[發(fā)明專利]一種數(shù)字圖像亮度對比度增強裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710125619.5
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101472113A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 官安全;李琛;楊維維;彭亮;常軍鋒;鄭濤;石嶺
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司
• 主分類號: H04N5/57
• 分類號: H04N5/57
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻信號處理裝置，特別涉及一種對數(shù)字視頻信號的增強處理裝置。?

背景技術(shù)

在信息化的今天，人們對視頻圖像的顯示要求越來越高，當(dāng)前很多數(shù)字視頻系統(tǒng)中，除了從視頻信號的信噪比和分辨率方面做出很大改善外，更發(fā)展出許多針對人眼視覺特征改善圖像質(zhì)量的方法，從增強圖像亮度、對比度、清晰度等方面考慮，有效改善視頻圖像的顯示質(zhì)量。?

一般來說，視頻圖像的增強處理不會增加視頻數(shù)據(jù)中固有的信息內(nèi)容，也不要求對其數(shù)學(xué)模型化，而是對一個給定的圖像序列進行處理，以改善其在一個顯示媒介上的表象。要對圖像增強規(guī)定一個量化的標(biāo)準(zhǔn)往往是很困難的，因此現(xiàn)有的視頻增強技術(shù)一般根據(jù)研發(fā)人員的經(jīng)驗設(shè)計。?

圖像的亮度對比度增強是一種重要的視頻增強技術(shù)，因為人類的眼睛對于亮度的差異感知更敏感，遠(yuǎn)勝于對亮度絕對值本身的感知，因此增強圖像的對比度可以更好的提高圖像的視覺效果，視頻圖像的對比度已經(jīng)成為很多電子設(shè)備一個基本的也是重要的性能指標(biāo)。與輪廓增強和細(xì)節(jié)增強不同，對比度增強技術(shù)更注重于一個給定圖像的整體表象，而不是諸如邊緣的突出和銳化等局部表象。?

對比度增強有多種實現(xiàn)方式，目前常用的方法是通過手動配置某些固定亮度區(qū)域的亮度映射曲線的斜率來達(dá)到這些亮度區(qū)域的對比度提升；也有根據(jù)圖像的亮度特征統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及場景的檢測信號，確定用于進行亮度映射的曲線，然后對圖像進行亮度映射，從而動態(tài)調(diào)整對比度的方法。?

在2003年5月20日申請的美國專利US6826310中，提出了一種自動對比度增強方法，它利用直方圖統(tǒng)計圖像的亮度特征，選擇一定弧度的S曲線作為亮度映射曲線的對比度調(diào)整方法，這種方法針對不同的亮度特征選擇不同的曲線，對圖像的調(diào)整更符合實際情況，但是由于曲線的實現(xiàn)是通過查找表來實現(xiàn)，? 對整個亮度范圍的曲線存取不僅耗費大量的存儲空間，而且當(dāng)一幅圖像不同亮度區(qū)域的亮度特征不同時，只采用一條S曲線則不夠靈活準(zhǔn)確。?

在1995年10月30日申請的美國專利US6463173中，提出了一種基于圖像直方圖的對比度增強系統(tǒng)及方法，將圖像的直方圖分成多段，每段進行直方圖拉伸的方法來調(diào)整圖像的對比度，該方法可以根據(jù)圖像的不同亮度特征段分開調(diào)整，效果更好，但是沒有采用曲線映射的方法，直接進行直方圖均衡化，不適用于硬件代碼的實現(xiàn)，且很復(fù)雜。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種數(shù)字圖像亮度對比度增強裝置，根據(jù)亮度直方圖的形狀特點，將整幅圖像按亮度分成三個部分：高亮度段、中亮度段、低亮度段，生成可以對直方圖產(chǎn)生拉伸效果的亮度映射曲線來調(diào)整圖像亮度，達(dá)到增強圖像對比度的方法。?

一種數(shù)字圖像亮度對比度增強裝置，該裝置包括亮度信息統(tǒng)計模塊101、第一延遲模塊1031、第二延遲模塊1032、第三延遲模塊1033、第四延遲模塊1034、亮度映射曲線生成模塊104、場間亮度關(guān)系判斷模塊105以及亮度調(diào)整模塊106；?

其中，亮度信號Y_in輸入到亮度信息統(tǒng)計模塊(101)得到當(dāng)前第k場的直方圖統(tǒng)計信息及亮度平均值，?

所述直方圖統(tǒng)計信息經(jīng)第一延遲模塊1031延遲后輸入到亮度映射曲線生成模塊104，初步生成當(dāng)前第k場的亮度映射曲線L1，?

第k-1場的亮度平均值依次經(jīng)第二延遲模塊1032和第三延遲模塊1033延遲后，與經(jīng)過第二延遲模塊1032的第k場的亮度平均值同時輸入到場間亮度關(guān)系判斷模塊105，得到比例系數(shù)R_new和R_old并與由亮度映射曲線生成模塊104得到的曲線L1和由第四延遲模塊1034得到的上一場的亮度映射曲線L_delay進行加權(quán)，則得到所需的亮度映射曲線L_valid，?

所述亮度映射曲線L_valid輸入到亮度調(diào)整模塊，對下一場第k+1場的亮度信號Y_in進行調(diào)整即得到對比度調(diào)整過的圖像。?

所述裝置還包括以下模塊：近似飽和度計算模塊102和第五延遲模塊1035，所述近似飽和度計算模塊102的輸入信號為圖像的色差信號。?

所述近似飽和度計算模塊102輸出的圖像平均近似飽和度經(jīng)第五延遲模塊1035延遲后輸入到亮度映射曲線生成模塊104，配合圖像直方圖信息從曲線列表中選擇合適的曲線。?

所述亮度映射曲線生成模塊104將所述亮度信息統(tǒng)計模塊101得到的直方圖分為三段，每段均根據(jù)形狀近似成三角形模版1：?或三角形模版2：?或三角形組合模版3：?或三角形組合模版4：?