一种低功耗对比度增强方法技术

本发明专利技术提供一种低功耗对比度增强方法，其特征在于，所述低功耗对比度增强方法包括：统计目标图像像素的灰度值k，得到所述图像灰度值k分布的第一直方图；对所述第一直方图进行滤波处理，得到第二直方图；将第二直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，得到第三直方图；分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束，得到最终的图像。本发明专利技术对图像进行处理后再显示，不仅可以降低功耗，延长显示器的使用生命周期，并且对于图像暗区有保护作用，几乎无损失，图像局部细节的对比度得到增强。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗对比度增强方法
本专利技术涉及半导体器件领域，特别是涉及一种低功耗对比度增强方法。
技术介绍
对比度，简而言之就是显示器的白色亮度与黑色亮度的比值，相同的白色或黑色亮度下，对比度越高，画面层次感越鲜明，对比度高的产品在一些暗场景中的细节表现、清晰度和高速运动物体表现上优势更加明显，而对比度低的产品则会使画面显得灰蒙蒙。特别是在彩色图像中，由于亮度分量与其他颜色分量，如饱和度、色度等息息相关，所以对比度的高低对画面的清晰度等具有很大的影响。为此，人们研究了多种图像对比度增强方法，以通过调节图像灰度级的分布，增加各个像素之间的视觉距离，使模糊的目标容易辨识，提高图像的观看质量。随着对比度增强技术的成熟和发展，越来越多的研究集中在对对比度增强的同时降低显示器的功耗，但研究结果并不乐观。例如，文献“TheenhancementnetpowercontrolforlifetimeimprovementofAMOLED”IEEESymposiumCircuitsandSystems,pp.3246-3249,May2012中的方法，虽然能够降低功耗，但是并没有对图像进行增强，图像损失严重。文献“Power-constrainedcontrastenhancementforOLEDdisplaysbasedonhistogramequalization”IEEEConferenceImageProcessing,pp.1689-1692,Sept.2010中的方法，对于亮区图像的压缩过少，功耗约束效率较低，对于暗区图像的压缩过多，图像质量损失较大。并且该方法用到了对数运算，运算量比较大，难以用硬件实现，不利于集成化。因此，急需一种低功耗的对比度增强方法，以延长显示器的使用生命周期，并且在对比度增强过程中减少图像质量损失。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低功耗对比度增强方法，用于解决现有技术中功耗约束效率不高，对比度增强过程中图像质量损失较大，以及运算量较大，难以通过硬件实现，不利于集成化的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种低功耗对比度增强方法，所述低功耗对比度增强方法至少包括：统计目标图像像素的灰度值，得到所述图像灰度值分布的第一直方图；对所述第一直方图进行滤波处理，得到第二直方图；将第二直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，得到第三直方图；分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束，得到最终的图像。优选地，将第二直方图进行分段进一步包括：统计第二直方图中的最小值以及最小值所处的位置，根据所述最小值所处的位置将第二直方图进行分段。优选地，对每个子段进行直方均衡化处理进一步包括：对于每个子段，依次通过概率密度函数和直方图均衡变换函数将每个像素的灰度值k映射为新的灰度值T(k)，其中，p(k)代表灰度值k在图像中出现的概率，hi(k)为第二直方图每个子段所对应的直方图，k∈[a,b]，a和b分别代表子段中的最低灰度值和最高灰度值，M为每个子段内的像素总个数。优选地，所述滤波处理采用平滑滤波器，滤波函数为：其中，k为灰度值，hs(k)为第二直方图。优选地，所述功耗约束通过压缩映射公式计算，所述压缩映射公式为：其中，M(k)为每个像素点灰度值k经功耗约束后的灰度值，Leni为压缩前第n个子段的灰阶长度，Leno为压缩后第n个子段的灰阶长度，a为压缩前第n个子段的起始灰阶值。优选地，Leni与Leno之间的关系为：0,]]>其中，α为全局压缩系数，为固定值，βn为局部压缩系数，n为子段序号，其中，Pn为第n个子段的功耗值，TP为整幅图像的功耗值。优选地，所述全局压缩系数α根据当前图像的整体功耗值P0以及亮背景区域的功耗值P1与整体功耗值P0的比值进行调节，其中，其中，Ai为第i个像素的灰度值，M为整幅图像的总像素个数，N为亮背景区域的总像素个数。优选地，所述亮背景区域的功耗值P1通过以下方法计算：若某一像素点的灰度值满足|ki-ki(m)|≤j且ki≥w，则所述像素处于亮背景区域，其中，ki为第i个像素点在当前帧图像的灰度值，ki(m)为为第i个像素点在m帧前图像的灰度值，j为差值阈值，w为亮像素阈值；统计亮背景区域的直方图，并根据公式计算亮背景区域功耗值P1。优选地，α的取值满足优选地，在统计目标图像像素的灰度值之前，把图像数据从RGB颜色空间转换到YUV颜色空间，在分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束之后，将YUV颜色空间转换回RGB颜色空间。相应地，本专利技术还提供了一种低功耗对比度增强装置，所述低功耗对比度增强装置包括：统计模块，用于统计目标图像像素的灰度值，得到所述图像灰度值分布的第一直方图；滤波处理模块，用于对所述第一直方图进行滤波处理，得到第二直方图；直方均衡化处理模块，用于将第二直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，得到第三直方图；功耗约束模块，分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束，得到最终的图像。如上所述，本专利技术的低功耗对比度增强方法，具有以下有益效果：首先，本专利技术根据图像原始直方图中最小值所处的位置将直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，从而着重于图像局部区域的对比度增强，对于细节的增强效果更佳。其次，本专利技术在对图像进行分段直方均衡化处理的基础上，对于每个子段分别进行功耗约束，对第0个子段（最暗的区域）只进行局部压缩，其余子段进行全局和局部压缩，从而不仅在很大程度上可以降低功耗（50%至60%），延长了显示器，尤其是AMOLED显示器的使用生命周期，并且着重于压缩亮区高能量区，保护了暗区图像的质量，图像质量几乎无损失，图像局部细节的对比度得到增强。再次，本专利技术利用运动图像的背景检测方法计算出背景中的亮区，根据当前图像的整体功耗值P0以及亮背景区域的功耗值P1与整体功耗值P0的比值自动调整全局压缩系数α，进一步提高了动态图像的功耗和图像质量的权衡效果，此外，α取2的整数幂次方之和，从而可以用移位操作取代乘法运算，运算量小，在硬件实现时更节约成本，更有利于集成化。附图说明图1显示为本专利技术的低功耗对比度增强方法实施例1的流程图。图2显示为本专利技术的低功耗对比度增强方法实施例2的流程图。图3显示为本专利技术的图像中亮背景区域的提取流程。图4显示为本专利技术的低功耗对比度增强装置的示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本专利技术实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例1请参阅图1本专利技术低功耗对比度增强方法实施例1的流程图。所述低功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗对比度增强方法，其特征在于，所述低功耗对比度增强方法至少包括：统计目标图像像素的灰度值k，得到所述图像灰度值k分布的第一直方图；对所述第一直方图进行滤波处理，得到第二直方图；将第二直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，得到第三直方图；分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束，得到最终的图像。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗对比度增强方法，其特征在于，所述低功耗对比度增强方法至少包括：统计目标图像像素的灰度值k，得到所述图像灰度值k分布的第一直方图；对所述第一直方图进行滤波处理，得到第二直方图；将第二直方图进行分段，并分别对每个子段进行直方均衡化处理，得到第三直方图；分别对所述第三直方图的每个子段进行功耗约束，得到最终的图像，所述功耗约束通过压缩映射公式计算，所述压缩映射公式为：其中，M(k)为每个像素点灰度值k经功耗约束后的灰度值，Leni为压缩前第n个子段的灰阶长度，Leno为压缩后第n个子段的灰阶长度，a为压缩前第n个子段的起始灰阶值；Leni与Leno之间的关系为：其中，α为全局压缩系数，为固定值，βn为局部压缩系数，n为子段序号，其中，Pn为第n个子段的功耗值，TP为整幅图像的功耗值；α的取值满足其中，n为分段数量，i取值1～n。2.根据权利要求1所述的低功耗对比度增强方法，其特征在于，将第二直方图进行分段进一步包括：统计第二直方图中的最小值以及最小值所处的位置，根据所述最小值所处的位置将第二直方图进行分段。3.根据权利要求1所述的低功耗对比度增强方法，其特征在于，对每个子段进行直方均衡化处理进一步包括：对于每个子段，依次通过概率密度函数和直方图均衡变换函数将每个像素的灰度值k映射为新的灰度值T(k)，其中，p(k)代表灰度值...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，强文华，章琦，汪宁，田犁，方娜，封松林，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31