[發明專利]基于FPGA的圖像色彩校正方法及裝置

在審

• 申請號: 201610005046.1
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105657386A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 石振振;朱利人;徐道武
• 申請（專利權）人: 北京時代奧視科技股份有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N9/64
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及圖像色空間轉換領域，具體涉及一種基于FPGA的圖像色彩 校正方法及裝置。

背景技術

各種顯示裝置具有獨特的色彩顯示特性，其顯示的紅、綠、藍三原色 的色坐標在色彩空間中構建出特定的色域范圍。為了使不同的顯示裝置對 輸入的圖像信號達到顯示效果的一致性與正確性，必須配合顯示裝置的色 彩顯示特性，利用色域對應的轉換方式，進行色彩校正從而使顯示裝置顯 示的圖像呈現一致性與正確性。

發光二極管(LightEmittingDiode，簡稱為LED)或液晶顯示器 (LiquidCrystalDisplay，簡稱為LCD)顯示面板的灰階顯示與輸入信 號強度呈現非線性關系，這種特性稱為GAMMA特性。一般的視頻源都會將 信號處理為與面板相反的GAMMA曲線已適應面板這種特性。而當需要對視 頻源的色空間進行轉換時，則需要將輸入信號進行反GAMMA校正之后再進 行色空間轉換，然后將色空間轉換完成后的信號再進行與面板對應的GAMMA 校正。

在相關技術中一種是基于數字信號處理(DigitalSignal Processing，簡稱為DSP)，通過灰階函數式計算出輸入值對應的灰階值。 再通過色彩校正運算公式進行色空間轉換，然后再通過灰階函數式計算出 輸出對應的灰階值。這種方法的問題在于：灰階函數式的運算量很大，占 用時間較長，如果在DSP中運行多任務系統時，其實時性欠佳。另一種是 基于現場可編程門陣列(Field－ProgrammableGateArray，簡稱為FPGA) 架構，是采用查找表的方式實現GAMMA校正與反GAMMA校正，利用其內部 DSP模塊實現色空間轉換的功能。但受限于其內部資源，通常查找表的輸出 會舍棄較多低位數據以減少資源的利用。而這種做法會直接導致圖像暗部 灰階細節的丟失。圖1是相關技術中圖像色空間轉換示意圖，如圖1所示， 查找表的輸出舍棄了低6位。

針對相關技術中，在FPGA資源有限的情況下，GAMMA校正以及色空間 轉換帶來的誤差較大、圖像細節丟失的問題，還未提出有效的解決方案。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的在FPGA資源有 限的情況下，GAMMA校正以及色空間轉換帶來的誤差較大、圖像細節丟失的 問題，從而提供一種基于FPGA的圖像色彩校正方法及裝置。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于可編程邏輯器件FPGA的圖像 色彩校正方法，包括：將輸入圖像數據進行色空間轉換，得到轉換后的多 路A位數據；取所述多路A位數據的每一路A位數據的高B位數據進行查 表，得到至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數據；將每一路A位數據的 低D位數據、與每一路A位數據的高B位數據對應的至少兩個地址相鄰的 位寬均為C位的數據進行插值運算得到輸出圖像數據；其中，A,B,C,D為自 然數，B+D＝A，B>C。

可選地，所述插值運算包括：計算與每一路A位數據的高B位數據對 應的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數據之間的差值，得到與每一路A 位數據對應的差值結果；將所述與每一路A位數據對應的差值結果和低D 位數據進行內插值運算，得到與每一路A位數據對應的內插值運算結果； 將所述與每一路A位數據對應的內插值運算結果與指定數據進行求和運算 得到與每一路A位數據對應的輸出圖像數據，其中，所述指定數據為與每 一路A位數據對應的所述至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數據中較低 位的地址對應的數據。

可選地，將所述與每一路A位數據對應的差值結果和低D位數據進行 內插值運算，得到與每一路A位數據對應的內插值運算結果包括：將每一 路A位數據的低D位數據除以2^D之后，將得到的結果與所述每一路A位數 據對應的差值結果進行乘積運算得到與每一路A位數據對應的內插值運算 結果。

可選地，將輸入圖像數據進行色空間轉換，得到轉換后的多路A位數 據的步驟被替代為：將輸入圖像數據進行GAMMA校正，得到GAMMA校正后 的輸入圖像數據；將經過GAMMA校正后的輸入圖像數據進行色空間轉換， 得到轉換后的所述多路A位數據。

可選地，所述GAMMA校正通過查表的方式進行。

可選地，所述輸入圖像數據為RGB數據。