图像处理设备和使用该图像处理设备的图像处理方法技术

提供一种图像处理设备，包括：显示面板；以及控制器，其被配置成获取高动态范围(HDR)图像的峰亮度值，并且基于所获取的峰亮度值将高动态范围图像的亮度调整为在显示面板的可用输出亮度范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理设备和使用该图像处理设备的图像处理方法
本公开涉及一种图像处理设备，并且更具体地，涉及一种用于对HDR高动态范围图像执行自适应色调映射的图像处理设备。
技术介绍
对人眼敏感的亮度的动态范围可以在几十万到几十亿的范围内。就特定亮度单位而言，0.00001至1000000尼特(nit)的亮度可能对人眼敏感。仅几百的动态范围可能足以表达大部分图像信息，并且因此用于渲染一般图像的显示设备具有256的动态范围。然而，为了经由大量计算形成类似于真实自然图像的图像，或形成需要非常精细数据的医学图像，应使用256以上的动态范围来表达图像。也就是说，传统的显示设备可以渲染具有标准动态亮度范围的图像，该标准动态亮度范围可以窄于对人眼敏感的动态亮度范围。因此，传统的显示设备可能具有允许图像对人眼感觉真实的限制。为此，出现高动态范围(HDR)成像技术。HDR技术可以允许亮区域更亮并且暗区域更暗，以扩展亮度范围以生成对人眼更真实可见的高动态范围图像。应将经历HDR的图像(下文中，HDR图像)转变为具有有限动态范围的一般图像，用于通用显示设备或打印设备显示。为此，可能需要色调映射操作以将HDR图像转变成低或标准动态范围(SDR)图像，作为具有有限动态范围的一般图像，用于由通用显示设备或打印设备显示。然而，对于具有亮区域和暗区域的HDR图像，由于由通用显示设备支持的亮度限制，传统的色调映射可能不会使暗区域变得清晰。因此，用户可能难以感测暗区域。因此，HDR图像提供者可能无法以预期亮度来显示HDR图像。
技术实现思路
技术问题本公开是为了自适应地改变在HDR图像的色调映射中使用的色调曲线，以提供明亮且清晰的HDR图像。此外，本公开是为了基于HDR图像的峰亮度值将HDR图像的亮度调整为在显示面板的亮度输出范围内。技术解决方案在本公开的一个方面，提供一种图像处理设备，包括：显示面板；以及控制器，该控制器被配置成获取高动态范围(HDR)图像的峰亮度值，并且基于所获取的峰亮度值将高动态范围图像的亮度调节为在显示面板的可用输出亮度范围内。在一个实施例中，控制器还被配置成调整具有等于或低于峰亮度值的亮度值的高动态范围图像的图像信号区域的亮度。在一个实施例中，控制器还被配置成将图像信号区域的亮度从显示面板的最小可用输出亮度值逐渐地增加到最大可用输出亮度值。在一个实施例中，控制器不调整具有高于峰亮度值的亮度值的高动态范围图像的图像信号区域的亮度。在一个实施例中，控制器被进一步配置成：获取形成HDR图像的多个场景的峰亮度值；获得所获取的峰亮度值的平均峰亮度值；以及基于所获取的平均峰亮度值，在显示面板的可用输出亮度范围内调整HDR图像的亮度，其中多个场景中的每个包括预定数目的图像帧。在一个实施例中，控制器被进一步配置成：获取形成HDR图像的多个图像帧的峰亮度值；获得所获取的峰亮度值的平均峰亮度值；以及基于所获取的平均峰亮度值，在显示面板的可用输出亮度范围内调整HDR图像的亮度。在一个实施例中，控制器被进一步配置成：如果峰亮度值在预定范围内，则基于显示面板的最大可用输出亮度值在显示面板的可用输出亮度范围内调整HDR图像的亮度；或者如果峰亮度值在预定范围之外，则基于HDR图像的峰亮度值在显示面板的可用输出亮度范围内调整HDR图像的亮度。在一个实施例中，控制器被进一步配置成：接收包括关于HDR图像的信息的元数据；以及从元数据获取HDR图像的峰亮度值。在一个实施例中，控制器被进一步配置成基于所获取的峰亮度值将静态色调曲线变成自适应色调曲线，其中静态色调曲线定义调整关系以允许输入HDR图像信号的亮度在显示面板的可用输出亮度范围内被调整。在一个实施例中，控制器被进一步配置成执行颜色映射以将HDR图像的颜色转换为在显示面板的显色范围内。在本公开的一个方面，提供一种使用包括显示面板的图像处理设备的图像处理方法，该方法包括：接收高动态范围(HDR)图像；获取高动态范围(HDR)图像的峰亮度值；以及基于所获取的峰亮度值，将HDR图像的亮度调整为在显示面板的可用输出亮度范围内。本专利技术的有益效果使用本公开的方法和设备，可以自适应地改变在HDR图像的色调映射中采用的色调曲线，以提供明亮且清晰的HDR图像。此外，可以抑制由于峰亮度值的急剧变化引起的闪烁效应。附图说明通过在此给出的详细描述和附图将更全面地理解本专利技术，这些附图仅通过图示给出，并且因此不是对本专利技术的限制，并且其中：图1示出根据本公开的一个实施例的提供SDR和HDR图像的内容提供商系统的框图。图2示出根据本公开的一个实施例的图像处理设备的配置的框图。图3示出使用根据本公开的一个实施例的图像处理设备的图像处理方法的流程图。图4示出用于描述根据本公开的一个实施例的使用感知量化器光电转换函数将HDR图像信号转换到量化电平的图。图5示出用于描述根据本公开的一个实施例的使用感知量化器电光转换函数将HDR图像信号转换到量化电平的图。图6示出用于描述根据本公开的一个实施例的HDR图像的颜色映射的图。图7示出用于描述根据本公开的一个实施例的基于峰亮度值的自适应色调映射的图。图8和图9分别示出根据本公开的一个实施例的基于峰亮度值的色调曲线的自适应变化的示例。图10至图11示出根据本公开的另一实施例的基于HDR场景的峰亮度值的平均值的自适应色调映射的示例。图12和图13示出根据本公开的另一实施例的基于图像帧的峰亮度值的平均值的自适应色调映射的示例。具体实施方式现在将参考附图根据在此公开的示例性实施例详细给出描述。为了参考附图进行简要描述，可以为相同或等同的组件提供相同的附图标记，并且不再重复其描述。通常，诸如“模块”和“单元”的后缀可以被使用以指代元件或组件。在此使用这样的后缀仅仅旨在有助于说明书的描述，并且后缀本身不旨在给出任何特殊的含义或功能。在本公开中，为了简洁起见，通常省略相关领域中的普通技术人员公知的内容。附图被用于帮助容易地理解各种技术特征，并且应理解，本文呈现的实施例不限于附图。因此，除了在附图中具体陈述的那些之外，本公开应被解释为扩展到任何变更、等效物和替代物。将会理解，尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语通常仅用于将一个元件与另一个元件区分开。将会理解，如果元件被称为与另一个元件“连接”，则该元件能够与另一个元件连接，或者也可以存在中间元件。相比之下，如果元件被称为与另一个元件“直接连接”，则不存在中间元件。单数表示可以包括复数表示，除非它表示与上下文明确不同的含义。这里使用诸如“包括”或“具有”的术语，并且应理解它们旨在指示在说明书中公开的若干组件、功能或步骤的存在，并且还要理解，更多或更少的组件、功能或者步骤同样可以被使用。根据本公开的一个实施例的图像处理设备可以是例如具有广播接收和计算机支持功能的组合的智能显示设备。图像处理设备还可以具有互联网功能。图像处理设备可以具有适合于手动输入设备、触摸屏或空间遥控器的接口。图像处理设备可以连接到因特网和支持有线或无线因特网功能的计算机，以执行电子邮件、web浏览、支持(backing)或游戏功能。为此，图像处理设备可以采用标准化的通用OS。因此，根据本公开的一个实施例的图像处理设备可以允许例如在通用OS内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理设备，包括：显示面板；以及控制器，所述控制器被配置成：获取高动态范围(HDR)图像的峰亮度值，以及基于所述获取的峰亮度值，将所述高动态范围图像的亮度调节为在所述显示面板的可用输出亮度范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.16 KR 10-2016-00598031.一种图像处理设备，包括：显示面板；以及控制器，所述控制器被配置成：获取高动态范围(HDR)图像的峰亮度值，以及基于所述获取的峰亮度值，将所述高动态范围图像的亮度调节为在所述显示面板的可用输出亮度范围内。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成调整具有等于或低于所述峰亮度值的亮度值的高动态范围图像的图像信号区域的亮度。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成将所述图像信号区域的亮度从所述显示面板的最小可用输出亮度值逐渐地增加到最大可用输出亮度值。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述控制器不调整具有高于所述峰亮度值的亮度值的所述高动态范围图像的图像信号区域的亮度。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成：获取形成所述HDR图像的多个场景的峰亮度值；获得所述获取的峰亮度值的平均峰亮度值；以及基于所述获取的平均峰亮度值，在所述显示面板的可用输出亮度范围内调整所述HDR图像的亮度，其中，所述多个场景中的每个包括预定数目的图像帧。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成：获取形成所述HDR图像的多个图像帧的峰亮度值；获得所述获取的峰亮度值的平均峰亮度值；以及基于所述获取的平均峰亮度值，在所述显示面板的可用输出亮度范围内调整所述HDR图像的亮度。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成：如果所述峰亮度值在预定范围内，则基于所述显示面板的最大可用输出亮度值，在所述显示面板的可用输出亮度范围内调整所述HDR图像的亮度；或者如果所述峰亮度值在所述预定范围之外，则基于所述HDR图像的峰亮度值，在所述显示面板的可用输出亮度范围内调整所述HDR图像的亮度。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被进一步配置成：接收包括关于所述HDR图像的信息的元数据；以及从所述元数据获取所述HDR图像的峰亮度值。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器被...

【专利技术属性】
技术研发人员：南相哲，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR