用于改善数字图像质量的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了用于改善数字图像质量的方法和系统。提供各种方法和系统来改善用于改善数字图像质量的操作效率。在实施方案中，一种用于处理数字图像的方法包括：从所述数字图像生成较高分辨率直方图，所述较高分辨率直方图从所述数字图像的原始图像数据的较低分辨率直方图生成；对所述较高分辨率直方图进行滤波；对滤波后的较高分辨率直方图进行下采样以形成下采样直方图；基于所述下采样直方图生成一个或多个图片质量调整；将所述一个或多个图片质量调整应用于所述数字图像的所述原始图像数据以生成改善的数字图像，所述改善的数字图像具有比所述数字图像更高的图片质量；以及在显示装置上显示所述改善的数字图像。在显示装置上显示所述改善的数字图像。在显示装置上显示所述改善的数字图像。

【技术实现步骤摘要】
用于改善数字图像质量的方法和系统


[0001]本文公开的主题的实施方案涉及图像处理，并且特别地涉及改善数字图像的图片质量。

技术介绍

[0002]处理用于显示的数字图像可以包括各种图片质量改善过程，诸如色调映射。当数字图像序列被处理用于显示时，色调映射算法可以被应用于数字图像序列的每个图像。色调映射算法可以将数字图像的像素强度值的分布作为输入，如在数字图像的图像直方图(本文也称为直方图)中所表示的，并且可以输出要对图像的像素强度值进行的调整，以生成用于显示的改善图像。
[0003]然而，基于直方图数据的收集方式，色调映射算法可能对图像数据的微小变化敏感。例如，由于颜色的差异，来自连续图像帧的相同颜色的大区域的像素可以被交替地分配给第一图像帧的第一直方图的一个区间(bin)，以及第二图像帧的第二直方图的不同区间。这可能会导致视觉伪象，诸如闪烁。解决此问题的一种方法是将像素到直方图的区间的分配视为模糊集，其中如果像素接近区间的边缘，则所述像素可在直方图的两个区间之间划分。然而，尽管这可以解决一些视觉伪像问题，但是根据像素落在给定的区间中的哪里，分布现在可能看起来不同，从而导致不一致的结果。相关的问题是，在直方图生成之间添加图像处理步骤可能会增加图像显示的延时。

技术实现思路

[0004]在一个实施方案中，可以通过一种用于处理数字图像的方法至少部分地解决上述问题，所述方法包括：从数字图像生成较高分辨率直方图，所述较高分辨率直方图从数字图像的原始图像数据的较低分辨率直方图生成；对较高分辨率直方图进行滤波；对滤波后的较高分辨率直方图进行下采样以形成下采样直方图；基于下采样直方图生成一个或多个图片质量调整；将所述一个或多个图片质量调整应用于所述数字图像的原始图像数据以生成改善的数字图像，所述改善的数字图像具有比所述数字图像更高的图片质量；以及在显示装置上显示所述改善的数字图像。通过增加如本文所描述的图像处理操作所使用的图像直方图的稳定性，可以将相同的图像直方图用作多个图片质量调整的输入，并且对于要应用的每个图片质量调整，可能不需要从输入图像数据生成另外的直方图。因此，可以减少显示改善的数字图像的延时。以此方式，可在图像处理期间以减少视觉伪像而不增加应用那些效果的时间的方式高效地组合各种图片质量改善算法。不生成第二直方图也会将延时减少一帧。
[0005]应理解，提供上面的简要描述是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，所述要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现方式。
附图说明
[0006]参考附图，通过阅读以下对非限制性实施方案的描述，将更好地理解本专利技术，在附图中：
[0007]图1示出了说明根据实施方案的用于处理数字图像的示例图像处理系统的高级框图；
[0008]图2A示出了说明对数字图像的原始图像数据执行的第一操作序列的框图（现有技术）；
[0009]图2B示出了说明对数字图像的原始图像数据执行的第二操作序列的框图；
[0010]图3A示出了说明根据本公开的实施方案对数字图像的原始图像数据执行的第三操作序列的框图；
[0011]图3B示出了说明根据本公开的实施方案对数字图像的原始图像数据执行的第四操作序列的框图；
[0012]图4示出了说明根据本公开的实施方案的用于改善数字图像质量的示例方法的高级流程图；
[0013]图5示出了说明根据本公开的实施方案的用于生成由图片质量改善算法使用的较高分辨率直方图的示例方法的流程图；
[0014]图6A示出了数字图像的像素强度值的三个示例输入分布；
[0015]图6B示出了为图6A的三个示例输入分布生成的示例标准直方图；
[0016]图6C示出了应用于图6B的标准直方图的示例区间权重函数；
[0017]图6D示出了为图6A的三个示例输入分布生成的示例模糊区间直方图；
[0018]图6E示出了应用于图6D的示例模糊区间直方图的示例区间权重函数；
[0019]图7A示出了根据本公开的实施方案为图6A的三个示例输入分布生成的示例区间平均直方图；
[0020]图7B示出了根据本公开的实施方案的从图7A的示例区间平均直方图生成的示例上采样直方图；
[0021]图7C示出了根据本公开的实施方案的用于生成图7B的示例滤波后直方图的示例低通滤波器；
[0022]图7D示出了根据本公开的实施方案的图6A的第一输入分布的滤波后的上采样直方图；
[0023]图7E示出了图7D的滤波后的上采样直方图的下采样直方图；
[0024]图7F示出了根据本公开的实施方案的图6A的第二输入分布的滤波后的上采样直方图；
[0025]图7G示出了图7F的滤波后的上采样直方图的下采样直方图；
[0026]图7H示出了根据本公开的实施方案的图6A的第三输入分布的滤波后的上采样直方图；
[0027]图7I示出了图7H的滤波后的上采样直方图的下采样直方图；以及
[0028]图8示出了根据本公开的实施方案的从较低分辨率直方图的平均像素强度值生成的示例上采样的较高分辨率直方图。
具体实施方式
[0029]以下描述涉及用于改善数字图像在显示装置上显示时的主观质量的图像处理的各种实施方案。特别地，提供用于通过对数字图像应用一个或多个图片质量改善过程来提高数字图像质量的系统和方法。
[0030]处理用于显示的数字图像可以包括各种图片质量改善过程，诸如色调映射和对比度增强。色调映射可以增加数字图像的低对比度区域 (例如，较暗区域或较亮区域)中的元素之间的对比度，并且进行颜色调整以改善数字图像的主观质量。可在色调映射之后应用对比度增强，以增加数字图像的色调映射元素之间的对比度。当将具有标准动态范围(SDR)的像素强度值的图像转换为高动态范围(HDR)的像素强度值，或将HDR图像转换为SDR图像时，经常使用色调映射和对比度增强。
[0031]色调映射和对比度增强可以适应数字图像的像素强度值的分布。像素强度值的分布可由图像直方图(本文也称为直方图)的条来表示，其中数字图像的像素强度值的范围被分成多个区间，每个区间表示像素强度值范围的一部分。然后，将数字图像的每个像素基于像素的强度值分配给对应的区间，并且为每个区间生成直方图的条，其中条的高度表示区间中包括的像素的数量。直方图可以用作色调映射算法的输入，所述色调映射算法可以输出对数字图像的像素强度值进行的调整。所述调整可以随后应用于数字图像的原始数据，以产生改善的图像。
[0032]然而，色调映射的结果可能依赖于如何收集直方图数据。如果使用了太多的区间(例如，生成具有更多条的直方图)，则色调映射算法可能会过于敏感，例如，对于相同颜色的大区域。如果使用的区间太少(例如，生成具有更少条的直方图)，色调映射算法可能会对相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理数字图像的方法，其包括：从所述数字图像生成较高分辨率直方图，所述较高分辨率直方图从所述数字图像的原始图像数据的较低分辨率直方图生成；对所述较高分辨率直方图进行滤波；对滤波后的较高分辨率直方图进行下采样，以形成下采样直方图；基于所述下采样直方图生成一个或多个图片质量调整；将所述一个或多个图片质量调整应用于所述数字图像的所述原始图像数据，以生成改善的数字图像，所述改善的数字图像具有比所述数字图像更高的图片质量；以及在显示装置上显示所述改善的数字图像。2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个图片质量调整包括色调映射操作。3.如权利要求1所述的方法，其还包括通过以下步骤生成所述较低分辨率直方图：将所述原始图像数据的每个像素分配给所述较低分辨率直方图的多个区间中的区间；对于所述较低分辨率直方图的每个区间：计算分配给所述区间的像素强度值的代表性像素强度值；以及将所述代表性像素强度值分配给所述区间中的每个像素。4.如权利要求3所述的方法，其中从所述较低分辨率直方图生成所述较高分辨率直方图包括对于所述较低分辨率直方图的每个区间：将所述区间拆分成两个或更多个新区间，以创建所述较高分辨率直方图；以及将像素从所述较低分辨率直方图的所述区间选择性地重新分配到所述较高分辨率直方图的两个新区间，所述两个新区间具有最接近所述区间的所述代表性像素强度值的像素强度值范围。5.如权利要求3所述的方法，其中所述代表性像素强度值是平均像素强度值。6.如权利要求3所述的方法，其中选择性地分配所述像素强度值还包括将分配的代表性像素强度值加到任何先前分配的像素强度值。7.如权利要求3所述的方法，其中对所述较高分辨率直方图进行滤波包括使所述较高分辨率直方图的数据通过低通滤波器。8.如权利要求1所述的方法，将所述一个或多个图片质量调整应用于所述数字图像的所述原始图像数据以生成所述改善的数字图像还包括：对所述下采样直方图执行第一图像处理操作，以生成第一图片质量调整；将所述第一图片质量调整应用于先前创建的直方图以创建第二直方图；对所述第二直方图执行第二图像处理操作，以生成第二图片质量调整；将所述第一图片质量调整和所述第二图片质量调整应用于所述原始图像数据，以生成改善的数字图像。9.如权利要求8所述的方法，其中直方图不是从将图片质量调整应用于所述原始图像数据而得到的图像数据生成的。10.如权利要求8所述的方法，其中将所述第一图片质量调整和所述第二图片质量调整应用于所述原始图像数据以生成所述改善的数字图像还包括以下中的一者：将所述第一图片质量调整和所述第二图片质量调整顺序地应用于所述原始图像数据；以及
组合所述第一图片质量调整和所述第二图片质量调整以形成组合的图片质量调整，并且将所述组合的图片质量调整应用于所述原始图像数据。11.一种系统，其包括：图像处理系统，其包括一个或多个处理器和指令，所述指令存储在非暂时性存储器中，当所述指令被执行时，使得所述一个或多个处理器：从所述图像处理系统的图像采集装置接收原始图像数据；从接收到的原始...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔，
申请(专利权)人：逐点半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：