灰度校正(γ校正)

《灰度校正(γ校正)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、灰度校正（γ校正）1、灰度校正的原理对完整的广播电视系统而言，要进行两次光一电的转换。一次是在摄像端，由摄像机把光像转变成电信号；另一次是在显像端，由电视机把电信号重新转换成光像。两次转换中，重要的转换器件使摄像器件和显像管。从整个系统的角度来看，显像管重现的图案，应该于被摄景物上各种亮度成比例，使两次转换的过程为线性，即重现的图像亮度　B=K*BO(ｋ－常数；BO－景物亮度)。否则图像就会出现亮度和色度的非线性失真。摄像器件的光－电转换关系为：　　E0=K1*BOγ１(3-8)式中：E0－　摄像器件输出电压；K1－常数；　BO－景物亮度；γ１－转换非线性系数。对于CCD和氧化铅等摄像管

2、，可近似认为γ１＝１，即摄像端的光电转换可以看作是线性的，即E0=K1*BO而显像管的电—光转换关系为：Bd=K2*Eγ2（3-9）式中：Bd一显像管上的光像亮度；K2一系数；E一显像管栅极上的信号电压；γ2一显像管的转换非线性系数；一般γ2=2.2。显然，显像管的电一光转换是一种非线性性关系。这两种转换的γ特性如图3-55（a）、（b）所示。图3-55为了使整个系统的综合特性保持线性关系，就必须在图像传输过程中认为地加入一个特性与显像管端相反的非线性失真，以校正由γ2非线性造成的失真。设这一校正电路的传输特性为：E=K*EOγ１(3-10)要保正系统为线性特性，则一定要满足:γ１*γ2

3、*γ3=1(3-11)可得出：γ=1/（γ１*γ2）=1/2.2=0.45（3-12）其特性如图3-55（c）。我们把这种校正电路称为γ校正。γ校正可以在摄像机电路中进行，也可以在电视机电路中进行，由于电视机数量远远大于摄像机数量，从降低接收机成本考虑，γ校正同意安排在摄像机电路中实施。2、灰度校正的电路如图3-56所示，这是一个具有折线特性的γ校正电路。图像信号经T1和R1直接耦合到射极输出的T3的基极，在耦合电路中加入由D1、D2等组成的γ校正电路。当输入信号电平较高时，（对应图像较暗、视频信号幅度较小），T1发射机电位C使高于A点和B点，则D1、D2都截止，此时经R1提供给T3的电

4、流大，放大器增益也大，曲线的斜率最大，如图3-57所示。当输入信号电平逐渐降低（图像逐渐变亮、视频信号逐渐增强），C点电位降低，当C点低于A点电位时，D1导通，产生分流使经R1提供给T3的电流减小，放大器增益降低，曲线斜率也减小，如图3-57中第二段曲线。当C点电位再下降到低于B点电位时，D2也导通，分流作用更大，放大器增益更降低，曲线斜率也更减小，如图中第三段折线。调整W电位可得到比较理想的校正电路。其实这种折线式γ校正电路的实际特性曲线的转折是并不像图中所画的那么明显，因为每个二极管并不是理想的开关，从截止到饱和导通时的过程是渐变的，所以拐点并不明显。彩色校正根据色度学的知识，理想的

5、摄像机光谱特性特性应该如图3-58所示。而实际摄像机不可能提供具有负瓣的光谱特性，因为分光棱镜系统只能提供正向的光谱特性，即于理想的光谱特性比较，缺少负瓣。这些差别会使重现的图像色彩不鲜艳，而有的颜色根本显示不出来。因此需要用电子模拟的办法进行校正，使摄像机的光谱特性曲线尽量接近理想的光谱特性曲线，这种校正称为彩色校正，并分成线性彩色校正和非线性彩色校正两种类型。图3-581、线性彩色校正电路为了尽量接近理想的分光特性，必须在视频信号处理电路中设法模拟出负向的光谱响应曲线，这就是线性彩色校正电路的主要任务。由3-58看到R曲线的负瓣部分处在G曲线的正瓣范围内，正次瓣部分则处在B线路的正瓣

6、下面;G曲线的两个负瓣一个处在R曲线的正瓣的下面，另一个在B曲线正瓣下面；而B曲线的负瓣则处在R曲线和G曲线的下面。于是设想用衰减和倒相的方法，将正瓣经过适当的衰减和倒相，叠加到那个需要负瓣的曲线上去，可以大致满足曲线所需要的理想形状，这就是线性彩色校正的基本原理。虽然这种校正的结果不完全理想，但从实际复原的颜色看，令人比较满意。由此可知，每个基色的光谱特性的负瓣和正次瓣都可以用其它两个基色信号来模拟，这种模拟可用线性矩阵的形式来表示。彩色矩阵电路有三路输入信号三路输出信号，设输入信号即校正前的信号为R＇、G＇、B＇，输出信号为已校正信号R、G、B，则彩色矩阵可表示为：（3-13）式中a

7、,b,c……i为矩阵系数，它们都是常数。线性彩色校正接入视频处理电路中不应该影响白平衡，即对于白色图像，校正后的三基色应保持R=G=B，因此9个矩阵系数应该满足下式：a+b+c=1d+e+f=1g+h+i=1这9个系数的选择与许多因素有关，一般由生产厂家提供确定的数据，如下面一组系数数据：（3-14）由于是线性关系，可以用简单的电阻分压网络电路来实现，电路形式如图3-59所示。校正前的信号R’、G’、B’分别送入各自的分相器，分成正