数据对应的内插值运算结果包括：将每一 路A位数据的低D位数据除以2^D之后，将得到的结果与所述每一路A位数 据对应的差值结果进行乘积运算得到与每一路A位数据对应的内插值运算 结果。

可选地，将输入图像数据进行色空间转换，得到转换后的多路A位数 据的步骤被替代为：将输入图像数据进行GAMMA校正，得到GAMMA校正后 的输入图像数据；将经过GAMMA校正后的输入图像数据进行色空间转换， 得到转换后的所述多路A位数据。

可选地，所述GAMMA校正通过查表的方式进行。

可选地，所述输入图像数据为RGB数据。