[发明专利]动态对比强化装置及其方法

说明书

技术领域

本发明有关于动态对比强化(dynamic contrast enhancement)，尤有关于一种混合一个以影像内容为主的直方图(content-based histogram)与一使用者自订(user-defined)直方图的动态对比强化装置及其方法。

背景技术

以下为方便说明，在本说明书与权利要求中，“亮度”(luminance)表示一输入影像数据值的一种成份(component)，所述的成份与一显示(displayed)影像数据值的使用者肉眼感知强度(perceived intensity)有关，其中，所述的输入影像数据值本身可以是数字或模拟的型式，其最终会被显示在一数字或模拟显示器上，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示(LCD)。“色度”(chrominance)表示所述的输入影像数据值的另一种成份，所述的成份与所述的显示影像数据值的使用者肉眼感知色彩(color)有关，至于，色调(hue)与饱和度(saturation)是二种常用来界定色彩感知(perception)的标准，二者共同定义了色度。另外，“动态对比强化”表示根据影像亮度分布，将过暗或过亮的影像加以动态调整，而“使用者自订直方图”表示已预先被定义，以及/或在实施过程中可被动态程序化的直方图。

由于转换函数(transfer function)必需动态地根据影像内容来调整，其调整的复杂程度可想而知。以影像强化为目的的影像处理领域中，许多有关于影像对比调整的方法相继被研发出来，最著名的应该是直方图等化法(histogram equalization)。现存技术多根据直方图等化法而改良，大致可分为两类：曲线选择方法与曲线运算方法。曲线选择方法是预先提供一组转换函数，再根据动态影像内容从所述的组转换函数中选取其中之一，此种技术以美国第5,808,697号专利文献为代表。然而，影像内容组成相当复杂，恐难由预设的一组转换函数中择其一而得到正确补偿，故实际应用范围有所限制。

曲线运算方法虽不需预先提供一组转换函数，而是根据纯粹动态运算而得到一转换函数，但此种方法多有调整过剧以致于亮度均值(mean value)偏移过大的缺点，例如，在夜晚撷取的影像有如白天。此外，所述的曲线运算方法还会使得亮度位阶(level)的渐层变化(gradient changes)不连续，此类技术以Kim于1997年(“Contrast Enhancement Using Brightness PreservingBi-Histogram Equalization”，Y.-T.Kim，IEEE Transections on ConsumerElectronics Vol.43，No.1 Feb.1997)所提出的方法为代表。然而，Kim所提出的方法有两个问题：第一个问题是不同的影像亮度分布竟然有相同的亮度均值；第二个问题是统计上，亮度均值对离群值(outlier)极其敏感，换言之，相对较少数像素的亮度值虽都远离亮度均值，却对所述的亮度均值有很大的影响。为解决上述问题，故提出本发明。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明目的之一为提供一种动态对比强化装置，是混合一个以影像内容为主的直方图与一使用者自订直方图。

为达成上述目的，本发明的动态对比强化装置包含：一直方图计算器，用以计算一目前页框(frame)的一亮度直方图；一低通滤波器(low-pass filter)，连接至所述的直方图计算器，用以对所述的亮度直方图执行一低通滤波处理，并产生一滤波直方图；一混合单元，连接至所述的低通滤波器，根据一混合权值(blending weight)，以混合所述的滤波直方图与一使用者自订直方图，并产生一混合直方图；以及，一亮度映射器(remapper)，连接至所述的混合单元，用来根据所述的混合直方图以产生一转换函数，并根据所述的转换函数以映射所述的目前页框。

本发明另一个目的为提供一种动态对比强化方法，包含以下步骤：计算一目前页框的一亮度直方图；对所述的亮度直方图执行一低通滤波处理，以产生一滤波直方图；根据一混合权值，混合所述的滤波直方图与一使用者自订直方图以产生一混合直方图；根据所述的混合直方图以产生一转换函数；以及，根据所述的转换函数以映射所述的目前页框。

附图说明

图1为本发明第一实施例的架构示意图。

图2是两个转换函数的比较图。

图3为显示混合一滤波直方图与一使用者自订直方图，以产生一混合直方图的一个例子。