[发明专利]一种图像亮度校正方法和硬件系统

说明书

本发明提供了一种硬件系统，所述硬件系统包括FPGA芯片和CPU芯片；所述CPU芯片，用于计算当伽马值为第一值时的伽马曲线段，以及将所述伽马曲线划分为分别对应不同的像素区间的多个伽马子曲线段；针对任意一个伽马子曲线段，按照与所述像素区间对应的步长从所述伽马子曲线段上采样，得到多个采样点，以及根据所述多个采样点的原始像素值和校正像素值生成伽马表；所述CPU芯片，还用于将所述伽马表传送至所述FPGA芯片；所述FPGA芯片，用于获取待处理图像的每个像素点的原始像素值；针对任意一个像素点的原始像素值，执行如下处理：根据所述伽马表确定与所述原始像素值对应的校正像素值。该方法用以采用硬件的方式实现图像亮度优化，提高图像处理效率。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像亮度校正方法和硬件系统。

背景技术

由于人眼对光的感应具有如下特点：对于暗处环境下的光线比较敏感，但对亮处环境下的光线不敏感。而图像传感器捕捉信号相对是直线变化的，为了纠正图像传感器和人眼感知之间的差异，所以在图像处理算法中，通常通过调整伽马(Gamma)曲线来调整图像信号的灰阶亮度，即对图像信号的灰阶亮度进行伽马校正。

但是目前的伽马校正运算量很大，中间运算过程还要用到大量浮点运算，最后结果又需要回归到整数，所以需要占用处理芯片的大量运算资源，且图像处理效率也偏低。

因此，亟需提供一种硬件方式可以实现高效地对图像信号的伽马校正。

发明内容

本发明提供一种图像亮度校正方法和硬件系统，用以实现利用以采用硬件的方式实现图像优化，提高图像处理效率。

第一方面，本发明实施例提供一种图像亮度校正方法，该方法可以应用于包括FPGA芯片和CPU芯片的硬件系统，所述方法包括：

所述CPU芯片计算当伽马值为第一值时的伽马曲线段，以及将所述伽马曲线划分为分别对应不同的像素区间的多个伽马子曲线段。

针对任意一个伽马子曲线段，所述CPU芯片按照与所述像素区间对应的步长从所述伽马子曲线段上采样，得到多个采样点，以及根据所述多个采样点的原始像素值和校正像素值生成伽马表。

所述FPGA芯片从CPU芯片获取伽马表；以及获取待处理图像的每个像素点的原始像素值；针对任意一个像素点的原始像素值，执行如下处理：根据所述伽马表确定与所述原始像素值对应的校正像素值。

本发明提供的图像亮度校正方法的有益效果在于：一方面，采样伽马曲线段上的采样点和计算伽马系数这一复杂的计算过程由高速的CPU芯片来执行，相比由FPGA来执行运算过程，可以大幅提升运算速度；另一方面，基于FPGA低时延、并行性和低功耗特点，利用从CPU芯片获取的伽马表对所述原始像素值进行伽马校正，可以实现图像信号的快速伽马校正，该方法采用硬件的方式实现图像优化，能够大幅提高图像处理效率。

在一种可能的实现方案中，FPGA芯片根据所述伽马表确定与所述原始像素值对应的校正像素值，具体用于：在所述伽马表查找是否存在与所述原始像素值对应的校正像素值；若存在，则将所述校正像素值作为所述原始像素值伽马校正后的像素值；若不存在，则确定所述原始像素值落入的像素区间，以及利用所述伽马表中所述像素区间对应的采样点，计算所述像素区间对应的伽马系数，利用所述伽马系数对所述原始像素值进行伽马校正，得到校正后的像素值。该方法中，FPGA芯片利用从CPU芯片获取的伽马表对所述原始像素值进行伽马校正，可以实现图像信号的快速伽马校正，该方法采用硬件的方式实现图像优化，能够大幅提高图像处理效率。