[發明專利]提高圖像動態范圍

在審

• 申請號: 201310590427.7
• 申請日: 2008-07-30
• 公開（公告）號: CN103778614A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 艾倫·倫佩爾;沃爾夫岡·海德里希;赫爾格·西岑;格雷戈里·約翰·沃德;洛恩·A·懷特黑德
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/30;G09G3/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

本申請是申請日為2008年7月30日、申請號為“200880109299.7”、發明名稱為“提高圖像動態范圍”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2007年7月30日提交的題為提高圖像動態范圍的美國專利申請60/962708的優先權。對美國來說，本申請：

·根據美國專利法35U.S.C第119條，要求于2007年7月30日提交的題為提高圖像動態范圍的美國專利申請60/962708的權益，該美國專利申請通過引用而合并到本申請中；

·是2008年7月29日提交的題為提高圖像動態范圍的美國專利申請12/182121的部分繼續申請；并

·根據美國專利法35U.S.C第120條，要求于2008年7月29日提交的題為提高圖像動態范圍的美國專利申請12/182121的權益。

技術領域

本發明涉及數字成像。本發明尤其涉及提高圖像（包括靜態和/或視頻圖像）動態范圍的裝置和方法。本發明可不受限制地實施于電子顯示器中、媒體播放器（例如DVD播放器）中、用于電子顯示器和/或媒體播放器的圖像處理子系統中以及在介質上提供的可由數據處理器讀取并隨后執行的計算機軟件中。

背景技術

人眼對相當寬的強度范圍的光線敏感。圖像需要具有高動態范圍來準確再現真實場景。高性能圖像傳感器，例如高性能CCD陣列，能夠獲取具有高動態范圍的圖像。新一代的顯示設備允許對傳統顯示技術提供顯著改進的動態范圍。

大多數現有電影、視頻和靜態圖像被記錄為以下格式：該格式提供的動態范圍顯著低于這些新一代顯示設備可產生的動態范圍。將來，不斷演變的照相機技術和文件格式將提供用于這些顯示設備的高保真的內容。近期，則需提供提高低動態范圍媒體（例如，低動態范圍（LDR）格式的圖像數據）的動態范圍的方法。這允許觀眾在欣賞現存媒體時享受到高動態范圍顯示器的至少部分優點。

劇場成像系統（投影儀）以及家庭影院系統的觀眾的眼光已經極具水準。因此，在這些和其他應用中，也需提供基本上無明顯缺陷的圖像。

在一些應用中，需要提高實時圖像的動態范圍（例如，產生提高的圖像信號）。

發明內容

本發明具有多個方面。一個方面提供以下方法：所述方法將低動態范圍（LDR）格式的圖像數據作為輸入并產生增強的圖像數據作為輸出，所述增強的圖像數據的動態范圍大于該輸入圖像數據的動態范圍。在某些實施例中，所述方法應用于視頻數據并實時進行（即，至少平均來說以視頻信號的幀速率完成對視頻幀的處理，從而提高所述視頻幀的動態范圍）。

以下描述本發明的其他方面以及具體實施例的特征。

附圖說明

附圖圖示了本發明的非限定性實施例。

圖1是根據本發明的一個實施例的用于提高圖像動態范圍的方法的流程圖。

圖1A是根據一個示例實施例的用于將所輸入的圖像數據線性化的方法的流程圖。

圖2是用于生成亮度提高函數并將該亮度提高函數應用到圖像數據的示例方法的流程圖。

圖2A是圖示用于生成構成邊緣停止函數的掩模的示例方法的流程圖。

圖2B是圖示像素鄰域以及用于確定像素處的梯度的示例性方法的示意圖。

圖3A、3B、3C和3D分別示出：示例低動態范圍輸入圖像、相應的平滑部分、相應的亮度提高函數以及高動態范圍（HDR）輸出圖像，其中所述相應的亮度提高函數已通過邊緣停止部分進行了改變。應當注意，發明附圖的介質不再現所述輸入和輸出圖像的動態范圍。

圖4A是圖示用于生成亮度提高函數的平滑部分的示例方法的流程圖。

圖4B是圖示用于生成亮度提高函數的邊緣停止部分的示例方法的流程圖。

圖4C圖示可用于通過例如圖4A和4B的方法來生成亮度提高函數的圖像金字塔。

圖4D進一步圖示了圖4B的概念、尤其是與生成邊緣停止部分相關的那些概念。

圖5圖示了根據本發明實施例的裝置。

圖6和6A是根據特定實施例的方法，該方法用于提高圖像數據的動態范圍，并生成雙調節器型顯示器的調節器的驅動值以顯示經提高的圖像數據。

具體實施方式

通過以下描述，闡釋具體細節以便提供對本發明更為透徹的理解。但是，本發明可在無需這些細節的情況下實施。在其他情況中，未具體示出或描述公知的部件從而避免使本發明不必要地難以理解。因此，本說明書和附圖應當被視為說明性的而非限制性的。