[發明專利]圖像信號的對比伸張與溢位補償系統及方法

有效

• 申請號: 200610103194.3
• 申請日: 2006-07-07
• 公開（公告）號: CN101102438A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 余義盛;高旭彬;單益嘉;蔡璨鴻
• 申請（專利權）人: 帆宣系統科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/57
• 分類號: H04N5/57
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨;王志森

技術領域

本發明是關于一種圖像信號處理系統與方法，特別是關于一種圖像信號對比伸張及溢位補償的系統與方法。

背景技術

已知在視頻圖像產品或元件中，經常有利用圖像處理來調整圖像質量的需要。例如電視機中設計有亮度(Brightness)、對比(Contrast)、色相(Hue)、色飽和度(Saturation)等功能的調整，供消費者調整至喜好的畫質。但消費者經常遇到的問題是，利用這些功能選項調整圖像畫面后，卻造成調整后大面積的飽和透亮現象，也就是本來可以分辨出亮暗層次的圖像或顏色，調整后造成全面變亮，反而分辨不出原有的層次及顏色偏差，此即過飽和的灰階溢位(Overflow)現象，亦即灰階均已達最大值而無法分辨出原有的層次。

又例如，大多數視頻處理IC中均會提供多種圖像調整及增強的功能，供設計者搭配出最佳的調整設定，但是，圖像經過多級的處理后，經常會造成飽和溢位的現象，最終在顯示器出現的畫面即會呈現出大面積的透亮現象，影響觀賞質量。

目前的解決方法則多半針對圖像溢位最簡單的對策為限制圖像處理中圖像增益的大小，盡量減少會產生圖像飽和的可能性。但圖像信號常經過不只一級的圖像處理，如果圖像信號經過多級調整及增強處理后，圖像灰階數將會越來越少，造成圖像連續性不足的輪廓邊界(Contour)問題，圖像的整體亮度也會降低，造成對比不佳。

此外，為避免有溢位的情形發生，圖像信號在作處理時，對增益值(Gain)多采小于1.0的方式，如此經過多級的圖像處理后，圖像的灰階值將愈來愈小，對比也愈來愈差。舉例而言，一張8bit的256灰階圖像其最大的灰階范圍為0～255，但在視頻系統的實際應用上，因為所使用的元件特性、參數值設定、信號傳輸衰減、分配衰減、噪聲抑制以及圖像信號處理等，均會影響圖像灰階的范圍，使圖像灰階無法充分利用到256灰階，如此將造成圖像信號動態范圍縮小、亮度色彩層次降低、對比變差等，影響畫面觀賞質量。

因此本發明的主要目的，在于提供一種圖像信號的對比伸張及溢位補償的處理系統與方法，特別是圖像信號已經過前級多次的圖像處理后，并已經形成圖像信號灰階數降低或溢位的現象時，可以自動加以調整以避免上述問題。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種圖像信號對比伸張及溢位補償的處理系統與方法。

本發明的另一目的在于提供一種圖像信號對比伸張及溢位補償的處理系統與方法，以避免圖像信號在經過多級調整及增強處理后所產生的灰階數降低與溢位現象，并自動加以調整。

根據本發明一較佳實施例的圖像信號對比伸張及溢位補償的系統，其包含有圖像信號對比伸張模塊與圖像信號溢位補償模塊，二項模塊中均包含有存儲器以及圖像信號處理器。

對比伸張模塊的存儲器中儲存預定的對比伸張對照表，包括一組Offset值及一組Gain值參數，對比伸張模塊的圖像信號處理器包含圖像灰階邊界判斷單元以及對比伸張單元。圖像灰階邊界判斷單元用以判斷畫面的最大與最小灰階值。對比伸張單元則用以對圖像信號的灰階值進行伸張處理。當圖像灰階邊界判斷單元判斷出畫面的最大與最小灰階值后，對比伸張單元會依據此畫面的最大與最小灰階值，選擇對比伸張對照表中相對應的Offset及Gain值參數來計算該畫面各像素的新灰階值，以達到增強對比的效果。

溢位補償模塊的存儲器中儲存預定的溢位補償對照表，溢位補償模塊的圖像信號處理器包含溢位判斷單元以及溢位補償單元。溢位判斷單元用以依據像素的灰階值，來判斷圖像信號的像素是否已發生溢位現象。溢位補償單元則用以對圖像信號的像素進行補償。當溢位判斷單元判斷圖像信號的某一像素已經發生溢位現象時，溢位補償單元會依據像素的灰階值，選擇溢位補償對照表中相對應的溢位補償參數來調降該像素的灰階值，以克服溢位現象。