[發(fā)明專(zhuān)利]處理圖像的設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580036052.3
• 申請(qǐng)日: 2005-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101061506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·奧夫西安尼科夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 微米技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/40
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/40
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;王小衡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及處理數(shù)字圖像以提高圖像的對(duì)比度的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

目前包括管芯如諸如電荷耦合裝置(CCD)以及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)管芯之類(lèi)的成像管芯的集成電路已經(jīng)普遍用于圖像再現(xiàn)應(yīng)用中。

通常，在單芯片上的像素陣列中成像管芯(如CMOS成像管芯)包含數(shù)千個(gè)像素。像素把光轉(zhuǎn)換成隨后可由例如處理器的電裝置存儲(chǔ)并恢復(fù)的電信號(hào)。可恢復(fù)所存儲(chǔ)的這些電信號(hào)以在例如計(jì)算機(jī)屏幕或可打印媒體上產(chǎn)生圖像。

例如，在序號(hào)為6140630、6376868、6310366、6326652、6204524、6333205的美國(guó)專(zhuān)利中描述了示范性CMOS成像電路、成像電路的處理步驟以及其各種CMOS元件功能的詳細(xì)說(shuō)明，這些專(zhuān)利均轉(zhuǎn)讓給Micron?Technology公司。上述每個(gè)專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用被完整地結(jié)合于此。

圖1說(shuō)明了具有CMOS成像裝置8的成像管芯10的框圖。CMOS成像裝置具有像素陣列14，它包括按預(yù)定數(shù)量的列和行排列的多個(gè)像素。像素陣列14中每行的像素單元由行選擇線同時(shí)打開(kāi)，而每列的像素單元由各自的列選擇線選擇性地輸出。整個(gè)像素陣列14具有多個(gè)行線和列線。行線選擇性地按順序由行驅(qū)動(dòng)器1響應(yīng)行地址解碼器2而激活，而列選擇線選擇性地按順序針對(duì)每行由列驅(qū)動(dòng)3響應(yīng)列地址解碼器4而激活。CMOS成像裝置8由控制電路5操作，控制電路控制用于針對(duì)像素讀出選擇合適的行和列線的地址解碼器2、4，以及控制用于將驅(qū)動(dòng)電壓施加到所選擇的行和列線的驅(qū)動(dòng)晶體管的行列驅(qū)動(dòng)電路1、3。

通常，像素輸出信號(hào)包括當(dāng)電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)復(fù)位時(shí)從中獲取的像素復(fù)位信號(hào)V_rst和像素圖像信號(hào)V_sig，該信號(hào)是在把由圖像產(chǎn)生的電荷傳送到節(jié)點(diǎn)之后從存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中獲取的。V_rst和V_sig信號(hào)由采樣保持電路6讀取，并由差分放大器7進(jìn)行相減，從而產(chǎn)生每個(gè)像素單元的差分信號(hào)(V_rst-V_sig)，該差分信號(hào)表示照射到這些像素上的光的量。此信號(hào)差由模數(shù)轉(zhuǎn)換器9進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字化像素差分信號(hào)隨后被饋送到圖像處理器11而構(gòu)成數(shù)字圖像。此外，如圖1所示，CMOS成像裝置8可包括在單半導(dǎo)體芯片上從而構(gòu)成成像管芯10。成像管芯10可包括在若干圖像再現(xiàn)應(yīng)用中，包括但不限于攝像機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、掃描儀、傳真機(jī)和復(fù)印機(jī)。

用戶常常希望在圖像再現(xiàn)應(yīng)用中看到對(duì)比度強(qiáng)的圖像例如照片。這種圖像視覺(jué)上令人滿意，因?yàn)樗鼈兛雌饋?lái)生動(dòng)、清晰并有許多細(xì)節(jié)。用于對(duì)比度改進(jìn)的已知方法包括修改傳遞函數(shù)(“s-曲線”)、對(duì)比度拉伸、直方圖均衡化以及放大亮度分量。各個(gè)方法均有其缺點(diǎn)，它們可能導(dǎo)致較差的圖像質(zhì)量。

因此，希望并需要在對(duì)圖像的視覺(jué)質(zhì)量沒(méi)有不利影響的情況下處理圖像來(lái)增強(qiáng)圖像的對(duì)比度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及處理圖像的方法和設(shè)備。具體而言，本方法的一個(gè)示范性實(shí)施例包括把圖像輸入到產(chǎn)生像素輸出信號(hào)的像素陣列中、對(duì)檢測(cè)限定圖像邊緣的像素的像素輸出信號(hào)執(zhí)行圖像邊緣檢測(cè)例程、基于邊緣限定像素的亮度強(qiáng)度值把邊緣限定像素分組到預(yù)定的多個(gè)區(qū)域中、采用上述分組在邊緣限定像素的亮度強(qiáng)度值的范圍上限定非線性變換函數(shù)操作、把非線性變換函數(shù)應(yīng)用于亮度強(qiáng)度值，以及利用具有已應(yīng)用的非線性變換函數(shù)的邊緣限定像素來(lái)根據(jù)輸入圖像產(chǎn)生增強(qiáng)的圖像。該設(shè)備的一個(gè)示范性實(shí)施例包括執(zhí)行上述方法的已編程的處理器。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種處理輸入圖像的方法，所述方法包括：

把所述輸入圖像輸入到產(chǎn)生具有亮度強(qiáng)度值的像素輸出信號(hào)的像素陣列中；

對(duì)所述像素輸出信號(hào)執(zhí)行圖像邊緣檢測(cè)例程，所述圖像邊緣檢測(cè)例程檢測(cè)限定圖像邊緣的像素；

基于所述邊緣限定像素的亮度強(qiáng)度值把所述邊緣限定像素分組到預(yù)定的多個(gè)區(qū)域中；

利用所述分組來(lái)在所述像素陣列的亮度強(qiáng)度值的范圍上限定非線性變換函數(shù)操作；

將所述非線性變換函數(shù)應(yīng)用于捕獲所述輸入圖像的所述邊緣限定像素的亮度強(qiáng)度值；和

利用具有已應(yīng)用的非線性變換函數(shù)的邊緣限定像素來(lái)根據(jù)所述輸入圖像產(chǎn)生增強(qiáng)的圖像，

其中，所述利用所述分組來(lái)在所述像素陣列的亮度強(qiáng)度值的范圍上限定非線性變換函數(shù)的步驟包括：

把對(duì)比度增強(qiáng)值分配給所述預(yù)定的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)；

標(biāo)準(zhǔn)化所述分配的對(duì)比度增強(qiáng)值中的每一個(gè)；