图像处理设备和执行局部对比度增强的方法技术

一种图像处理设备，包括：第一接口，用以接收具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧；动态范围转换器，用以根据转换增益因数将具有第一动态范围的第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值，以生成具有在第二动态范围的第二像素值的第二帧，第二动态范围小于第一动态范围；权重生成器，用以接收转换增益因数并依据转换增益因数生成第一对比度权重信号；以及对比度修改器，用以通过基于第一对比度权重信号调整第二动态范围的第二像素值来增强第二帧的局部对比度。

【技术实现步骤摘要】
图像处理设备和执行局部对比度增强的方法背景
本专利技术总体上涉及用于处理视频帧的电子设备和方法，更具体地，涉及用于执行局部对比度增强的图像处理设备和方法。
技术介绍
近来，用户对图像捕获装置诸如数码相机、数码便携式摄像机和照相手机之类的需求正在迅速增加。因此，图像捕获装置已变得更加复杂并且具有更多样化的功能。宽动态范围成像是指在数字图像中更准确地表示人类视觉在观看真实自然场景时可以适应的亮度范围的技术。例如，可以通过捕获短曝光图像和长曝光图像并合成所捕获的图像来获得宽动态范围的视频帧。宽动态范围成像可以用于各种应用，诸如医学成像、卫星成像、物理基板渲染和数字电影。显示设备可以表示的亮度范围小于人眼可以感知的亮度范围。因此，为了在显示设备上显示具有宽动态范围的数据，需要适当的转换技术。一种常见的转换技术称为色调映射。传统色调映射方法的示例包括Reinhard方法、快速色调映射和使用图像颜色外观模型的色调映射。然而，这些色调映射方法可能遭受局部对比度和细节的损失，特别是在暗区域中。本
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术构思的背景的理解，因此，它可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
根据本专利技术的原理和示例性实现构造的图像处理设备和采用本专利技术的原理和示例性实现的方法能够对帧执行改进的局部对比度增强。例如，这可以通过基于根据与色调映射操作相关联的转换增益因数确定的对比度权重来对帧执行局部对比度增强来实现。其他方面将在随后的详细描述中阐述，并且部分地将从本公开内容中变得明显，或者可以通过本专利技术构思的实践来学习。根据一个或多个实施方式构造的图像处理设备包括：第一接口，用以接收具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧；动态范围转换器，用以根据转换增益因数将具有第一动态范围的第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值，以生成具有在第二动态范围的第二像素值的第二帧，第二动态范围小于第一动态范围；权重生成器，用以接收转换增益因数并根据转换增益因数生成第一对比度权重信号；以及对比度修改器，用以通过基于第一对比度权重信号调整第二动态范围的第二像素值来增强第二帧的局部对比度。权重生成器可以可操作以使第一对比度权重信号随着转换增益因数减小而增大。对比度修改器可以包括：对比度掩模，用以从第二像素值生成变化值；第一局部处理器，用以基于第一对比度权重信号修改变化值；以及第二局部处理器，用以根据经修改的变化值调整第二像素值，以提供具有增强的局部对比度的第二帧。图像处理设备可以包括：第二接口，用以接收子帧；以及动态范围合成器，用以将子帧进行合成以生成具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧，其中，动态范围合成器可以可操作以使用第一合成权重调整子帧中的第一子帧的像素值，使用第二合成权重调整子帧中的第二子帧的像素值，并根据第一子帧的经调整的像素值和第二子帧的经调整的像素值确定第一帧的第一像素值，第二合成权重随着第一合成权重增大而减小。权重生成器可以可操作以提供与第一合成权重和第二合成权重中至少之一相关联的第二对比度权重信号；并且对比度修改器可以可操作以进一步基于第二对比度权重信号调整具有第二动态范围的第二像素值。对比度修改器可以包括：第一局部处理器，用以将第一对比度权重信号乘以第二对比度权重信号，以生成第三对比度权重信号；对比度掩模，用以从第二像素值生成变化值；第二局部处理器，用以通过将第三对比度权重信号反映在变化值中来修改变化值；以及第三局部处理器，用以根据经修改的变化值调整第二像素值，以提供具有增强的局部对比度的第二帧。第二子帧可以使用比第一子帧的曝光时间短的曝光时间来被捕获；并且第二对比度权重信号可以随着第二合成权重增大而减小。第二子帧可以使用比第一子帧的曝光时间短的曝光时间来被捕获；动态范围合成器可以可操作以基于第一子帧的像素值的亮度和第二子帧的像素值的亮度中的至少一者来确定预定范围的一个合成水平，并依据所确定的合成水平来确定第一合成权重和第二合成权重，第二合成权重随着所确定的合成水平增大而增大；权重生成器可以可操作以响应于所确定的合成水平来提供第二对比度权重信号；并且对比度修改器可以可操作以进一步基于第二对比度权重信号来调整具有第二动态范围的第二像素值。第二对比度权重信号可以随着所确定的合成水平增大而减小。第二子帧可以使用比第一子帧的曝光时间短的曝光时间被捕获；权重生成器可以可操作以提供作为第二子帧的曝光时间与第一子帧的曝光时间之比的第三对比度权重信号；并且对比度修改器可以可操作以进一步基于第三对比度权重信号来调整具有第二动态范围的第二像素值。第三对比度权重信号可以随着所述比减小而减小。动态范围转换器可以包括色调映射器，用以基于转换增益因数将具有第一动态范围的第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值。对比度调整器可以包括局部对比度增强器，用以增强第二帧的局部对比度。根据一个或多个实施方式的执行局部对比度增强的方法包括下述步骤：在图像捕获设备中捕获具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧；确定用于第一像素值的转换增益因数；根据转换增益因数将具有第一动态范围的第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值，以生成具有在第二动态范围的第二像素值的第二帧，第二动态范围小于第一动态范围；依据转换增益因数生成第一对比度权重信号；以及通过基于第一对比度权重信号调整具有第二动态范围的第二像素值来增强第二帧的局部对比度。生成第一对比度权重信号的步骤可以包括使第一对比度权重信号随着转换增益因数减小而增大。增强第二帧的局部对比度的步骤可以包括：从第二像素值生成变化值；基于第一对比度权重信号修改变化值；以及基于经修改的变化值调整第二像素值，以生成具有增强的局部对比度的第二帧。该方法还可以包括下述步骤：接收存储设备中的子帧；以及通过下述方式将子帧中的至少两个子帧进行合成以生成具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧：使用第一合成权重调整子帧中的第一子帧的像素值；使用第二合成权重调整子帧中的第二子帧的像素值；根据第一子帧的经调整的像素值和第二子帧的经调整的像素值确定第一帧的第一像素值，第二合成权重随着第一合成权重的增大而减小。该方法还可以包括生成与第一合成权重和第二合成权重中至少之一相关联的第二对比度权重信号的步骤，其中，增强第二帧的局部对比度的步骤可以包括进一步基于第二对比度权重信号调整具有第二动态范围的第二像素值。可以使用比第一子帧的曝光时间短的曝光时间来捕获第二子帧；并且第二对比度权重信号可以随着第二合成权重增大而减小。该方法还可以包括生成作为第二子帧的曝光时间与第一子帧的曝光时间之比的第三对比度权重信号的步骤，其中，可以使用比第一子帧的曝光时间短的曝光时间来捕获第二子帧，并且其中，增强第二帧的局部对比度的步骤可以包括进一步基于第三对比度权重信号来调整具有第二动态范围的第二像素值。前面的一般性描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并且旨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理设备，包括：/n第一接口，用以接收具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧；/n动态范围转换器，用以根据转换增益因数将具有所述第一动态范围的所述第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值，以生成具有在所述第二动态范围的所述第二像素值的第二帧，所述第二动态范围小于所述第一动态范围；/n权重生成器，用以接收所述转换增益因数并依据所述转换增益因数生成第一对比度权重信号；以及/n对比度修改器，用以通过基于所述第一对比度权重信号调整所述第二动态范围的所述第二像素值来增强所述第二帧的局部对比度。/n

【技术特征摘要】
20190415 US 16/384,8401.一种图像处理设备，包括：
第一接口，用以接收具有在第一动态范围的第一像素值的第一帧；
动态范围转换器，用以根据转换增益因数将具有所述第一动态范围的所述第一像素值转换为具有第二动态范围的第二像素值，以生成具有在所述第二动态范围的所述第二像素值的第二帧，所述第二动态范围小于所述第一动态范围；
权重生成器，用以接收所述转换增益因数并依据所述转换增益因数生成第一对比度权重信号；以及
对比度修改器，用以通过基于所述第一对比度权重信号调整所述第二动态范围的所述第二像素值来增强所述第二帧的局部对比度。


2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述权重生成器能操作以使所述第一对比度权重信号随着所述转换增益因数减小而增大。


3.根据权利要求1所述的图像处理设备，还包括：
第二接口，用以接收子帧；以及
动态范围合成器，用以将所述子帧进行合成以生成具有在所述第一动态范围的所述第一像素值的所述第一帧，
其中，所述动态范围合成器能操作以：使用第一合成权重调整所述子帧中的第一子帧的像素值，使用第二合成权重调整所述子帧中的第二子帧的像素值，并根据所述第一子帧的经调整的像素值和所述第二子帧的经调整的像素值确定所述第一帧的所述第一像素值，所述第二合成权重随着所述第一合成权重增大而减小。


4.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中：
所述权重生成器能操作以提供与所述第一合成权重和所述第二合成权重中至少之一相关联的第二对比度权重信号；并且
所述对比度修改器能操作以进一步基于所述第二对比度权重信号来调整具有所述第二动态范围的所述第二像素值。


5.根据权利要求4所述的图像处理设备，其中，所述对比度修改器包括：
第一局部处理器，用以将所述第一对比度权重信号乘以所述第二对比度权重信号，以生成第三对比度权重信号；
对比度掩模，用以从所述第二像素值生成变化值；
第二局部处理器，用以通过将所述第三对比度权重信号反映在所述变化值中来修改所述变化值；以及
第三局部处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李畅玟，
申请(专利权)人：韩华泰科株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR