灰度校正(γ校正)

1、灰度校正的原理

灰度校正〔γ校正〕程為線性，即重現(xiàn)的圖像亮度B=K*B

)。O O否則圖像就會(huì)消滅亮度和色度的非線性失真。攝像器件的光－電轉(zhuǎn)換關(guān)系為：E=K0 1

*Bγ１O(jiān)

(3-8)1式中：E0－ 攝像器件輸出電壓；K－常數(shù)；BO－景物亮度；γ1

－轉(zhuǎn)換１γ電轉(zhuǎn)換可以看作是線性的，即

１E=K*B0 1 O而顯像管的電—光轉(zhuǎn)換關(guān)系為：2Bd=K*Eγ2 〔3-9〕2d2E一顯像管柵極上的信號(hào)電壓；γ2一顯像管的轉(zhuǎn)換非線性系數(shù)；一般γ2=2.2。明顯，顯像管的電一光轉(zhuǎn)換是一種非線性性關(guān)系。這兩種轉(zhuǎn)換的γ特性如圖3-5〔〔b〕所示。3-55參加一個(gè)特性與顯像管端相反的非線性失真，以校正由γ2非線性造成的失真。設(shè)這一校正電路的傳輸特性為：E=K*Eγ１O(jiān)要保正系統(tǒng)為線性特性，則肯定要滿足:

(3-10)γ１*γ2*γ3=1 (3-11)

*γ 〕=1/2.2=0.45 〔3-12〕2１23-5〔。我們把這種校正電路稱為γ校正。γ校正可以在攝像機(jī)電路中進(jìn)展，也可以在電視機(jī)電路中進(jìn)展，由于電視機(jī)γ校正同意安排在攝像機(jī)電路中實(shí)施。2、灰度校正的電路3-56所示，這是一個(gè)具有折線特性的γT1和T3D1D2等組成的γ對(duì)應(yīng)圖像較暗、視頻信號(hào)幅度較小〕，T1CAB點(diǎn)，則D1、D2都截止，此時(shí)經(jīng)R1T3的3-57所示。當(dāng)輸入信號(hào)電平漸漸降低〔圖像漸漸變亮、視頻信號(hào)漸漸增加，CCA3-57中其次段曲線。D2也導(dǎo)通，分流作用更大，放大器W電位可得到比較γ校正電路的實(shí)際特性曲線的轉(zhuǎn)折是并不像圖過(guò)程是漸變的，所以拐點(diǎn)并不明顯。彩色校正3-58所示。而實(shí)分成線性彩色校正和非線性彩色校正兩種類型。1、線性彩色校正電路

3-58的光譜響應(yīng)曲線，這就是線性彩色校正電路的主要任務(wù)。3-58RG曲線的正瓣范圍內(nèi)，正次瓣局部則處B線路的正瓣下面;GR曲線的正瓣的下面，另一個(gè)B曲線正瓣下面；而BRG曲線的下面。于是設(shè)想雖然這種校正的結(jié)果不完全抱負(fù)，但從實(shí)際復(fù)原的顏色看，令人比較滿足。路輸出信號(hào)，設(shè)輸入信號(hào)即校正前的信號(hào)為R、B，則彩色矩陣可表示為：〔3-13〕a,b,c……i為矩陣系數(shù)，它們都是常數(shù)。R=G=B9個(gè)矩陣系數(shù)應(yīng)當(dāng)滿足下式：a+b+c=1d+e+f=1g+h+i=19個(gè)系數(shù)的選擇與很多因素有關(guān)，一般由生產(chǎn)廠家供給確定的數(shù)據(jù)，如下面一組系數(shù)數(shù)據(jù)：〔3-14〕由于是線性關(guān)系，可以用簡(jiǎn)潔的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路形式如圖3-59所示。校正前的信號(hào)R’、G’、B’分別送入各自的分相器，分成正、負(fù)極性的信號(hào)，并將這六路正、負(fù)極性的信號(hào)送進(jìn)電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展疊加。由(3-14)式可求出紅、綠、藍(lán)三路矩陣電阻的比例：紅路：R1：R2：R3=1/1.455：1/0.466：1/0.011綠路：R4：R5：R6=1/0.166：1/1.272：1/0.105藍(lán)路：R7：R8：R9=1/0.0011/0.167：1/1.1683個(gè)電阻只要確定一個(gè)，另外兩個(gè)就可以確定了。系數(shù)中的負(fù)值通R’、G’、B’來(lái)實(shí)現(xiàn)。校正后的輸出經(jīng)過(guò)電子開關(guān)掌握，再經(jīng)輸出級(jí)輸出。2上述線性電路彩色校正的參數(shù)都是經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算與試驗(yàn)而確定的，不是非線性校正電路。非線性彩色校正的根本原理是設(shè)法從攝像的彩色圖像信號(hào)中選出某一種需降低；或者用此信號(hào)去轉(zhuǎn)變令兩個(gè)彩色信號(hào)的大小，從而轉(zhuǎn)變彩色的色調(diào)。圖3-60G-B、G-R、R-B、B-R送入選色電路，該電路的作用是由各種色3-61所示。例如，當(dāng)綠色消滅時(shí)，R=B=0,G=1G-BG-RD3△3-62所示。當(dāng)△GW1時(shí)，調(diào)整W1在中間位置是△G=0；上移時(shí)△G>0;下移時(shí)△G<0，從而轉(zhuǎn)變了△G的大小和極性。然后將△G送進(jìn)混合器與圖像信號(hào)W2在中間時(shí)，△GR=△GB=0；上下移動(dòng)即轉(zhuǎn)變了△GR和△GB的極性和大小，然后將△GRR通道的混合RGBBBW2即轉(zhuǎn)變了色調(diào)。以上舉例僅說(shuō)明白一個(gè)單色信號(hào)“+G”的校正原理，將全部六個(gè)單色光的校正矩陣合在一起就是整個(gè)原攝像機(jī)的彩色校正電路。輪廓校正１、水平輪廓校正CCD單元還是電子束，3-63來(lái)說(shuō)明這一現(xiàn)象。圖中〔a〕式被攝景物的某一局部，左邊為B01B02，設(shè)電子束截面直d,是有一個(gè)過(guò)度時(shí)間，如圖〔b〕所示。這樣的信號(hào)送往電視機(jī)重現(xiàn)圖像的黑白交廓校正和垂直輪廓校正。１、水平輪廓校正3-633-64所示。當(dāng)拍攝圖〔b〕所示的圖像時(shí)，電路中各點(diǎn)波性如圖，經(jīng)過(guò)水平輪廓校正后的圖像如圖〔d。3-64圖〔a〕1是為輪廓模糊的輸入信號(hào)，此信號(hào)通過(guò)低通濾波器，由于抑制〔c〕3.輸入信號(hào)另一路經(jīng)延時(shí)線，形成如圖〔c〕2的波形，這里經(jīng)延時(shí)線的元23在減法器中相減2-4，就是所25。從５的波形可見，經(jīng)過(guò)校正以后，視頻信號(hào)的邊沿具有了叫都的過(guò)度特性，并有下沖和上沖，使重現(xiàn)是為圖像看上去更加鮮亮，如圖〔d〕所示，因此這種輪廓校正電路也叫做勾邊電路。２、垂直輪廓校正上使相鄰像素之間相隔一行〔64μs〕的掃描時(shí)間。垂直輪廓校正由兩種方案：后者。由于要延遲一行〔64μs〕的時(shí)間較長(zhǎng)，一般分布參數(shù)的延時(shí)線是無(wú)法實(shí)3路基色信號(hào)中，來(lái)完成垂直輪廓校正任務(wù)。圖3-65所示為一條行延時(shí)線垂直輪廓校正電路的原理方框圖。圖〔b〕為〕是校正電路方框圖〔〕視圖中各點(diǎn)波形，其中