[發明專利]圖像處理器、顯示裝置及圖像處理方法

無效

• 申請號: 201180008972.X
• 申請日: 2011-02-09
• 公開（公告）號: CN102763158A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 佐藤明子;張小忙
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G09G5/10
• 分類號: G09G5/10;G09G3/20;G09G3/34;G09G3/36;G09G5/00;G09G5/36;G09G5/377
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發明涉及圖像處理器。本發明還涉及顯示裝置和圖像處理方法。

背景技術

近年來，已經提出加寬顯示裝置的動態范圍。常用的傳統顯示裝置被稱為“低動態范圍(LDR)顯示器”。相反，具有較寬動態范圍的顯示裝置被稱為“高動態范圍(HDR)顯示器”。HDR顯示器能夠再現LDR顯示器不能再現的非常低和非常高的亮度水平。因此，HDR顯示器甚至能夠適當地顯示經過對比度增強處理的圖像。

大多數操控對比度的圖像處理技術基于人類視覺系統(HVS)的響應隨適應亮度的變化線性變化的假定(韋伯法則)。然而，人類視覺系統對對比度的敏感性在低適應亮度水平時急劇下降。

圖9示出人類視網膜中桿和錐體的對比度對強度(contrast?versus?intensity，CVI)函數。在圖9中，橫軸代表亮度[log₁₀cd/m²]，縱軸示出能夠由CVI＝TVI(L)/L導出的CVI函數，其中TVI(L)是閾值對強度(threshold?versus?intensity，TVI)函數，L是適應亮度水平。TVI函數代表人類可以感知到的最低亮度差。如圖9中所示，當適應亮度下降時，特別是在低適應亮度水平的時候，人類視覺系統對對比度的敏感度也下降。

因此，當執行圖像處理時，即使對整個圖像整體施加恒定的物理對比度變化，在所有適應亮度水平上“感知到的對比度”(即，人類感知到的對比度)的變化也不是恒定的。圖10示出亮度和感知到的對比度之間關系的一個例子。如圖10中所示，特別是在低亮度水平時，感知到的對比度變化不是恒定的。

在不再現如此低的亮度水平的LDR顯示器中，這個問題是可容忍的，但是對于HDR顯示器來說，這個問題是嚴重的。具體地，在HDR顯示器上，任何簡單的對比度重新定標都可能導致在圖像的暗區域中感知到的對比度的弱化。

鑒于此，本發明人和其他人一起提出了可以適當用于HDR顯示器的對比度增強模型(參見非專利文獻1)。該模型基于關于顯示自然風景圖像的HDR顯示器上的不同適應亮度水平測量進行對比度定標的心理物理實驗。該對比度增強模型可以針對不同的適應亮度水平產生統一的感知到的對比度的變化。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：2008年在美國加州圣何塞市舉行的IS&T/SPIE的第20屆電子成像年會的人類視覺和電子成像文集XIII中Akiko?Yoshida和其他三個人的“Perception-based?contrast?enhancement?model?for?complex?images?in?high?dynamic?range”

發明內容

發明要解決的問題

然而，該實驗是只關于一個風景圖像進行的。另外，該對比度增強模型完全忽略了圖像的空間頻率特征。也就是說，該模型只基于空間頻率和適應亮度水平的一個組合圖案。結果，在非專利文獻1中公開的對比度增強模型就其應用性來說缺乏普遍性。

本發明是鑒于上述問題作出的，并且本發明的目的是提供一種在包括不能在LDR顯示器上再現的非常低的亮度水平的任何適應亮度水平、任何類型的圖像和任何空間頻率上都能夠實現統一的感知到的對比度的變化的圖像處理器和圖像處理方法。

用于解決問題的方案

根據本發明的圖像處理器是以下圖像處理器，其包括：亮度分割部，其被配置為將輸入圖像分割為彼此具有不同亮度水平的多個區域；空間頻率計算部，其被配置為計算所述多個區域中的每個區域的空間頻率；對比度調整部，其被配置為基于所述亮度水平和由所述空間頻率計算部計算出的空間頻率調整所述多個區域中的每個區域的對比度；以及合并部，其被配置為將所述對比度調整部已經調整對比度的所述多個區域合并為一個圖像。

在一個優選實施例中，所述合并部在將所述多個區域的輪廓模糊化之后進行所述合并。

在一個優選實施例中，所述對比度調整部將各個區域的對比度調整為彼此不同的程度。

在一個優選實施例中，根據本發明的圖像處理器還包括設定輸入部，該設定輸入部被配置為允許用戶指定所述對比度調整部的調整程度。

根據本發明的顯示裝置包括上述結構的圖像處理器和被配置為顯示從所述圖像處理器輸出的圖像的顯示面板。