一种图像处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像处理方法和装置，属于图像显示领域。所述发明专利技术包括基于亮度补偿和对比度-色调调节的图像处理方法，通过对待显示图像依次进行亮度补偿和对比度-色调调节。本发明专利技术通过将待显示图像依次进行亮度补偿和对比度-色调补偿，得到补偿处理后的输出图像，使得在显示设备降低亮度的情况下，显示设备显示的输出图像依然具有足够的对比度和色调，同时最大程度保证图像细节。从而保证在降低显示设备功耗时依然令显示设备显示的图像具有足够的可视性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像显示领域，特别涉及一种图像处理方法和装置。
技术介绍
显示技术是人机联系和信息展示的窗口，广泛应用于工业、军事、交通、娱乐、教 育、航空航天，以及医疗等各个领域。自发光性显示设备（如发光二极管显示（OLED)设备） 和非自发光性显示设备（如液晶显示（LCD)设备）。其中，LCD设备以其画质清晰，视角宽 阔，轻巧便携，低辐射益健康，价格低廉等特点倍受工程师和消费者青睐而发展迅速，已成 为当前的主流显示设备。 在LCD这样的非自发性显示设备中，背光的功耗占据了显示设备整体功耗的90% 以上，因此为了降低显示设备的功耗，降低背光功耗是首先需要解决的问题。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题： 如果单纯的降低显示设备中背光的功耗，会直接导致非自发性显示设备显示亮度 的降低，尤其在正午阳光这样的高亮度环境下，使得显示设备显示的内容无法看清，使得显 示内容的可视性变差。如果为了保证显示内容可视性提高显示亮度则又违背了降低功耗的 初衷。因此较高的显示内容可视性和较低的背光功耗似乎成为鱼和熊掌不可兼得的矛盾 体。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，第一方面，本专利技术提供了一种图像处理方法，所述图像 处理方法，包括： 将待显示图像进行色彩空间转换，得到转换后的第一图像； 确定亮度补偿策略； 获取亮度变化数据，根据所述亮度变化数据，结合所述亮度补偿策略，对所述第一 图像中的亮度分量进行亮度补偿，得到亮度补偿图像； 确定对比度-色调映射策略； 结合所述对比度-色调映射策略，对所述亮度补偿图像进行对比度-色调补偿，得 到输出亮度图像； 根据所述输出亮度图像，确定图像转换矩阵，根据所述图像转换矩阵对所述待显 示图像进行处理，得到处理后的输出图像。 可选的，所述确定亮度补偿策略，包括： 在第一显示亮度时，人眼感受到的设备第一亮度值为L = B ?!:〇〇= b ^Bmax ?!:〇〇， 当在第二显示亮度时，人眼感受到的设备第二亮度值为L' = b ? Bmax ? t (yk)， 令所述设备第一亮度值与所述设备第二亮度值相等，得到亮度补偿映射函数y其中，L是人眼感知到的设备亮度，b为背光调整系数，8_是背光最大值，t(k)= GVo2 .(1^/255)7是液晶屏透光率，k是图像像素值，O1= 0? 057,《 2= 1.224, y =1.691 是三个设备参数，向量y表示亮度补偿映射函数，yk表示将第一图像中像素值为k的像素映 射为y k。 可选的，所述确定对比度-色调映射策略，包括： 提取所述亮度补偿图像中的直方图； 根据所述直方图对所述亮度补偿图像的对比度进行最大化处理，即 其中，h表示所述直方图，向量X表示对比度-色调映射函数，其中的元素X k表示 将所述亮度补偿图像中值为k的像素映射为xk，\_表示两个相差为1的像素值j和j_l映 射成&和Xp 1后的差值，像素值j的对比度定义为s I是亮度补偿图像的最大像素值， P是概率密度函数； 确定将所述亮度补偿图像进行映射时的损失函数； 构建对比度-色调映射优化约束条件 (b)sj^ 1/d, I ^ j < I, (c) Sj^ t. 其中，目标函数maxmize表示最大化的对比度，（a)表示将输出图像的范围限定在 显示设备最终可显示的范围内，（b)为所述损失函数 的简洁表达形式，D(S)彡d，参数d通常取2或3,（c)表示使色调映射的损失在可 控范围内，参数的取值范围为t G ; 根据所述优化约束条件，确定优化函数s，根据所述优化函数s确定对比度-色调 映射函数X : 可选的，所述根据所述输出亮度图像，确定图像转换矩阵，根据所述图像转换矩阵 对所述待显示图像进行处理，得到处理后的输出图像，包括： 根据所述输出亮度图像Ytjut确定待输入亮度图像Y in' 根据所述图像转换矩阵，结合所述待显示图像中每个像素的R、G、B值，得到处理 后的输出图像中每个像素的R'、G'、B'值，进而得到所述输出图像。 第二方面，本专利技术还提供一种图像处理装置，所述图像处理装置，包括： 转换单元，用于将待显示图像进行色彩空间转换，得到转换后的第一图像； 策略确定单元，用于确定亮度补偿策略； 图像补偿单元，用于获取亮度变化数据，根据所述亮度变化数据，结合所述亮度补 偿策略，对所述第一图像中的亮度分量进行亮度补偿，得到亮度补偿图像； 策略确定单元，还用于确定对比度-色调映射策略； 图像补偿单元，用于结合所述对比度-色调映射策略，对所述亮度补偿图像进行 对比度-色调补偿，得到输出亮度图像；图像输出单元，用于根据所述输出亮度图像，确定图像转换矩阵，根据所述图像转 换矩阵对所述待显示图像进行处理，得到处理后的输出图像。 可选的，所述策略确定单元，具体用于：在第一显示亮度时，人眼感受到的设备第一亮度值为L=B (k) = b ^Bmax -t (k)， 当在第二显示亮度时，人眼感受到的设备第二亮度值为L'=b?Bmax?t (yk)， 令所述设备第一亮度值与所述设备第二亮度值相等，得到亮度补偿映射函数y 其中，L是人眼感知到的设备亮度，b为背光调整系数，8_是背光最大值，t(k)= GVo 2 .(1^/255)7是液晶屏透光率，k是图像像素值，O1= 0? 057,《 2= 1.224, y =1.691 是三个设备参数，向量y表示亮度补偿映射函数，yk表示将第一图像中像素值为k的像素映 射为y k。 可选的，所述策略确定单元，还用于： 提取所述亮度补偿图像中的直方图；根据所述直方图对所述亮度补偿图像的对比度进行最大化处理，即Sj= X 其中，h表示所述直方图，向量x表示对比度-色调映射函数，其中的元素X k表示 将所述亮度补偿图像中值为k的像素映射为xk，\_表示两个相差为1的像素值j和j-1映 射成&和Xp1后的差值，像素值j的对比度定义为S I是亮度补偿图像的最大像素值， P是概率密度函数； 确定将所述亮度补偿图像进行映射时的损失函数； 构建对比度-色调映射优化约束条件 (b)sj^ 1/d, I ^ j < I, (c) Sj^ t. 其中，目标函数maxmize表示最大化的对比度，（a)表示将输出图像的范围限定在 显示设备最终可显示的范围内，（b)为所述损失函数 的简洁表达形式，D(S)<d，参数d通常取2或3,（c)表示使色调映射的损失在可 控范围内，参数的取值范围为t G ; 根据所述优化约束条件，确定优化函数s，根据所述优化函数s确定对比度-色调 映射函数X : 可选的，所述图像输出单元，具体用于： 根据所述输出亮度图像Ytjut确定待输入亮度图像Y in' 根据所述待输出图像和所述第一图像的亮度分量，确定图像转换系数ratio 根据所述图像转换矩阵，结合所述待显示图像中每个像素的R、G、B值，得到处理 后的输出图像中每个像素的R'、G'、B'值，进而得到所述输出图像。 本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是： 通过将待显示图像依次进行亮度补偿和对比度-色调补偿，得到补偿处理后的输 出图像，使得在显示设备降低亮度的情况下，显示设备显示的输出图像依然具有足够的对 比度和色调，同时最大程度保证图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法，包括：将待显示图像进行色彩空间转换，得到转换后的第一图像；确定亮度补偿策略；获取亮度变化数据，根据所述亮度变化数据，结合所述亮度补偿策略，对所述第一图像中的亮度分量进行亮度补偿，得到亮度补偿图像；确定对比度‑色调映射策略；结合所述对比度‑色调映射策略，对所述亮度补偿图像进行对比度‑色调补偿，得到输出亮度图像；根据所述输出亮度图像，确定图像转换矩阵，根据所述图像转换矩阵对所述待显示图像进行处理，得到处理后的输出图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑喆坤，王露，柯鹏，苏浩楠，崔玉，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61