[发明专利]图像处理设备、图像处理方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理设备、图像处理方法和程序。

背景技术

当图像被示出在显示器上时，如果图像是宽动态范围图像或者高对比度图像，则可能生成了具有较小亮度差以及较低对比度的部分，从而使得显示器上的图像不清楚，如图6A中所示。例如，图6A中所示的室外环境和人之间的亮度差可以很小，并且图6A中所示的室内环境和人之间的亮度差可以很小。由较小的亮度差导致的不清楚图像的现象既发生在明亮区域也发生在黑暗区域。图6A和6B是示出图像的示例的说明性示意图。

为了改善具有较小亮度差的部分的对比度，一般会在图像上进行色调校正。色调校正的相关技术已经在例如Fredo Durand and Julie Dorsey，Fast Bilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images，In SIGGRANPH 02：Proceedings of the 29th annual conference on Computer Graphics and interactive techniques(2002)，第257至266页中描述。在以上文档的技术中，色调校正在宽动态范围图像的每个像素或者每个区域上执行。

发明内容

图像处理中存在两种色调校正：(1)诸如增益调整或伽马校正之类的线性处理；以及(2)直方图均衡化。

当在具有高对比度的大图像中执行利用诸如增益调整和伽马校正之类的线性处理的色调校正时，黑暗部分中的对比度的校正牺牲了明亮部分中的对比度，并且相反，明亮部分中的对比度的校正牺牲了黑暗部分中的对比度。另外，当在宽动态范围图像上执行利用诸如增益调整和伽马校正之类的线性处理的色调校正时，在校正后的图像中没有有效地使用动态范围的宽度。

在利用直方图均衡化的色调校正中，对比度被改善，但是亮度的连续性丧失，从而使得显示图像可能是不自然的图像。另外，在直方图均衡化中，分析每个输出比特非常重要，并且在高分辨率图像的情况下大量的硬件和软件资源被使用。另外，当利用直方图均衡化的色调校正被执行时，相对于整个图像而言具有小面积的亮度级的区域中的对比度被降低。

当如以上文档中所述地对每个区域和每个像素执行色调校正时，一般会使用极大量的硬件和软件资源。

例如，在使用安全照相机等的监控系统中，即使在宽动态范围图像或高对比度图像的情况下，也需要改善明亮部分以及黑暗部分中的可见度。

鉴于以上所述，期望提供一种新颖的改进型图像处理装置、图像处理方法、以及程序，其能够改善单个图像中的明亮部分和黑暗部分中的对比度并降低电路负荷。

根据本发明的实施例，提供了一种图像处理设备，包括：块直方图生成单元，被配置为计算包括多个像素的每个块中的像素值的频率，将动态范围划分为复数“N”个范围(N为整数)，并且生成包括“N”个柱形的第一直方图，所述柱形具有多个像素的宽度；像素直方图生成单元，被配置为基于包括目标像素的块的第一直方图和与包括目标像素的块相邻的块的第一直方图，计算与目标像素在块中的像素位置相关的目标像素的频率，并且针对每个像素生成包括“N”个柱形的第二直方图；以及输出值确定单元，被配置为基于第二直方图生成像素值和像素值的输出值之间的关系从而使得第二直方图的最大累积频率与像素值的输出值的最大值相匹配，并且基于目标像素的像素值计算输出值。

块直方图生成单元可以根据像素值对频率进行加权。

块直方图生成单元可以根据像素值将频率添加到与包括该像素值的柱形相邻的柱形。

像素直方图生成单元可以利用目标像素和相邻块的中心之间的距离进行归一化，将包括目标像素的块的第一直方图和与包括目标像素的块相邻的块的第一直方图组合在一起，并且生成第二直方图。

像素直方图生成单元可以计算整个图像的像素值的频率，将动态范围划分为复数“N”个范围(N为整数)以生成包括“N”个柱形的第三直方图，并且通过组合第三直方图生成第二直方图，所述柱形具有多个像素的宽度。

可以通过将连接单个柱形宽度中的最小像素值和最大像素值的频率的连线连接起来，来获取像素值和像素值的输出值之间的关系。