專(zhuān)利名稱(chēng)：：影象讀取裝置的快速伽馬校正方法隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)潮及計(jì)算機(jī)硬件的進(jìn)步，影象讀取裝置如掃描儀、數(shù)字相機(jī)或是數(shù)字?jǐn)z影機(jī)也隨之越來(lái)越普及。由于一般影象讀取裝置的物理組件特性和其它計(jì)算機(jī)硬件如屏幕或是打印機(jī)不同，因此為了使影象在屏幕上呈現(xiàn)或是打印時(shí)不失真，即需要對(duì)于原有影象數(shù)據(jù)做色彩校正，如伽馬校正(gammacorrection)，以得到較真實(shí)及較豐富的影象呈現(xiàn)。如用X代表輸入象素?cái)?shù)據(jù)，而Y代表輸出象素?cái)?shù)據(jù)，則可以用指數(shù)函數(shù)Y＝Xγ代表伽馬校正修正函數(shù)，或是利用其它的經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)(empiricalcurve)。然而由于色彩校正函數(shù)在硬件的實(shí)施上較為困難，因此公用的技術(shù)多用查表法(look-uptable)以加快數(shù)據(jù)處理的速度，然而伽馬校正表(gammacorrectiontable)的檔案大小和輸入象素編碼數(shù)據(jù)及輸出象素編碼數(shù)據(jù)的分辨率相關(guān)，對(duì)于12-bit輸入、8-bit輸出的分辨率而言，伽馬校正表需要4Kword的儲(chǔ)存空間，然而對(duì)于16-bit輸入、8-bit輸出的分辨率而言，伽馬校正表則需要64Kword的儲(chǔ)存空間，這樣大小的伽馬校正表就無(wú)法應(yīng)用到一般的產(chǎn)品上。另一方面，數(shù)據(jù)讀取的速度也會(huì)限制查表法的使用，以外接60nsDRAM來(lái)儲(chǔ)存伽馬校正表為例，因?yàn)橄笏財(cái)?shù)據(jù)具有隨機(jī)性，難以使用分頁(yè)模式(pagemode)來(lái)讀取數(shù)據(jù)，讀取一筆數(shù)據(jù)的時(shí)間約為120ns，且很難有改進(jìn)空間。校正工作的計(jì)算及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存部分也交由功能較為強(qiáng)大的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行，例如我們通常使用個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)處理掃描儀掃描下來(lái)的影象，但是在某些用途，許多平臺(tái)(如PDA)不具有強(qiáng)大的計(jì)算及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力，因此這樣做法也受到極大限制。本發(fā)明的主要目的在于提供一種可減少伽馬校正表儲(chǔ)存空間的修正方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可加快處理速度的修正方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影象讀取裝置的快速伽馬校正方法包含下列步驟a.假設(shè)校正后的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y是量化為n-bit的分辨率，將原有標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的2n個(gè)區(qū)間加以合并成M個(gè)合并區(qū)間，其中M≤2n，且每一個(gè)合并區(qū)間中的真實(shí)的色彩修正函數(shù)可以用一個(gè)簡(jiǎn)易的近似函數(shù)來(lái)取代；b.讀取輸入的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X，并搜索輸入信號(hào)X是落在哪個(gè)合并區(qū)間；c.使用對(duì)應(yīng)于該合并區(qū)間的近似函數(shù)，并代入輸入的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X，以求得已校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y。下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1為說(shuō)明使用線(xiàn)性函數(shù)近似伽馬校正函數(shù)的一個(gè)范例；圖2為本發(fā)明區(qū)間合并的范例；圖3為利用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)伽馬修正的方框圖。由于伽馬校正函數(shù)一般而言是單調(diào)遞增函數(shù)，因此可以將輸入象素?cái)?shù)據(jù)或輸出象素?cái)?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍分成數(shù)個(gè)區(qū)間，每一區(qū)間可以用一個(gè)較為簡(jiǎn)易的函數(shù)，例如線(xiàn)性函數(shù)或是多頂式函數(shù)來(lái)逼近，只要近似函數(shù)和真實(shí)校正函數(shù)的誤差在可以容忍的范圍，此近似函數(shù)可以為我們所接受。即使伽馬校正函數(shù)并非為單調(diào)遞增函數(shù)，但是如果適宜的選擇區(qū)間，仍可以在這些區(qū)間將伽馬校正函數(shù)用筒易函數(shù)近似。參照?qǐng)D1，其為說(shuō)明使用線(xiàn)性函數(shù)近似伽馬校正函數(shù)的一個(gè)范例，其中X坐標(biāo)代表待校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)(normalizedsignal)，且Y坐標(biāo)代表校正后的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)。為簡(jiǎn)化說(shuō)明，假設(shè)校正后的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y量化為2-bit的分辨率。參見(jiàn)此圖，對(duì)于Y坐標(biāo)的臨界值(threshold)分別為0，0.25，0.5，0.75，1，也即在(0，0.25)之間的輸出對(duì)應(yīng)到Y(jié)0(編碼00)，而(0.25，0.5)之間的輸出對(duì)應(yīng)到Y(jié)1(編碼01)……其余依此類(lèi)推。由此圖可以看出，實(shí)線(xiàn)部分為真實(shí)校正函數(shù)，將Y坐標(biāo)的臨界值(threshold)0，0.25，0.5，0.75，1由函數(shù)映射可以得到X坐標(biāo)的臨界值XT0，XT1，XT2，XT3，XT4。而虛線(xiàn)部分則代表用折線(xiàn)函數(shù)所表示的近似函數(shù)。因此進(jìn)行伽馬校正工作需要決定輸入象素?cái)?shù)據(jù)X是落在哪一個(gè)X坐標(biāo)的臨界值XT0，XT1，XT2，XT3，XT4范圍內(nèi)，及選取適當(dāng)?shù)慕坪瘮?shù)以降低誤差。以圖1為例，使用二進(jìn)制搜索(binarysearch)，僅需做兩次比較即可得到輸入象素?cái)?shù)據(jù)X的區(qū)間，并且可以得到對(duì)應(yīng)的輸出編碼。然而輸出數(shù)據(jù)Y有2n個(gè)位數(shù)時(shí)，即需做n次搜尋，極為耗時(shí)，本發(fā)明是利用區(qū)間合并的方法，以減少搜尋的時(shí)間。為便于說(shuō)明，下面說(shuō)明先對(duì)本發(fā)明所使用的符號(hào)做一定義m輸入信號(hào)分辨率n輸出信號(hào)分辨率{Y0，Y1…Yn2-1}輸出信號(hào)值的符號(hào)集合{X0，X1…Xm2-1}輸入信號(hào)值的符號(hào)集合{T0，T1…T2n}臨界值集合Y＝G(X)真實(shí)的色彩修正函數(shù)F(h，k)(.)為區(qū)間(Th，Tk)的近似函數(shù)D(.)為誤差函數(shù)Q(.)為量化函數(shù)依據(jù)上述定義，令T0＝0，T2n＝1，為標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的邊界值(boundaryvalue)，則T0，T1…T2n可以將標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)分成2n個(gè)區(qū)間，也即(T0，T1)…(Tn2-1，T2n)，且Yj＝(Tj+Tj+1)/2，j＝0，1，2…2n-1，為輸出信號(hào)值。將輸出量化的操作可以由下式表示Q(Y)＝min{D(Y-Yj)|Yj，j＝0-2n-1}由臨界值集合也可以得到輸入信號(hào)的臨界值集合{G-1(T0)，G-1(T1)…G-1(T2n)}如果未進(jìn)行區(qū)間合并，則可以求得輸入信號(hào)所屬的臨界值范圍，再由Y＝G(X)的函數(shù)關(guān)系求得輸出信號(hào)。例如若G-1(Tj)＜X＜G-1(TJ+1)，則X對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)為Yj。本發(fā)明的特點(diǎn)在于將原有標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的2n個(gè)區(qū)間加以合并成數(shù)個(gè)合并區(qū)間，每一個(gè)合并區(qū)間中的真實(shí)的色彩修正函數(shù)Y＝G(X)可以用一個(gè)簡(jiǎn)易的近似函數(shù)來(lái)取代。例如若區(qū)間Th到Tk合并成一個(gè)合并區(qū)間，則在此合并區(qū)間的色彩修正函數(shù)可以用F(h，k)(.)近似，其可以為一簡(jiǎn)易函數(shù)，例如線(xiàn)性或是指數(shù)函數(shù)。參照?qǐng)D2，其為本發(fā)明區(qū)間合并的范例，其中F(h，k)(.)為一線(xiàn)性函數(shù)，且由虛線(xiàn)表示，實(shí)線(xiàn)部分為真實(shí)的色彩修正函數(shù)。在此范例中，m＝3，n＝2，因此輸出信號(hào)共有四個(gè)區(qū)間。當(dāng)我們?cè)噲D合并區(qū)間(T2，T3)及(T3，T4)，并用F(2，4)(.)近似，會(huì)發(fā)現(xiàn)此合并區(qū)間中，量化的輸入X4發(fā)生矛盾的狀況，因?yàn)镼(F(2，4)(X4))＝Y(jié)2，而Q(G(X4))＝Y(jié)3，因此區(qū)間(T2，T3)及(T3，T4)無(wú)法合并。相反的在合并區(qū)間(T0，T1)及(T1，T2)時(shí)，卻沒(méi)有錯(cuò)誤發(fā)生，故區(qū)間(T0，T1)及(T1，T2)可以合并為(T0，T2)，且用F(0，2)(.)近似以求得我們所想要的正確輸出值。以下為區(qū)間合并的步驟步驟0設(shè)定k＝0；步驟1設(shè)定h＝k；步驟2設(shè)定k＝k+1；步驟3如果k＝2n，則停止；步驟4若s屬于(h，k)，且在(G-1(Ts)，G-1(Ts+1))中所有XT，T＝0..2m-1，等于(F-1(h，k)(Ts)，F(xiàn)-1(h，k)(Ts+1))中所有XT，T＝0..2n-1，則回至步驟2；步驟5合并(Th，Th+1)～(Tk-1，Tk)為(Th，Tk)，并記錄F(h，k)(.)；步驟6回至步驟1。由上述的流程可以看出，區(qū)間合并的依據(jù)，是檢查在該合并區(qū)間中，所有通過(guò)真實(shí)色彩校正函數(shù)反映射得到的輸入信號(hào)臨界值，與所有通過(guò)近似校正函數(shù)反映射得到的輸入信號(hào)臨界值，是否完全符合，如果完全符合，則可以將這些區(qū)間合并；若否，則處理下一區(qū)間，檢查是否可與其后續(xù)的區(qū)間加以合并。圖3所示為利用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)伽馬修正的方框圖，其中X代表待校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)，Y代表校正后的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)。此功能方框圖包含一搜尋(searching)單元102、一個(gè)儲(chǔ)存(storage)單元104及一個(gè)匹配及輸出映射(curvefittingandoutputmapping)單元106。此搜尋單元102用以搜索輸入信號(hào)X是落在哪個(gè)區(qū)間，儲(chǔ)存單元104是儲(chǔ)存已經(jīng)分類(lèi)的區(qū)間(Xj，Xj+1)，j＝0..2m-1，而匹配及輸出映射單元106則可產(chǎn)生近似函數(shù)并且將輸入信號(hào)X映射成輸出信號(hào)Y。配合前述步驟，可以看出在使用本發(fā)明步驟得出各合并區(qū)間，及在此合并區(qū)間的近似函數(shù)后，對(duì)于一個(gè)輸入的待校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X，先由搜尋單元102用搜索輸入信號(hào)X是落在哪個(gè)區(qū)間，在此過(guò)程中搜尋單元102會(huì)要求儲(chǔ)存單元104提供所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。持搜尋單元102找出輸入信號(hào)X是落在哪個(gè)區(qū)間后，匹配及輸出映射單元106可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)此合并區(qū)間的對(duì)應(yīng)函數(shù)，并求得對(duì)應(yīng)的已校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y。綜上所述，本發(fā)明的影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，可減少伽馬校正表儲(chǔ)存空間，及可加快處理速度。以上所述僅為本發(fā)明的一具體實(shí)施例，因此任何本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，所作的任何變化或修飾均被涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，包含下列步驟a.假設(shè)校正后的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y是量化為n-bit的分辨率，將原有標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的2n個(gè)區(qū)間加以合并成M個(gè)合并區(qū)間，其中M≤2n，且每一個(gè)合并區(qū)間中的真實(shí)的色彩修正函數(shù)可以用一個(gè)簡(jiǎn)易的近似函數(shù)來(lái)取代；b.讀取輸入的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X，并搜索輸入信號(hào)X是落在哪個(gè)合并區(qū)間；c.使用對(duì)應(yīng)于該合并區(qū)間的近似函數(shù)，并代入輸入的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X，以求得已校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y。2.如權(quán)利要求1所述的影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，其特征在于所述的步驟a的區(qū)間合并，包括下列步驟a0設(shè)定k＝0；a1設(shè)定h＝k；a2設(shè)定k＝k+1；a3如果k＝2n，則停止；a4若s屬于(h，k)，且在(G-1(Ts)，G-1(Ts+1))中所有XT，T＝0..2m-1，等于(F-1(h，k)(Ts)，F(xiàn)-1(h，k)(Ts+1))中所有XT，T＝0..2m-1，則回至步驟2；a5合并(Th，Th+1)～(Tk-1，Tk)為(Th，Tk)，并記錄F(h，k)(.)；a6回至步驟1；其中m輸入信號(hào)分辨率Y＝G(X)真實(shí)的色彩修正函數(shù)F(h，k)(.)為區(qū)間(Th，Tk)的近似函數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，其特征在于所述的步驟a的簡(jiǎn)易的近似函數(shù)為多項(xiàng)式函數(shù)或是指數(shù)函數(shù)等非超越函數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，其特征在于所述的影象讀取裝置為掃描儀、數(shù)字相機(jī)或是數(shù)字?jǐn)z影機(jī)。全文摘要一種影象讀取裝置的快速伽馬校正方法，將原有標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的區(qū)間加以合并成數(shù)個(gè)合并區(qū)間，且每一個(gè)合并區(qū)間中的真實(shí)的色彩修正函數(shù)用一個(gè)簡(jiǎn)易的近似函數(shù)來(lái)取代；讀取輸入的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)X并界定其所屬合并區(qū)間；使用對(duì)應(yīng)于該合并區(qū)間的近似函數(shù)，以求得已校正的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)Y。本發(fā)明的方法可減少伽馬校正表儲(chǔ)存空間，及可加快處理速度。文檔編號(hào)G06K9/03GK1392508SQ0112940公開(kāi)日2003年1月22日申請(qǐng)日期2001年6月15日優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日發(fā)明者邱仲炎申請(qǐng)人:旭麗股份有限公司