- 文献综述（或调研报告）：
- gamma矫正
人类视觉系统对于亮度或者说RGB三色信号的感觉大致呈对数关系，而并非线性关系[1]，Gamma校正解决了图像的非线性失真是由背光穿透率和外部显示电压的非线性关系引起的问题[2]，Gamma曲线是一种特殊的色调曲线，Gamma值等于1的时候表示输入和输出密度相同。高于1的Gamma值会将亮调的等级差拉的比较大，造成输出亮化，低于1的Gamma值会将暗调的等级差拉的比较大，造成输出暗化[3]。总之，我们的要求是输入和输出比率尽可能地接近于1。
一般情况下，当用于Gamma矫正的值大于1时，图像的高光部分被压缩而暗调部分被扩展，当Gamma矫正的值小于1时，图像的高光部分被扩展而暗调部分被压缩，Gamma矫正一般用于平滑的扩展暗调的细节。
为了正确的显示灰阶，人眼要求显示器的gamma是2.2上下。微软和惠普于1996年发布了sRGB标准，规定了8位图片的标准是gamma=2.2，从此，本来百花齐放的显示器和摄像机的gamma就都沿用了2.2。
目前常用的校正方式有直接公式计算法、分段线性拟合法、查找表法等。
公式计算法直接将每一个需要校正的像素值带入校正公式，通常经过三个步骤来实现：第一，将待校正像素值进行归一化处理，使其为范围在0～1之间的实数；第二根据校正的公式代入求解；第三反归一化，就是第一步操作的逆运算。使用该方法的优点是能够得到显示屏单个像素的实时伽马校正值,缺点也是显而易见的,运算过程十分复杂，需要对每一个像素点进行检测和校正，实现难度大，效率低，且涉及浮点数的乘法运算并不适合FPGA实现[4]。
分段曲线拟合法将伽马曲线分段进行拟合，分段线性多项式逼近法，同时对三通道应用gamma函数[4]，段数的划分看实际的需要，可以等分也可以按照曲线的特征划分，这样可以比较好的拟合伽马曲线。该方法降低了公式计算的难度和复杂度，另一方面也带来了校正精度降低的弊端，也不易于硬件实现。但是在进行实时Gamma校正或者将要存储的查找表数目比较多的时候，分段曲线拟合法是一种比较有效的方法[4]。
使用Xilinx提供的LogiCORE IP核可以减少处理时间，并且不需要在系统处理其他颜色通道时使用额外的数据缓冲器来暂存像素值[4]。
查找表法是基于RAM的方法，将输入输出的对应关系固化在一个静态的表中方便直接读取[5]。上面的直接公式法和曲线拟合法实质上都是经过归一化、预补偿、反归一化三个步骤来达到校正的目的，但是实际上对整幅图像的校正不是对单个像素的简单重复处理。对于确定取值范围内的像素点，图像中任何一个像素点必然是在某一个确定范围内某一个确定的整数，在已知伽马值的条件下，进行公式处理后的值也是确定的，所以我们只需要为这个范围内的每一个整数进行一次校正，并且将校正后的值写入预先建立的查找表中，从而利用读取该查找表对任意输入的图像进行伽马校正。该方法实现速度快，无需计算直接得到结果；唯一的不足是会占用一定的存储空间，尤其是当图像的取值范围较大时。
