[发明专利]一种视频图像动态对比度调整方法及其调整装置

说明书

本发明提供一种视频图像动态对比度的调整方法及其调整装置。调整方法的核心在于提出了一种动态对比度拉伸方法，包括线性拉伸和非线性拉伸，以及Fatside限制、黑电平调整、色度饱和度调整。线性拉伸和非线性拉伸用于自适应地对图像的对比度进行拉伸，Fatside限制、黑电平调整、色度饱和度调整用于防止失真或过度拉伸。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，尤其涉及一种视频图像动态对比度拉伸处理。

背景技术

在视频设备，如电视中常常会采用动态对比度拉伸来对图像进行处理。动态对比度拉伸是一种通常在电视中应用的算法的名称，这种算法以使得图像对于观众来说看上去更好的方式来动态地调整显示图像的亮度。这一处理通过获取各帧的亮度值(连同亮度分布的其他统计值)的直方图来实现，软件处理这些统计值从而生成亮度输入(luma in)和亮度输出(luma-out)值的表格，然后用此表格将进入的图像的亮度值映射到新的亮度输出值。这样，亮度输入和亮度输出表格会随着输入图像的改变而改变。图形的像素包含亮度和色度信息，亮度反应对比度，色度包括色调和饱和度。但是目前对于这一算法的研究还相对较少，即使有也只是一些简单的调整，不能很好地自适应各种场景，也不能保证对于任何场景都不失真、都不闪烁，例如黑暗场景、明亮场景、自然场景、静止的图像、活动的图像、静止的图像、场景内容发生突变等。另外，单独改变图像的亮度还会引起所观察到的颜色的改变，目前的算法也没有考虑这一影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种视频图像动态对比度的调整方法及其调整装置。要解决的技术问题和达到的有益效果在于：提供了一种适用于任何场景的动态对比度调整方法，调整是自适应于场景内容的，能够防失真、闪烁，同时根据亮度的调整还自适应地调整相应色度饱和度。

本发明采用如下技术方案：

一种视频图像动态对比度调整方法，其步骤流程如图1所示：

步骤101、输入图像获取图像亮度的原始直方图；

步骤102、读取步骤一中的直方图，并应用动态对比度拉伸方法在亮度调整模块中生成亮度调整查找表LUT；

步骤103、应用步骤二中生成的LUT调整输入亮度值；

步骤104、根据步骤三中对图像亮度的调整相应的调整图像的色度饱和度，进而将原始色度Cr和Cb调整为色度Adj_Cr和Adj_Cb；

其中，步骤102中所述的动态对比度拉伸方法(其流程如图2所示)的具体步骤为：

(1)设定黑电平Black和白电平White的值；

(2)估计直方图中的亮度电平分布的最小值Min；

(3)估计直方图中的亮度电平分布的最大值Max；

(4)估计直方图中的亮度电平分布的中点值Mid；

(5)自适应地进行对比度拉伸调整，包括线性拉伸、非线性拉伸、Fatside限制、黑电平调整。

其中步骤(2)具体为：在空间域上，令直方图中总像素点的1％处像素点对应的像素亮度为fmin1、2％处像素点对应的像素亮度为fmin2、3％处像素点对应的像素亮度为fmin3，则当前帧图像的最小值fCurMin＝0.5*fMin1+fMin2-0.5*fMin3；在时间域上，令当前图像的上一帧和上上一帧图像的最小值分别为fLastMin和fLastLastMin，其计算方法同空间域上当前帧图像最小值的计算；当fLastMin和fLastLastMin均不为0时，Min＝(fLastLastMin+fLastMin+fCurMin)/3，否则Min＝fCurMin；如果此时算出的MinBlack，则令Min＝Black。