為什么要對(duì)圖像做Gamma校正？

在上一節(jié)中，我們得到了顏色校正后的圖像

我們當(dāng)前的進(jìn)度如下，今天我們將完成下圖中整個(gè)剩余的部分



亮度拉伸不說(shuō)，這里講一下Gamma校正。 我以前講過(guò)，ISP在將圖像編碼為我們常用的8位圖像之前，會(huì)進(jìn)行一次所謂的色調(diào)重建的過(guò)程。而且，這個(gè)過(guò)程不僅僅是對(duì)圖像的壓縮保存需要，對(duì)圖像的顯示也是需要的：


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而Gamma編碼校正是色調(diào)重建的重要方式之一，今天我們先來(lái)談?wù)劄槭裁葱枰鯣amma編碼。你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)的廣為流傳的說(shuō)法是Gamma編碼最初是為了補(bǔ)償陰極射線(xiàn)管（CRT）顯示器的輸入輸出特性而開(kāi)發(fā)的。在CRT顯示器中，光強(qiáng)隨電子槍電壓非線(xiàn)性變化。通過(guò)伽瑪編碼壓縮改變輸入信號(hào)可以消除這種非線(xiàn)性，從而使輸出圖像具有預(yù)期亮度。

但我們?nèi)缃褚呀?jīng)不再?gòu)V泛使用CRT顯示器了，而且很多時(shí)候我們并不是為了顯示圖像，僅為了保存圖像，為何還要做Gamma編碼呢？ 我們需要知道是，人類(lèi)在感知顏色和亮度時(shí)是有層次的。

我們的感知系統(tǒng)對(duì)亮度的感知曲線(xiàn)近似冪函數(shù)，對(duì)較暗色調(diào)之間的相對(duì)差異比較亮色調(diào)之間的更敏感。

所以，當(dāng)我們對(duì)圖像進(jìn)行編碼時(shí)，需要符合人類(lèi)的感知曲線(xiàn)，優(yōu)化編碼效率。簡(jiǎn)單說(shuō)，我們分配較少的bit數(shù)給人類(lèi)較難區(qū)分的圖像亮區(qū)，分配更多的bit數(shù)來(lái)突出人類(lèi)更加敏感的圖像暗區(qū)

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對(duì)于顯示設(shè)備也是一樣。無(wú)論顯示設(shè)備的伽馬特性如何，它們都需要伽馬編碼來(lái)最大限度地提高信號(hào)的視覺(jué)質(zhì)量。它會(huì)執(zhí)行所謂的Gamma校正過(guò)程，最終使得我們看到的依然是線(xiàn)性的顯示圖像。



以上，也就介紹了為什么我們看到的RAW圖像很暗。因?yàn)榻?jīng)過(guò)我們前面處理后的RAW圖像依然是線(xiàn)性的，顯示設(shè)備的Gamma校正過(guò)程會(huì)進(jìn)一步壓低暗區(qū)，使得我們看到很暗的圖像——這就是為什么我們現(xiàn)在需要進(jìn)行Gamma編碼。

審核編輯：劉清