改善屏幕对比度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种改善屏幕对比度的方法，其实现包括如下步骤：截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值；本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术通过对原始视频信息的统计分析，动态的调整输出视频的对比度，从而达到提升输出视频对比度范围的目的，视频图像的质量也会得到相应改善；本发明专利技术仅采用一片256×24bit的SRAM即可完成动态自适应对比度提升的所有处理功能，这样做的硬件设计在消耗的硬件资源上具备相当的优势。

【技术实现步骤摘要】
改善屏幕对比度的方法及装置
：本专利技术涉及视频后处理领域，尤其是数字电视视频后处理领域的一种应用于电视接收系统的改善屏幕对比度的系统。
技术介绍
：众所周知，数字电视视频后处理领域，如机顶盒，数字电视一体机等由于受到摄像器材，摄像录制环境视频传输路径等诸多客观条件的限制，实际传输到机顶盒/一体机的视频信息可能会存在对比度范围较小，图像局部或整体偏暗，偏亮等诸多不足。现有技术中在做对比度增强系统时一般都采用不同的RAM/ROM对视频信号进行亮度统计，积分运算，Gamma表亮度转换，或者采用非动态(非自适应)方式对所有输入视频进行同样的对比度展宽。当然，前者需要消耗过多的寄存器或RAM/ROM资源，而后者的处理痕迹则过于明显，并且在处理质量上有明显不足。鉴于以上的问题，一种实用性好、可操作性能更高的实现自适应对比度增强的方法及装置的专利技术是势在必行的。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题主要是：现有技术在做对比度增强电路时一般都采用不同的RAM/ROM对视频信号进行亮度统计，积分运算，Gamma表亮度转换，或者采用非动态(非自适应)方式对所有输入视频进行同样的对比度展宽。前者需要消耗过多的寄存器或RAM/ROM资源，而后者的处理痕迹明显，并且在处理质量上有明显不足等。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于电视接收系统的改善屏幕对比度的系统，其包括截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。即：一种改善屏幕对比度的方法，其实现包括如下步骤：截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。所述方法的实现过程中仅使用一片静态存储器。所述静态存储器为256×24bit，其中256×16bit用来存储统计直方图的亮度信息，256×8bit用来存储亮度累计概率函数和Gamma映射表。所述静态存储器在实时视频流的不同时间窗口内对图像进行直方图的统计，计算亮度累计概率统计函数，并生成Gamma映射表。根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述视频图像的亮度Gamma映射表每帧会根据当前帧的亮度信号统计分布更新，以实现动态自适应调整对比度。所述截断直方图的统计是在视频图像有效期间进行的，其他三个过程都在图像的消隐期进行。一种改善屏幕对比度的装置，其包括如下模块：直方图统计模块，截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率函数计算模块，累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；Gamma映射表计算模块，生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。所述装置的主要功能模块在实现过程中仅使用一片静态存储器。所述静态存储器为256×24bit，其中256×16bit用来实现统计直方图功能，256×8bit用来实现亮度累计概率函数功能和Gamma映射表。所述静态存储器在实时视频流的不同时间窗口内对图像进行直方图的统计，计算亮度累计概率统计函数，并生成Gamma映射表。所述视频图像的亮度Gamma映射表每帧会根据当前帧的亮度信号统计分布更新，以实现动态自适应调整对比度。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对原始视频信息的统计分析，动态的调整输出视频的对比度，从而达到提升输出视频对比度范围的目的，视频图像的质量也会得到相应改善。本专利技术采用一种动态自适应的方式对整幅视频图像进行亮度值的重新统计分布，能够对动态对比度范围进行有效扩展，并且人眼感知无明显处理痕迹，播放动态视频自然流畅。本专利技术仅采用一片256×24bit的SRAM即可完成动态自适应对比度提升的所有处理功能，这样做的硬件设计在消耗的硬件资源上具备相当的优势。附图说明：通过以下对本专利技术的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其专利技术的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：图1是：本专利技术改善屏幕对比度的方法的流程示意图；图2是：本专利技术改善屏幕对比度的方法对应的装置的模块示意图；图3是：本专利技术直方图统计模块装置示意图；图4是：本专利技术亮度直方示意图；图5是：本专利技术改善屏幕对比度的方法的操作示意图。具体实施方式：本专利技术应用于数字电视视频后处理领域，如机顶盒，数字电视一体机等。本专利技术通过对原始视频信息的统计分析，动态的调整输出视频的对比度，从而达到提升输出视频对比度范围的目的，视频图像的质量也会得到相应改善。如图1-5所示，本专利技术采用一种动态自适应的方式对整幅视频图像进行亮度值的重新统计分布，能够对动态对比度范围进行有效扩展，并且人眼感知无明显处理痕迹，播放动态视频自然流畅。本专利技术仅采用一片256×24bit的SRAM即可完成动态自适应对比度提升的所有处理功能，其中256×16bit的SRAM用来存储统计直方图的亮度信息，256×8bit用来存储亮度累计概率函数和Gamma映射表，分别用同一片SRAM的低16位和高8位来实现，SRAM的控制信号线使用同一组即可。这样做的硬件设计在消耗的硬件资源上具备相当的优势。本专利技术是一种应用于电视接收系统的改善屏幕对比度的方法及装置，其包括：直方图统计模块，截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率函数计算模块，累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；Gamma映射表计算模块，生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。该查找表会根据图像内容动态更新。查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值，输入视频信号经此Gamma映射表查找得出新的亮度值重现到屏幕上，即得到对比度动态展宽后的视频信号。本专利技术利用了视频信号的特征，对处理过程中需要缓存的数据进行了有效的时分复用处理，在视频信号有效传输期间统计亮度信号分布，在视频信号消隐期由同一片SRAM进行累积概率分布函数的计算和Gamma映射表的产生。整个处理电路仅使用了一片256×24bit的SRAM。由于本专利技术涉及到的视频接收设备处理的都是实时视频流，所以无法由当前帧的信息来对当前帧的对比度进行调整。根据图1所示，当前视频帧的动态对比度Gamma映射表是根据前一视频帧的亮度信号统计得到的，由于视频信号的连续性以及本专利技术在处理时采用的帧间平滑处理方式，这样的准实时方式在效果上可以做到非常接近实时处理。在实际操作中，可实现的具体实施方式如下：首先，过程一：直方图统计模块，对当前帧图像的亮度信号进行截断直方图统计。如亮度精度为8bit，即亮度值区间为0～255，则对整幅图像在0～255亮度区间内进行计数统计。若在某一亮度值的统计计数大于某阈值(如整幅图像总像素数的1％)，则认为该点的亮度权重值过大，需要将多余的像素累加统计值计入剩余像素数iCountSurplus，在亮度阈值以内的像素则计入统计值iVal本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善屏幕对比度的方法，其特征在于，其包括如下步骤：截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计；累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数；生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。

【技术特征摘要】
1.一种改善屏幕对比度的方法，其特征在于，其包括如下步骤：截断直方图统计，对整个屏幕的亮度信号分布特征做出统计，其中，若在某一亮度值的统计计数大于某亮度阈值，将多余的像素累加统计值计入剩余像素数，利用该剩余像素数和亮度区间范围得到亮度区间范围内每点的平均剩余像素数，在亮度阈值以内的像素则计入阈值内统计值，也对输入像素亮度和进行累加统计用于计算出图像的平均亮度；累计概率分布函数，得到对截断区间内的亮度信号的累计概率分布函数，其中，设定亮度的最低阈值和最高阈值，按照亮度值从低到高的顺序对截断直方图内的统计点数进行累加，在累加值分别达到最低阈值和最高阈值时的亮度值就是典型最高亮度和最低亮度，在累加过程中进行亮度累计统计概率的计算：dCDF[i]＝(Count[i]+(1+i)*dNumAdd)*f其中i是当前统计到的亮度值，Count[i]为统计到当前亮度值时的累计统计个数，dNumAdd为平均剩余像素数，f为一帧图像总点数的倒数；生成Gamma映射表，由累计概率分布函数得出对当前屏幕显示内容的Gamma映射表，查找该表得出基于直方图统计的亮度映射值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法的实现过程中仅使用一片静态存储器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述静态存储器为256×24bit，其中256×16bit用来存储统计直方图的亮度信息，256×8bit用来存储亮度累计概率函数和Gamma映射表。4.根据权利要求2或3任一所述的方法，其特征在于：所述静态存储器在实时视频流的不同时间窗口内对图像进行直方图的统计，计算亮度累计概率统计函数，并生成Gamma映射表。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：视频中图像的亮度Gamma映射表每帧会根据当前帧的亮度信号统计分布更新，以实现动态自适应调整对比度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述截断直方图的统计是在视频图像有效期间进行的，其他过程都在图像的消隐期进行。7.一种改善屏幕对比度的装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇轩，刘志恒，孙军，戴杨，管云峰，
申请(专利权)人：上海高清数字科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：