的每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)進(jìn)行查表完成GAMMA校正，并通過上述運算得到輸出圖像數(shù)據(jù)，相比于相關(guān)技術(shù)中，將多路A位數(shù)據(jù)的每一路A位數(shù)據(jù)的A位數(shù)據(jù)進(jìn)行查表完成GAMMA校正，減少了 FPGA的資源使用量，解決了相關(guān)技術(shù)中在FPGA資源有限的情況下，GAMMA校正以及色空間轉(zhuǎn)換帶來的誤差較大、圖像細(xì)節(jié)丟失的問題，減小了圖像色彩校正過程中的舍入誤差，改善了經(jīng)過色空間轉(zhuǎn)換后的圖像暗部細(xì)節(jié)。
[0038]上述步驟S3涉及將每一路A位數(shù)據(jù)的低D位數(shù)據(jù)、與每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)對應(yīng)的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運算得到輸出圖像數(shù)據(jù)。在一個可選實施例中，該插值運算可以是，計算與每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)對應(yīng)的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)之間的差值，得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果，然后將與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果和低D位數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插值運算，得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果，最后將與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果與指定數(shù)據(jù)進(jìn)行求和運算得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的輸出圖像數(shù)據(jù)，其中，指定數(shù)據(jù)為與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)中較低位的地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)。在輸出圖像數(shù)據(jù)的過程中涉及到的上述插值運算包括了每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)和低D位數(shù)據(jù)，也就是說每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)和低D位數(shù)據(jù)都影響了輸出圖像數(shù)據(jù)，相比于相關(guān)技術(shù)中，在FPGA內(nèi)部資源有限的情況下，通常查找表的輸出會舍棄較多低位數(shù)據(jù)以減少資源的利用，而丟失圖像暗部細(xì)節(jié)，上述在輸出圖像數(shù)據(jù)的過程中涉及到的插值運算，解決了在有限的FPGA資源的情況下盡可能大的減少GAMMA校正以及色空間轉(zhuǎn)換時帶來的誤差與圖像細(xì)節(jié)損失，使得經(jīng)過色空間轉(zhuǎn)換的圖像擁有更好的暗部細(xì)節(jié)。
[0039]上述步驟涉及到將與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果和低D位數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插值運算，得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果。在一個可選實施例中，將每一路A位數(shù)據(jù)的低D位數(shù)據(jù)除以2D之后，將得到的結(jié)果與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果進(jìn)行乘積運算得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果。
[0040]上述步驟SI中涉及到將輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，需要說明的是，可以通過多種方式對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，下面對此進(jìn)行舉例說明。在一個可選實施例中，將輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行GAMMA校正，得到GAMMA校正后的輸入圖像數(shù)據(jù)，然后將經(jīng)過GAMMA校正后的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，從而得到轉(zhuǎn)換后的多路A位數(shù)據(jù)。
[0041]上述步驟涉及將輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行GAMMA校正，得到GA麗A校正后的輸入圖像數(shù)據(jù)，在一個可選實施例中，GAMMA校正可以通過查表的方式進(jìn)行。
[0042]在一個可選實施例中，輸入圖像數(shù)據(jù)可以是RGB數(shù)據(jù)，還可以是CMYK數(shù)據(jù)。
[0043]實施例2
[0044]本實施例提供了一種基于可編程邏輯器件FPGA的圖像色彩校正裝置，圖3為本發(fā)明實施例的基于FPGA的圖像色彩校正裝置的結(jié)構(gòu)框圖(一)，如圖3所示，包括，該裝置包括:第一色空間轉(zhuǎn)換模塊32，用于將輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換后的多路A位數(shù)據(jù);查表模塊34，用于取該多路A位數(shù)據(jù)的每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)進(jìn)行查表，得到至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù);插值運算模塊36，用于將每一路A位數(shù)據(jù)的低D位數(shù)據(jù)、與每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)對應(yīng)的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運算得到輸出圖像數(shù)據(jù);其中，A，B，C，D為自然數(shù)，B+D=A，B>C。
[0045]圖4為本發(fā)明實施例的基于FPGA的圖像色彩校正裝置的結(jié)構(gòu)框圖(二)，如圖4所示，插值運算模塊36包括:差值運算單元362，用于計算與每一路A位數(shù)據(jù)的高B位數(shù)據(jù)對應(yīng)的至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)之間的差值，得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果；內(nèi)插值運算單元364，用于將該與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果和低D位數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插值運算，得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果;求和運算單元366，用于將該與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果與指定數(shù)據(jù)進(jìn)行求和運算得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的輸出圖像數(shù)據(jù)，其中，該指定數(shù)據(jù)為與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的該至少兩個地址相鄰的位寬均為C位的數(shù)據(jù)中較低位的地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0046]可選地，內(nèi)插值運算單元364還用于將每一路A位數(shù)據(jù)的低D位數(shù)據(jù)除以2D之后，將得到的結(jié)果與該每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的差值結(jié)果進(jìn)行乘積運算得到與每一路A位數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)插值運算結(jié)果。
[0047]圖5為本發(fā)明實施例的基于FPGA的圖像色彩校正裝置的結(jié)構(gòu)框圖(三)，如圖5所示，第一色空間轉(zhuǎn)換模塊32可以被替換為校正模塊52和第二色空間轉(zhuǎn)換模塊54，其中，包括:校正模塊52，用于將輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行GAMMA校正，得到GAMMA校正后的輸入圖像數(shù)據(jù)；第二色空間轉(zhuǎn)換模塊54，用于將經(jīng)過GAMMA校正后的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換后的該多路A位數(shù)據(jù)。
[0048]可選地，上述GAMMA校正可以通過查表的方式進(jìn)行的。
[0049]可選地，該輸入圖像數(shù)據(jù)為RGB數(shù)據(jù)。
[0050]上述裝置，解決了相關(guān)技術(shù)中在FPGA資源有限的情況下，GAMMA校正以及色空間轉(zhuǎn)換帶來的誤差較大、圖像細(xì)節(jié)丟失的問題，減小了圖像色彩校正過程中的舍入誤差，改善了經(jīng)過色空間轉(zhuǎn)換后的圖像暗部細(xì)節(jié)。
[0051 ]下面以上述輸入圖像數(shù)據(jù)為RGB數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說明。
[0052]為了實現(xiàn)上述目的，本可選實施例的基于FPGA插值算法實現(xiàn)圖像一維色空間轉(zhuǎn)換的方法是這樣的:
[0053]步驟A:恢復(fù)輸入視頻源的線性特性。由于正常應(yīng)用時輸入視頻源通常帶有GAMMA特性以適應(yīng)顯示設(shè)備的GAMMA特性，這使得視頻源不符合線性特性。只有將信號源恢復(fù)到線性特性才可以進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換。根據(jù)通常視頻源所帶GAMMA特性的范圍，為了提高反GAMMA校正的精度即保證輸入信號源量化值為I時對應(yīng)的線性量化值大于等于I，運算中所需乘法系數(shù)最小值應(yīng)為218-1。圖6是本發(fā)明實施例的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行查表示意圖，其具體方法如下:將輸入的視頻源數(shù)據(jù)的RGB數(shù)據(jù)分別進(jìn)行查表(輸入查找表)，得到3路位寬均為18位的數(shù)據(jù)，在此標(biāo)記為R_midl、G_midl。輸入查找表中的數(shù)據(jù)存儲在FPGA內(nèi)部緩存，其可以是上電初始化的數(shù)據(jù)文件，亦可通過數(shù)據(jù)寫入端口根據(jù)不同的輸入γ值做相應(yīng)的更新。查表的方式可以采用根據(jù)輸入視頻源RGB的值進(jìn)行地址尋址的方式。以8位R數(shù)據(jù)對應(yīng)的輸入查找表為例(RGB對應(yīng)的輸入查找表數(shù)據(jù)相同)，其數(shù)據(jù)深度為256，數(shù)據(jù)位寬為18位，輸入查找表內(nèi)數(shù)據(jù)內(nèi)容由以下公式計算得來:
[0054]a=(R/(256-l))Y*(218-l)(Re[0，255]) (I)
[0055]步驟B:向目標(biāo)色域進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換，圖7是本發(fā)明實施例的顏色空間轉(zhuǎn)換示意圖，其具體方法如下:將3路18位數(shù)據(jù)寬度的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行色空間轉(zhuǎn)換。每一路經(jīng)過步驟A后輸出的18位數(shù)據(jù)R_midl、G_midl為RGB線性化后對應(yīng)的值，根據(jù)目標(biāo)色域與未校色前所測的實際顯示色域計算出修正系數(shù)，分別與R_midl、G_midl、B_midl進(jìn)行乘法運算，得出經(jīng)過色空間轉(zhuǎn)換后的位寬均為18位的數(shù)據(jù)R_mid2、G_mid2、B_mid2。此過程計算方法可以參照其他關(guān)于色空間轉(zhuǎn)換的文獻(xiàn)。
[0056]步驟C:完成色空間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)依然為線性數(shù)據(jù)，為了適應(yīng)顯示設(shè)備的GAMMA特性，需要將完成色空間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行GAMMA校正，在此受限于FPGA內(nèi)部資源，若直接利用18位數(shù)據(jù)進(jìn)行查表運算完成GAMMA校正，其資源使用量是利用高12位數(shù)據(jù)查表運算的64倍，這對絕大多數(shù)FPGA芯片都是難以承受的，直接導(dǎo)致FPGA資源緊張或者是FPGA成本迅速增高。利用高12位數(shù)據(jù)進(jìn)行GAMMA校正是在圖像處理的精度和FPGA資源限制的情況下選擇的平衡點。圖8是本發(fā)明實施例的輸出數(shù)據(jù)查表示意圖，其具體方法如下:將進(jìn)行完色空間轉(zhuǎn)換的3路位寬均為18位數(shù)據(jù)R_mid2、G_mid2、B_mid2，分別取高12位數(shù)據(jù)進(jìn)行查表(輸出查找表)得到相鄰兩個地址位寬均為10位的數(shù)據(jù)，在此標(biāo)記為R_mid3_0、R_mid3_l、G_mid3_0、G_mid3_
l、B_mid3_0、B_mid3_l。輸出查找表中的數(shù)據(jù)同樣存儲在FPGA內(nèi)部緩存，其可以是上電初始化的數(shù)據(jù)文件，亦可通過數(shù)據(jù)寫入端口根據(jù)不同的輸出γ值做相應(yīng)的更新。查表的方式可以采用根據(jù)1?_11^(12、6_1]11(12、13_1]11(12高12位對應(yīng)的值進(jìn)行地址尋址的方式。相鄰地址為當(dāng)前查找表輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)地址的下一個地址，例如R_mid2的高12位大小為m，則當(dāng)前地址為m，設(shè)相鄰地址n，其對應(yīng)關(guān)系為11 = 111+1。以1?_1^(12對應(yīng)的輸出查找表為例(R_mid2、G_mid2、B_mid2對應(yīng)的輸出查找表數(shù)據(jù)相同)，其數(shù)據(jù)深度為4096，數(shù)據(jù)位寬為10位，輸出查找表內(nèi)數(shù)據(jù)內(nèi)容由以下公式計算得來:
[0057]b = (R_mid2[ll:0]/(4096-l))1/Y*(1024-l) (2)
[0058]步驟D:計算經(jīng)過步驟C中GAMMA校正后輸出曲線上相鄰兩點的差值，此差值為內(nèi)插值計算過程中所需的比例系數(shù)。其具體方法如下:將相鄰兩地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行差值運算。在此標(biāo)記進(jìn)行差值運算后的結(jié)果分別為Tr、Tg、Tb。其運算過程如下:
[0059]Tr = R_mi