[发明专利]一种自适应Gamma曲线调节方法

说明书

本发明公开了一种自适应Gamma曲线调节方法。现有方法采用单一的Gamma曲线调节，适应性不好。本发明方法首先通过对所需分析的图像亮度域进行亮度统计，得到直方图区间，然后对直方图区间进行分区比例系数运算，得到各区间调整系数；设定低对比度Gamma_low曲线和高对比度Gamma_high曲线；最后根据各个直方图区间的调整系数和划分阈值对Gamma_low曲线和Gamma_high曲线进行拟合。本发明方法可以自适应调整对比度、亮度，能够有效地对当前场景的复杂度进行分析，识别当前场景所需对比度，可以更加精确的根据场景、光源的变换进行自适应的Gamma曲线校正。

技术领域

本发明属于图像技术处理，具体涉及一种自适应Gamma曲线调节方法。

背景技术

Gamma源于CRT(显示器/电视机)的响应曲线，即其亮度与输入电压的非线性关系。由于液晶屏红绿蓝三色电光特性不一致，表现为各个灰阶的颜色差异较大，需要校正各个灰阶的颜色。尤其暗场的灰阶误差非常明显，无法通过白平衡调节来清除各灰阶的颜色误差。只有各灰阶的颜色一致后，方能通过亮暗场的白平衡调节，将色温调节到要求的色温。另一方面显示器的亮度比较高，为了增加显示器的透亮度，更好地表现颜色，需要对显示器的亮度进行非线性校正。这些，都需要通过对显示器进行GAMMA校正来完成。校正GAMMA曲线后，可以实现如下目的：暗场灰阶的颜色明显改善，各灰阶的颜色误差明显减少，暗场颜色细节分明，图像亮度颜色一致，透亮度好，对比明显。

目前，传统的Gamma曲线校正的方法是，基于预先设置的一条Gamma曲线，生成一个Gamma曲线表，通过获得输入的像素值代入Gamma曲线表中，得到校正后的Gamma值，以还原由于显示器物理特性导致的像素亮度失真的情况。

当前Gamma校正方法对于视频监控领域仍然存在一定的缺点，单一的Gamma曲线对于固定场景可以取得不错的图像效果，但是不同场景下的校正，就会出现各种过度校正或校正不足的情况。例如在监控领域中，由于监控场景的多样化，存在在场景变更以及光线变化的情况，在此类情况下，单一的Gamma曲线对这些变化没有很好的适应性，这时候的校正就会出现对比度严重失真的情况，甚至对于一些区域由于对比度调节不当，造成视频信息丢失等问题。

发明内容

本发明考虑到场景、光线的多元化场景下，单一的Gamma曲线无法进行有效的校正而导致的对比度问题，提供了一种自适应Gamma曲线调节方法。

本发明方法首先进行直方图统计，然后分析直方图、Gamma曲线标定，最后进行Gamma曲线拟合。

步骤(1)通过对所需分析的图像亮度域进行亮度统计，具体方法是：

(1-1)提取所需分析图像的亮度域；

(1-2)对所需分析图像的亮度域进行像素值的个数进行统计，统计出2^k个灰度级，k＝8,10,12，得到2^k段直方图G[2^k]；

(1-3)对G[2^k]进行区间划分，得到n个直方图区间t＝0,T[1],T[2],L,T[n],2^k，T[i]为第i个直方图区间的划分阈值，i＝1,2,L,n；

n为偶数，由用户进行配置，6≤n≤16，配置的n值越大，精度越高；区间划分的值采用等差分布。

步骤(2)对直方图区间H[n]进行分区比例系数运算，最终得到各区间调整系数，具体方法是：

(2-1)计算m个直方图区间的比例系数，各个直方图区间的比例系数j＝1，2，L，m，

(2-2)根据R[j]扩展为n个直方图区间的比例系数，扩展方法为：R[m+1]＝R[m]，R[m+2]＝R[m-1]，···，R[n]＝R[1]；