基于动态范围压缩的对比增强方法及其电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于动态范围压缩的对比增强方法及其电子装置，其通过一输入影像中每个像素位置的输入亮度值的出现次数来决定合适的有效动态范围，并据此估算全域映射曲线，接着再根据输入影像中每个像素位置的区域特性来调整输入亮度值映射的输出亮度值，以适应性地提高输入影像的对比度。据此，本发明专利技术的对比增强方法及其电子装置可以降低计算复杂度且产生较佳的影像对比度。

【技术实现步骤摘要】
基于动态范围压缩的对比增强方法及其电子装置
本专利技术提供一种对比增强方法及其电子装置，特别涉及一种基于动态范围压缩的对比增强方法及其电子装置。
技术介绍
高动态范围(如32位元)影像能够捕捉如真实场景一般的影像，因为它能够大量保留真实场景中的亮度、对比度、影像细节等等信息。而一般显示器能够显示的动态范围例如是0～255(即8位元)。为了让一般显示器可以呈现高动态范围影像，高动态范围影像会通过一种压缩方式并搭配合适的影像对比增强，以贴近人类视觉的感受。影像对比增强主要可以分为全域性(global)对比增强及区域性(local)对比增强。全域性对比增强(如伽马(Gamma)校正或直方图均衡化)是估算一条具有动态范围压缩的全域性曲线，并对影像进行映射。虽然全域性对比增强可以对影像快速进行处理，但此类方法会对过亮像素过度压缩或对过暗像素过度放大，这样的缺点往往会损失结果影像的对比度。区域性对比增强(如适应性直方图均衡化、曝光与遮光技术(Dodging-and-Burning))是根据每个像素及其邻近像素的关系来产生非线性曲线条，以调整每个像素。虽然区域性对比增强可以产生较佳的影像对比度，但此类方法的计算复杂度非常高。因此，若可以结合上述全域性对比增强与区域性对比增强的优点，将可以降低计算复杂度且产生较佳的影像对比度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于动态范围压缩的对比增强方法及其电子装置，其通过一输入影像中每个像素位置的输入亮度值的出现次数来决定合适的有效动态范围，并据此估算全域映射曲线(GlobalMappingCurve)，接着再根据输入影像中每个像素位置的区域特性来调整输入亮度值映射的输出亮度值，以适应性地提高输入影像的对比度。据此，本专利技术的对比增强方法及其电子装置可以降低计算复杂度且产生较佳的影像对比度。本专利技术实施例提供一种基于动态范围压缩的对比增强方法，适用于一电子装置，且用以调整一输入影像中的每一个像素位置的一输入亮度，以增强输入影像的对比度。对比增强方法包括如下步骤：(A)接收输入影像中的每一个输入亮度；(B)将每一个输入亮度值的一出现次数对应到一直方图上的多个亮度值，将这些出现次数进行平滑滤波，且根据平滑化的这些出现次数决定一有效动态范围；(C)按序累加有效动态范围中平滑化的每一个出现次数，以产生一累加曲线，其中累加曲线代表这些亮度值与累加后的这些出现次数的关系；(D)将累加后的这些出现次数正规化至有效动态范围以产生一输出亮度值，且这些亮度值与每一个亮度值对应的输出亮度值形成一全域映射曲线；(E)于全域映射曲线中，按序根据每一个像素位置的输入亮度值获取对应的输出亮度值；以及(F)于每一个像素位置中，根据对应的输出亮度值与邻近的这些输出亮度值之间的一亮度关系调整对应的输出亮度值，以产生一最后亮度值。本专利技术实施例提供一种基于动态范围压缩的电子装置，用以调整一输入影像中的每一个像素位置的一输入亮度，以增强该输入影像的对比度。电子装置包括一影像获取装置与影像处理器。影像获取装置接收输入影像，并按序获取输入影像中的每一个输入亮度。影像处理器电连接影像获取装置，且用以执行下列步骤：(A)接收输入影像中的每一个输入亮度值；(B)将每一个输入亮度的一出现次数对应到一直方图上的多个亮度值，将这些出现次数进行平滑滤波，且根据平滑化的这些出现次数决定一有效动态范围；(C)按序累加有效动态范围中平滑化的每一个出现次数，以产生一累加曲线，其中累加曲线代表这些亮度值与累加后的这些出现次数的关系；(D)将累加后的这些出现次数正规化至有效动态范围以产生一输出亮度值，且这些亮度值与每一个亮度值对应的输出亮度值形成一全域映射曲线；(E)于全域映射曲线中，按序根据每一个像素位置的输入亮度值获取对应的输出亮度值；以及(F)于每一个像素位置中，根据对应的输出亮度值与邻近的这些输出亮度值之间的一亮度关系调整对应的输出亮度值，以产生一最后亮度值。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是这些说明与附图仅是用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利要求作任何的限制。附图说明图1是本专利技术一实施例的基于动态范围压缩的电子装置的示意图。图2是本专利技术一实施例的基于动态范围压缩的对比增强方法的流程图。图2A是图2的步骤S230的细节流程图。图2B是图2的步骤S270的细节流程图。图3是本专利技术一实施例的输入影像的直方图。图4是图3的平滑化的直方图。图5是本专利技术一实施例的累加曲线的示意图。图6是本专利技术一实施例的全域映射曲线的示意图。图7是本专利技术一实施例的目前像素位置的输出亮度值与邻近的输出亮度值的示意图。图8是本专利技术一实施例的调整目前像素位置的输出亮度值的示意图。图9是本专利技术另一实施例的调整目前像素位置的输出亮度值的示意图。图10是本专利技术另一实施例的调整目前像素位置的输出亮度值的示意图。符号说明100：电子装置110：影像获取装置120：影像处理器Fr、Fr1：输入影像P0-Pn：输入亮度值P0’-Pn’：最后亮度值S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270：步骤S231、S233、S235、S237、S238、S239：步骤S271、S273：步骤L0：第一个亮度值L1：第一有效亮度值L2：第二有效亮度值DR1：第一范围DR2：第二范围Deff：有效动态范围Cuv：累加曲线F1、F2、F3：像素组P22、P47、P102：像素位置具体实施方式在下文中，将通过附图说明本专利技术的各种例示实施例来详细描述本专利技术。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来实现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。首先，请参考图1，其显示本专利技术一实施例的基于动态范围压缩的电子装置的示意图。如图1所示，电子装置100为用来调整一输入影像Fr中的每一个像素位置的输入亮度值P0-Pn，以增强输入影像Fr的对比度，并输出调整后的最后亮度值P0’-Pn’。在本实施例中，电子装置100可为智能手机、录影机、平板电脑、笔记本电脑或其他需要执行影像对比增强的装置，本专利技术对此不作限制。电子装置100包括一影像获取装置110与一影像处理器120。如图1所示，影像获取装置110接收输入影像Fr，并按序获取输入影像Fr中的每一个输入亮度值P0-Pn。更进一步来说，影像获取装置110为获取连续影像，且输入影像Fr为连续影像中的其中一张。而输入影像Fr中的每一个像素位置分别具有输入亮度值P0-Pn。影像处理器120电连接影像获取装置110，且用以执行下列步骤，以调整输入影像Fr中的每一个像素位置的输入亮度值P0-Pn，进而增强输入影像Fr的对比度。请同时参考图1至图2。图2显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态范围压缩的对比增强方法，适用于一电子装置，用以调整一输入影像中的每一个像素位置的一输入亮度值，以增强该输入影像的对比度，且该对比增强方法包括：/n接收该输入影像中的每一该输入亮度值；/n将每一该输入亮度值的一出现次数对应到一直方图上的多个亮度值，将所述出现次数进行平滑滤波，且根据平滑化的所述出现次数决定一有效动态范围；/n按序累加该有效动态范围中平滑化的每一该出现次数，以产生一累加曲线，其中该累加曲线代表所述亮度值与累加后的所述出现次数的关系；/n将累加后的所述出现次数正规化至该有效动态范围以产生一输出亮度值，且所述亮度值与每一该亮度值对应的该输出亮度值形成一全域映射曲线；/n于该全域映射曲线中，按序根据每一该像素位置的该输入亮度值获取对应的该输出亮度值；以及/n于每一该像素位置中，根据对应的该输入亮度值与多个邻近输入亮度值之间的一亮度关系调整对应的该输出亮度值，以产生一最后亮度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于动态范围压缩的对比增强方法，适用于一电子装置，用以调整一输入影像中的每一个像素位置的一输入亮度值，以增强该输入影像的对比度，且该对比增强方法包括：
接收该输入影像中的每一该输入亮度值；
将每一该输入亮度值的一出现次数对应到一直方图上的多个亮度值，将所述出现次数进行平滑滤波，且根据平滑化的所述出现次数决定一有效动态范围；
按序累加该有效动态范围中平滑化的每一该出现次数，以产生一累加曲线，其中该累加曲线代表所述亮度值与累加后的所述出现次数的关系；
将累加后的所述出现次数正规化至该有效动态范围以产生一输出亮度值，且所述亮度值与每一该亮度值对应的该输出亮度值形成一全域映射曲线；
于该全域映射曲线中，按序根据每一该像素位置的该输入亮度值获取对应的该输出亮度值；以及
于每一该像素位置中，根据对应的该输入亮度值与多个邻近输入亮度值之间的一亮度关系调整对应的该输出亮度值，以产生一最后亮度值。


2.如权利要求1所述的基于动态范围压缩的对比增强方法，其中，于决定该有效动态范围的步骤中，还包括：
于该直方图中，由最后一个亮度值往前搜索第一个有出现次数的亮度值作为一第一有效亮度值，并将第一个亮度值至该第一有效亮度值作为一第一范围；
于该第一范围中，将对应的所述出现次数进行平滑滤波，以产生一平滑化的直方图；
于该平滑化的直方图中，由该第一有效亮度值往前搜索第一个有出现次数的亮度值作为一第二有效亮度值，并将该第一个亮度值至该第二有效亮度值作为一第二范围；以及
于该第二范围中，判断该第二有效亮度值是否小于等于一预设亮度值，若该第二有效亮度值小于等于该预设亮度值，将该第一个亮度值至该预设亮度值作为该有效动态范围，且若该第二有效亮度值大于该预设亮度值，将该第一个亮度值至该第二有效亮度值作为该有效动态范围。


3.如权利要求1所述的基于动态范围压缩的对比增强方法，其中，于正规化累加后的所述出现次数至该有效动态范围的步骤中，还包括：
按序计算累加后的所述出现次数与该有效动态范围中的全部所述出现次数的比例关系；以及
分别将每一该比例关系乘上该有效动态范围中的一最高亮度值以产生该输出亮度值。


4.如权利要求1所述的基于动态范围压缩的对比增强方法，其中，于每一该像素位置中，调整对应的该输出亮度值以产生该最后亮度值的步骤中，还包括：
根据对应的该输入亮度值与所述邻近输入亮度值计算至少一高频像素比例，并将该至少一高频像素比例作为该亮度关系，其中该至少一高频像素比例关联于对应的该像素位置的该输入亮度值与至少一低频像素值；以及
根据该亮度关系调整对应的该输出亮度值，以产生该最后亮度值。


5.如权利要求4所述的基于动态范围压缩的对比增强方法，其中，于计算对应的该像素位置的该至少一高频像素比例的步骤中，还包括：
根据对应的该输入亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旸庭，姜昊天，陈世泽，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71