自动对比强化系统技术方案

本发明专利技术是有关于一种自动对比强化系统，其包括：基于人类视觉系统的局部差直方图单元，用以建立相对于强度值的局部差直方图；直方图分类器，根据分布特性对输入影像的直方图进行分类；以及直方图等化单元，根据该基于人类视觉系统的局部差直方图单元的结果与直方图分类器所决定的强化位准，处理输入影像。

Automatic contrast enhancement system

The invention relates to an automatic contrast enhancement system, which includes the local difference of the human visual system based on histogram unit used to establish, with respect to the local intensity difference histogram; histogram classifier, are classified according to the histogram distribution characteristic of the input image; and histogram equalization unit, according to the local difference of the human visual system based on the results of histogram and histogram unit classifier decision level enhancement, the input image processing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动对比强化系统，特别是涉及一种可抑制副效应的基于人类视觉系统(HVS)的自动对比强化系统。
技术介绍
影像强化经常用以改善低对比度影像或非理想光照状况所撷取的影像。传统对比强化演算法经常造成过度强化，使得影像看起来不自然且会有噪声的放大。直方图强化(HE)是最常用以改善对比强化的方法之一。借由直方图强化，可以让影像强度更平均分布以达成较佳对比。直方图强化演算法的整体复杂度低于其他方法。然而，直方图强化容易产生过度强化、噪声放大、细节漏失或者让影像看起来不自然。再者，人眼无法分辨饱和区域的强度变化。饱和区域通常被视为不含纹理信息的平滑区域。事实上，饱和区域经常藏有微弱的强度变化与随机分布的色度(hue)。如果直接使用对比强化，饱和区域会产生强的噪声放大。因此，适当的强化位准与副效应降低方法是对比强化系统中不可或缺的。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术的目的在于，提供一种自动对比强化系统，所要解决的技术问题是使其考量人类视觉灵敏度建立直方图，根据其分布以自动决定与装置相关的强化位准，对比强化后所产生的饱和退化可借由饱和强化以进行补偿，且可改善影像局部饱和而不会具有色度噪声放大，再者,其演算法的整体复杂度很低，适于硬件实施与即时应用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种自动对比强化系统，其包括基于人类视觉系统的局部差直方图单元、直方图分类器及直方图等化单元。基于人类视觉系统的局部差直方图单元接收输入影像的输入像素，以建立相对于强度值的局部差直方图。直方图分类器根据分布特性对输入影像的直方图进行分类，因而得到多个类别。直方图等化单元根据该基于人类视觉系统的局部差直方图单元的结果与直方图分类器所决定的强化位准，处理输入影像。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的自动对比强化系统，使用色度-饱和度-亮度(HSL)色彩空间的亮度作为该强度。前述的自动对比强化系统，其中所有该强度值根据人类视觉灵敏度被分割为多个区域。前述的自动对比强化系统，其中在该基于人类视觉系统的局部差直方图单元，当该输入影像的相邻像素之间的强度差大于一预设临界值时，目前像素的强度值即累计入该局部差直方图。前述的自动对比强化系统，其中具有较低强度值的区域的预设临界值大于具有较高强度值的区域的预设临界值。前述的自动对比强化系统，其中该多个类别当中之一的直方图，其高强度值与低强度值的数量较大，而其他强度值的数量较少，其中，高强度值的平均值与低强度值的平均值两者间的距离愈大，则决定得到较大的强化位准。前述的自动对比强化系统，其中该多个类别当中之一的直方图，其主要包含亮强度值或暗强度值，其中，亮强度的平均值愈接近最低强度值或者暗强度的平均值愈接近最高强度值，则决定得到较大的强化位准。前述的自动对比强化系统，还包括副效应降低单元，用以降低因对比强化所造成的副效应。前述的自动对比强化系统，其中该副效应降低单元包括尖峰侦测次单元，用以辨识平滑区域的尖峰，并据以降低该平滑区域的噪声放大。前述的自动对比强化系统，其中该副效应降低单元包括皮肤与梯度色彩侦测次单元，其侦测皮肤或/且梯度色彩区域，并据以抑制强化位准，因而避免非预期或不自然的皮肤/梯度色彩。前述的自动对比强化系统，其中该副效应降低单元包括过度曝光防止次单元，在高强度区域消除过度曝光，其中，根据该输入影像的高强度的分布内容，适应地决定高强度临界值，如果强度值小于该临界值，则施以直方图等化；否则，直接从输入强度映射至输出强度。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本专利技术自动对比强化系统至少具有下列优点及有益效果：本专利技术的自动对比强化系统是考量人类视觉灵敏度建立直方图，根据其分布以自动决定与装置相关的强化位准，对比强化后所产生的饱和退化可借由饱和强化以进行补偿，且可改善影像局部饱和而不会具有色度噪声放大，再者，其演算法的整体复杂度很低，适于硬件实施与即时应用。综上所述，本专利技术是有关于一种自动对比强化系统，其包括：基于人类视觉系统的局部差直方图单元，用以建立相对于强度值的局部差直方图；直方图分类器，根据分布特性对输入影像的直方图进行分类；以及直方图等化单元，根据该基于人类视觉系统的局部差直方图单元的结果与直方图分类器所决定的强化位准，处理输入影像。本专利技术在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。附图说明图1是显示本专利技术实施例的自动对比强化系统的方框图。图2A是显示根据人类视觉灵敏度的强度梯度的切割的示意图。图2B至图2E是显示图1的基于人类视觉系统的局部差直方图单元在各处理阶段的直方图。图3A至图3E是例示受到图1的直方图分类器进行分类的直方图。图4是例示直方图在平滑区域具有噪声放大的示意图。图5是例示过度曝光区域的映射曲线的示意图。图6A是显示色度平面的示意图。图6B是显示图6A的色度平面的圆形区域，用以分离色彩区域与低饱和区域的示意图。100：自动对比强化系统11：基于人类视觉系统的局部差直方图单元12：直方图分类器13：直方图等化器14：副效应降低单元141：尖峰侦测次单元142：皮肤与梯度色彩侦测次单元143：暗饱和区域预处理次单元144：过度曝光防止次单元DS：暗饱和区域SV：缓变化区域FV：快变化区域BS：亮饱和区域具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的自动对比强化系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。图1是显示本专利技术实施例的自动对比强化系统100的方框图。自动对比强化系统100的执行可使用处理器(例如数字影像处理器)、电路或其组合。自动对比强化系统100包含基于人类视觉系统(HVS)的局部差(localdifference,LD)直方图单元11，其接收输入影像的输入像素。根据本实施例的特征之一，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对比强化系统，其特征在于其包括：基于人类视觉系统的局部差直方图单元，接收输入影像的输入像素，以建立相对于强度值的局部差直方图；直方图分类器，根据分布特性对输入影像的直方图进行分类，因而得到多个类别；以及直方图等化单元，根据该基于人类视觉系统的局部差直方图单元的结果与该直方图分类器所决定的强化位准，处理该输入影像。

【技术特征摘要】
1.一种自动对比强化系统，其特征在于其包括：
基于人类视觉系统的局部差直方图单元，接收输入影像的输入像素，以建
立相对于强度值的局部差直方图；
直方图分类器，根据分布特性对输入影像的直方图进行分类，因而得到多
个类别；以及
直方图等化单元，根据该基于人类视觉系统的局部差直方图单元的结果与
该直方图分类器所决定的强化位准，处理该输入影像。
2.根据权利要求1所述的自动对比强化系统，其特征在于其使用色度
-饱和度-亮度色彩空间的亮度作为该强度。
3.根据权利要求1所述的自动对比强化系统，其特征在于其中所有该
强度值根据人类视觉灵敏度被分割为多个区域。
4.根据权利要求3所述的自动对比强化系统，其特征在于其中在该基
于人类视觉系统的局部差直方图单元，当该输入影像的相邻像素之间的强
度差大于一预设临界值时，目前像素的强度值即累计入该局部差直方图。
5.根据权利要求4所述的自动对比强化系统，其特征在于其中具有较
低强度值的区域的预设临界值大于具有较高强度值的区域的预设临界值。
6.根据权利要求1所述的自动对比强化系统，其特征在于其中该多个
类别当中之一的直方图，其高强度值与低强度值的数量较大，而其他强度
值的数量较少，其中，高强度值的平均值与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明得，杨得炜，张芸甄，王宗仁，
申请(专利权)人：财团法人成大研究发展基金会，奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71