[發明專利]積分直方圖的自適應對比度控制

無效

• 申請號: 200710109565.3
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101097707A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: G·尼爾
• 申請（專利權）人: 創世紀微芯片公司
• 主分類號: G09G5/10
• 分類號: G09G5/10;G09G5/00;H04N5/57
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;陳景峻

技術領域

本發明總的涉及提高視頻和圖形質量。

背景技術

顯示設備將輸入數據作為二維圖像在顏色或灰度上進行渲染。輸入數據本質上可以是圖形的。這種設備的一個例子是PC顯示監視器。輸入數據可以是視頻信號。這種設備的一個例子是TV或視頻監視器。輸入數據可以是圖形和嵌入式視頻的組合。這種設備的一個例子是PC顯示監視器，其在窗口中顯示具有一個或多個應用顯示視頻的圖形，或者是具有兩個或更多個的輸入端口的PC/TV顯示設備，其顯示圖形或全屏視頻或圖形和視頻的組合，例如畫中畫。

觀看者通常手工控制顯示設備的顏色和對比度。手工控制的問題在于，對于所有可能的輸入數據來說不能達到最佳的顯示質量。例如，設置對比度控制以增加褪色圖像的對比度，這對于普通圖像來說將導致對比過度。使高度飽和圖像的顏色飽和設置下降是最佳的，但是如果輸入變化為飽和度減少的圖像，則該設置現在會是次最佳的。觀看者不斷改變顯示設置以適應輸入圖像的性質是不可行或不方便的，尤其是當輸入是視頻序列時。

手工控制對比度和顏色的另一個問題是，其對于輸入數據性質不敏感。手工對比度控制向輸入的1uma分量施加乘法因子。由于1uma值的有限動態范圍，因此為了能夠看到陰影細節而增加暗圖像的對比度導致了亮區中的信息丟失。該控制的乘法性質還意味著不可能增加特別亮的圖像的對比度。

為了向圖形或視頻圖像應用圖像改進效果，就需要知道圖像內容的性質。為了在平板顯示屏上正確顯示圖形或視頻材料，就必須測量各種材料質量。為這些測量的每一個實現數字電子裝置可能是浪費的。

例如，圖1a示出了典型的中等亮的圖像和該圖像的基于單個像素的直方圖。圖1b示出了示例暗(低亮度)圖像和該圖像的基于單個像素的直方圖。在所示的直方圖中，水平軸表示亮度值并且垂直軸表示具有給定亮度值的各像素的數量。例如，對于圖1b中的暗景物，亮度直方圖指明大部分的像素具有低亮度，而對于圖1a中的中亮度景物，亮度譜更寬，這指明更多數量的更亮像素。此外，暗圖像的直方圖在圖2a中所示，并且用于增強這個圖像的對比度的傳遞曲線在圖2b中所示。該直方圖指明大部分的像素是在低亮度的范圍中。傳遞函數增加了圖像高亮度區域中的亮度而基本上沒有改變圖像的中亮度和低亮度區域中的亮度。

但是不幸的是，由于傳遞函數基于的是從各個像素的亮度值導出的直方圖，所以像素亮度值的小變化(其不太可能由觀看者觀察到)對于傳遞函數和所得的圖像可造成不成比例的影響。????

由此，所需要的是一種解決上面認識的問題的系統和方法。本發明解決了這一需要。

發明內容

廣泛地說，本發明涉及增加在圖像的顯著區域中出現的亮度級的對比度。本發明可以用許多方式來實現，包括方法、系統、設備、裝置或計算機可讀介質。下面討論本發明的若干實施例。

在一個實施例中，一種自適應對比度控制的方法包括下列操作：接收由多個像素形成的視頻幀，每個像素具有關聯的像素數據；為所接收的視頻幀數據生成積分的亮度直方圖；根據積分的亮度直方圖來生成傳遞函數；和使用傳遞函數來更新視頻幀數據。

在另一個實施例中，可由計算機處理器執行的用于自適應對比度控制的計算機程序產品包括：用于接收由多個像素形成的視頻幀的計算機代碼，每個像素具有關聯的像素數據；用于為所接收的視頻幀數據生成積分的亮度直方圖的計算機代碼；用于根據積分的亮度直方圖來生成傳遞函數的計算機代碼；用于使用傳遞函數來更新視頻幀數據的計算機代碼；和用于存儲計算機代碼的計算機可讀介質。

在又另一個實施例中，描述了一種提供自適應對比度控制的設備，該設備包括：被設置為接收由多個像素形成的視頻幀的接口，每個像素具有關聯的像素數據；直方圖生成器，用于為所接收的視頻幀數據生成積分的亮度直方圖；傳遞函數生成器，用于根據積分的亮度直方圖來生成傳遞函數；和用于使用傳遞函數來更新視頻幀數據的裝置。

從下面的詳細描述并結合附圖，本發明的其它方面和優點將變得明顯。

附圖說明

圖1示出根據本發明的一個實施例的示例中亮度圖像和該圖像的直方圖。

圖2示出根據本發明的一個實施例的示例暗(低亮度)圖像和該圖像的直方圖。

圖3示出用于增強圖1所示圖像中對比度的傳遞曲線。

圖4示出用于增強圖2所示圖像中對比度的傳遞曲線。

圖5圖形說明本發明的實現。

圖6示出根據本發明的一個實施例細化用于基于積分的亮度直方圖來生成傳遞函數的過程的流程圖。

具體實施方式