參考：[1] http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/gamma-correction.htm

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_correction

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一、什么是Gamma校正？

Gamma校正是對(duì)輸入圖像灰度值進(jìn)行的非線性操作，使輸出圖像灰度值與輸入圖像灰度值呈指數(shù)關(guān)系：

[2]

這個(gè)指數(shù)即為Gamma.

經(jīng)過(guò)Gamma校正后的輸入和輸出圖像灰度值關(guān)系如圖1所看到的：橫坐標(biāo)是輸入灰度值，縱坐標(biāo)是輸出灰度值，藍(lán)色曲線是gamma值小于1時(shí)的輸入輸出關(guān)系，紅色曲線是gamma值大于1時(shí)的輸入輸出關(guān)系。能夠觀察到，當(dāng)gamma值小于1時(shí)(藍(lán)色曲線)，圖像的總體亮度值得到提升，同一時(shí)候低灰度處的對(duì)照度得到添加，更利于分辯低灰度值時(shí)的圖像細(xì)節(jié)。

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 圖1 Gamma校正.

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二、為什么進(jìn)行Gamma校正？

1. 人眼對(duì)外界光源的感光值與輸入光強(qiáng)不是呈線性關(guān)系的，而是呈指數(shù)型關(guān)系的。在低照度下，人眼更easy分辨出亮度的變化，隨著照度的添加，人眼不易分辨出亮度的變化。而攝像機(jī)感光與輸入光強(qiáng)呈線性關(guān)系。如圖2所看到的：

圖2 人眼和攝像機(jī)的感光與實(shí)際輸入光強(qiáng)的關(guān)系[1]。

為方便人眼辨識(shí)圖像，須要將攝像機(jī)採(cǎi)集的圖像進(jìn)行g(shù)amma校正。

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2. 為能更有效的保存圖像亮度信息，需進(jìn)行Gamma校正。

未經(jīng)gamma校正和經(jīng)過(guò)gamma校正保存圖像信息如圖3所看到的：

圖3 未經(jīng)gamma校正和經(jīng)過(guò)gamma校正保存圖像信息.

能夠觀察到，未經(jīng)gamma校正的情況下，低灰度時(shí)，有較大范圍的灰度值被保存成同一個(gè)值，造成信息丟失；同一時(shí)候高灰度值時(shí)，非常多比較接近的灰度值卻被保存成不同的值，造成空間浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)gamma校正后，改善了存儲(chǔ)的有效性和效率。

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三、利用OpenCV實(shí)現(xiàn)的Gamma校正

      void MyGammaCorrection(Mat& src, Mat& dst, float fGamma)
{
	CV_Assert(src.data);

	// accept only char type matrices
	CV_Assert(src.depth() != sizeof(uchar));

	// build look up table
	unsigned char lut[256];
	for( int i = 0; i < 256; i++ )
	{
		lut[i] = saturate_cast<uchar>(pow((float)(i/255.0), fGamma) * 255.0f);
	}

	dst = src.clone();
	const int channels = dst.channels();
	switch(channels)
	{
		case 1:
			{

				MatIterator_<uchar> it, end;
				for( it = dst.begin<uchar>(), end = dst.end<uchar>(); it != end; it++ )
					//*it = pow((float)(((*it))/255.0), fGamma) * 255.0;
					*it = lut[(*it)];

				break;
			}
		case 3: 
			{

				MatIterator_<Vec3b> it, end;
				for( it = dst.begin<Vec3b>(), end = dst.end<Vec3b>(); it != end; it++ )
				{
					//(*it)[0] = pow((float)(((*it)[0])/255.0), fGamma) * 255.0;
					//(*it)[1] = pow((float)(((*it)[1])/255.0), fGamma) * 255.0;
					//(*it)[2] = pow((float)(((*it)[2])/255.0), fGamma) * 255.0;
					(*it)[0] = lut[((*it)[0])];
					(*it)[1] = lut[((*it)[1])];
					(*it)[2] = lut[((*it)[2])];
				}

				break;

			}
	}
}