本发明专利技术揭示一种数字图像内容适应式对比增进方法。此方法包含依据数字图像的亮度统计表构建分段线性阶调映像函数。此分段线性阶调映像函数通过反复地执行第一步骤和第二步骤构建而成。第一步骤决定亮度值特定范围内的初始线性阶调映像函数。第二步骤依据初始线性阶调映像函数和亮度统计表产生前述亮度值特定范围内新的阶调映像函数。本发明专利技术亦提出用以实现上述方法的装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于数字图像处理，特别是关于通过内容适应式(content-adaptive)阶调映像函数(tone mapping function)以增进数字图像 对比的方法及装置。数字图像阶调映像(tone mapping)是诸如显示器或打印机等数字图像重 现装置内的视频处理单元通常会支持的功能。阶调映像函数将输入图像亮度 编码值自该输入图像位分辨率(bit resolution)所定义的一特定范围，转换 至与重现装置有关的另 一特定范围。输入图像可以是单色图像或彩色图像。 对于单色图像的情况，像素的灰阶(gray levels)本身即用以作为亮度成分。 至于彩色图像的情况，输入图像的每一像素通常包含三或四个成分以定义颜 色。举例而言，以RGB颜色空间为例，此等颜色成分是红色、绿色和蓝色， 而每一像素的亮度成分可以自该等像素数据的红色、绿色和蓝色成分取得。阶调映像函数可以是固定式或适应式的。固定式阶调映像函数是对所有 输入图像均固定不变的转换函数。而适应式阶调映像函数则可以随输入图像 的特定性质动态地调整。针对产生相对于原始场景令人满意的重现图像的问 题，对比的增进通常是列入考虑的重点。由于在不同图像之间，像素分布的 状态具有无法预期的差异，故其通常难以通过单一固定阶调映像函数即能满 足所有图像对比增进的目的。因此，其有实质的必要提出利用适应式阶调映像函数以增进对比的方法 及装置，且最好同时简单、低成本且易于实施。
技术实现思路
本专利技术旨在提出通过内容适应式阶调映像函数以增进数字图像对比的方 法及装置。在一较佳实施例中，本专利技术提出 一种数字图像内容适应式对比增进方法。
技术介绍
本方法包含以下步骤产生数字图像的亮度统计表(histogram,以下均统称 为histogram),其记录此数字图像的亮度分布；将此数字图像的像素划分为 多个像素群组，此等像素群组分别涵盖彼此无交集的亮度范围；依据前述的 histogram构建该数字图像的分段线性(piecewise linear)阶调映像函数，此分段线性阶调映像函数可表示为多个两两彼此相连的线段，每一线段代表 前述像素群组其中之一的局部线性映像函数；以及将前述的分段线性阶调映 像函数作用于该数字图像。前述的分段线性阶调映像函数可以通过反复地执行第一步骤和第二步骤 构建而成。第一步骤决定初始线性阶调映像函数，其是针对介于第一编码值 和大于第 一编码值的第二编码值间的特定亮度值范围，此特定亮度值范围涵 盖至少二前述像素群组的亮度值。第二步骤依据初始线性阶调映像函数和前 述特定亮度值范围内的像素分布状态产生针对该特定亮度值范围的新的阶调 映像函数，该像素分布状态是由前述的histogram所导出。本专利技术同时亦提出 一种实现上述数字图像内容适应式对比增进方法的装 置。此装置包含Histogram产生单元、图像划分单元、映像函数构建单元和 图像转映(remapping)单元。本专利技术还提供了一种数字图像内容适应式对比增进装置，包含亮度统 计表产生单元，用以产生记录数字图像亮度分布的亮度统计表；图像分析单 元，用以将该数字图像的像素划分为多个像素群组，该多个像素群组分别涵 盖彼此无交集的亮度范围；映像函数构建单元，用以依据该亮度统计表构建 该数字图像的分段线性阶调映像函数，该分段线性阶调映像函数表示为两两 彼此相连的多条线段，每一该线段代表该像素群组其中之一的局部线性映像 函数；以及图像转映单元，用以将该分段线性阶调映像函数施用于该数字图 像。附图说明.图1显示一图形示意图，其表示依据本专利技术的原理产生的数字图像的 hi s togram。'图2A至图2F共同例示依据本专利技术一实施例的逐步构建数字图像的阶调 映像函数的方法的中间产出结果。图3A概述依据本专利技术一实施例的利用转映数字图像亮度的内容适应式图像对比增进方法。图3B进一步详述图3A所示的方法中的阶调映像函数构建步骤。图4显示依据本专利技术 一 实施例的内容适应式对比增进装置的方块图。310-350 内容适应式图像对比增进方法的步骤400 内容适应式对比增进装置410 Histogram产生单元420 图像划分单元430 映像函数构建单元440 图像转映单元具体实施例方式以下将详述本专利技术的实施例，其细节亦呈现于相关的图式，不同图式中 近似的记号表示近似的概念或元件。本专利技术实施例的说明将配合相关的图式 进行。图1显示一图形示意图，其表示依据本专利技术的原理产生的数字图像的 histogram。图中水平坐标轴表示数字图像像素的可能亮度编码值。由图l可 知，待处理数字图像中的像素亮度成分是以8位的方式编码，此将产生介于 0至255的亮度编码值，如图中的水平坐标值所示。另一方面，图1中的垂 直坐标轴表示像素的数目。为了简化图式，histogram的亮度值分布状况于 图中绘制成一连续的曲线。本领域技术人员应能理解，此曲线是连接代表各 亮度值像素数目的垂直长条的顶端所构成。依据一较佳实施例而如图1中的 垂直虛线所示，数字图像的像素被划分或区分为六个群组，此六个群组并分 别涵盖彼此无交集的亮度范围内的像素。换言之，任一群组内的任一像素的 亮度值将异于任何其它群组内的任一像素的亮度值。具体言之，在此实施例 中，上述的六个像素群组包含涵盖亮度值O至31的像素的第一群组、涵盖亮 度值32至63的像素的第二群组、涵盖亮度值64至128的像素的第三群组、 涵盖亮度值129至191的像素的第四群组、涵盖亮度值192至224的像素的 第五群组以及涵盖亮度值225至255的像素的第六群组。其应理解，存在许 多其它划分数字图像像素的方法，其均未脱离本专利技术的范畴。此外，表示编 码值的位数可以是8以外的数。具有不同位分辨率的数字图像的像素分群数目可以彼此相同或不同。举例而言，较低位分辨率的数字图像可能区分为较 少的像素群组，而较高位分辨率的数字图像则可能区分为较多的像素群组。图2A至图2F共同例示依据本专利技术一实施例的逐步构建数字图像，诸如 具有如图1所示的histogram者，的阶调映像函数TNN (x)的方法的中间产出 结果。在以下的说明和申请专利范围的用语，若未特别指明，则"位于第一 数值和第二数值间的数值"(后者大于前者)的用词是表示所有大于或等于第 一数值而小于第二数值的数值。.以下说明请参见图2A和图1,其中图2A显示代表依具有单位斜率(意即 1)的预设阶调映像函数T。(x)的直线，以及二条共同表示依新的阶调映像函数 L(x)的线段S,和S2。由于具有单位斜率，映像函数T。(x)将任何编码值转换 至其本身，例如，O转换至O,而128转换至128。在其它实施例中，取决于 输出亮度值的范围，上述的预设阶调映像函数T。(x)的斜率可能异于1。图2A 所示的操作旨在针对0至255间的亮度编码值产生新的阶调映像函数TN(x), 0至255涵盖了待处理数字图像于目前位分辨率(意即8)下的所有可能编码 值。首先，预设阶调映像函数T。(x)被选定为初始阶调映像函数。接着，其依 据初始阶调映像函数T。 (x)和数字图像的hi s togram决定大致位于编码值0和 255中央的特定编码值(此例中是128，最好是128左右的数值，基本上可以 是位于0和255间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数字图像内容适应式对比增进方法，包含以下步骤： 产生记录数字图像亮度分布的亮度统计表； 将该数字图像的像素划分为多个像素群组，该多个像素群组分别涵盖彼此无交集的亮度范围； 依据该亮度统计表构建该数字图像的分段线性阶调映像函数，该分段线性阶调映像函数表示为两两彼此相连的多条线段，每一该线段代表该像素群组其中之一的局部线性映像函数；以及 将该分段线性阶调映像函数施用于该数字图像。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈星嘉，黄铃琇，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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