專(zhuān)利名稱(chēng):顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法與裝置。本發(fā)明特別涉及一種可調(diào)整圖像亮度與增加圖像質(zhì)量之適應(yīng)性色彩調(diào)整方法與裝置。
背景技術(shù)：
近來(lái)顯示器相當(dāng)重視輸出圖像的視覺(jué)質(zhì)量，所以顯示器硬件界面亦提供OSD(On Screen Display，顯示器顯示操控)，以供使用者自行調(diào)整輸出圖像質(zhì)量。
OSD指的就像是在調(diào)整音量或亮度之類(lèi)的功能時(shí)，畫(huà)面會(huì)以格子或數(shù)字顯現(xiàn)出設(shè)定值?，F(xiàn)今OSD整合的功能相當(dāng)?shù)亩?，除了基本的亮度、?duì)比、移位調(diào)整等功能之外，甚至還包括桶型失真、梯形失真、平行四邊形失真、針墊現(xiàn)象等皆可由調(diào)整OSD設(shè)定值來(lái)改善。
使用OSD的好處為大幅降低了旋鈕，也因而降低了接觸不良的機(jī)會(huì)，并且還可將調(diào)整好的設(shè)定值儲(chǔ)存下來(lái)。
然而調(diào)整OSD設(shè)定為固定之調(diào)整機(jī)制，其無(wú)法讓顯示器永遠(yuǎn)保持圖像之顯示質(zhì)量為最佳化。
現(xiàn)也有多種公知圖像調(diào)整技術(shù)，茲列舉如下。
美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6778183 B1利用累加圖像亮度信號(hào)的機(jī)率分布圖，作為判斷圖像之整體亮度屬性的依據(jù)。依此方法將圖像的屬性區(qū)分為暗圖像、中灰階圖像或亮圖像(dark，mid tone or bright image)，或其中任兩種組合的屬性。依據(jù)所判斷的圖像屬性以三種不同的輸出入對(duì)應(yīng)表(In-OutLookUp Table)可調(diào)整圖像對(duì)比。同時(shí)以圖像像素中最暗點(diǎn)與最亮點(diǎn)為定義動(dòng)態(tài)范圍(dynamic range)大小的依據(jù)。此專(zhuān)利的重點(diǎn)在提供三個(gè)使用者可更改的LUT以增強(qiáng)對(duì)比與動(dòng)態(tài)范圍。特點(diǎn)為使用查表法，因此速度快。
美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6771837 B1披露一種提高圖像整體對(duì)比的方法。利用將空間域之所有圖像信息分布轉(zhuǎn)換至頻率域之頻率分布，其采用傅氏轉(zhuǎn)換法區(qū)分出高頻與低頻項(xiàng)次，進(jìn)而判斷圖像內(nèi)容而加以強(qiáng)化。其特點(diǎn)為效果顯著，但是于硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)因傅氏轉(zhuǎn)換法運(yùn)算過(guò)于復(fù)雜，電路設(shè)計(jì)相當(dāng)困難。
美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6618045 B1披露一個(gè)顯示器裝置，其附有一組感測(cè)使用者周遭環(huán)境光的傳感器；一組OSD可提供使用者設(shè)定喜好屏幕顯示之亮度、對(duì)比；以及專(zhuān)門(mén)處理隨著周遭環(huán)境光改變而調(diào)整屏幕輸出質(zhì)量的軟件邏輯結(jié)構(gòu)。
欲保持圖像質(zhì)量最佳化須針對(duì)不同性質(zhì)之圖像而有不同的調(diào)整機(jī)制。簡(jiǎn)單調(diào)整機(jī)制不含大量數(shù)學(xué)運(yùn)算，無(wú)法有明顯增強(qiáng)效果。但復(fù)雜調(diào)整機(jī)制于硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)不僅造成運(yùn)算負(fù)擔(dān)，亦凸顯硬件電路設(shè)計(jì)之困難。
故而，需要有一種較好之圖像適應(yīng)性調(diào)整方法，可實(shí)時(shí)完成運(yùn)算且提高輸出圖像的質(zhì)量。并可達(dá)到快速自動(dòng)調(diào)整與提高輸出圖像質(zhì)量最佳化的目的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的之一是提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整機(jī)制，其統(tǒng)計(jì)圖像信號(hào)亮度成分之原始機(jī)率分布圖、分析圖像亮度信息、重新計(jì)算符合人眼視覺(jué)對(duì)亮度自動(dòng)平衡后之機(jī)率分布情形。
本發(fā)明之另一目的是提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整機(jī)制，依據(jù)重新計(jì)算后之機(jī)率分布圖計(jì)算延伸圖像動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)、自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)整圖像動(dòng)態(tài)范圍之輸入輸出對(duì)應(yīng)表。
本發(fā)明之另一目的是提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整機(jī)制，依據(jù)重新計(jì)算后之機(jī)率分布圖計(jì)算調(diào)整圖像對(duì)比參數(shù)、選取算法內(nèi)建數(shù)據(jù)庫(kù)之圖像對(duì)比增強(qiáng)曲線(xiàn)。
本發(fā)明之另一目的是提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整機(jī)制，于連續(xù)播放數(shù)字圖像時(shí)，利用平均法降低對(duì)應(yīng)表變化，以減少人眼觀賞時(shí)所產(chǎn)生之不舒適感。
本發(fā)明之另一目的是提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整機(jī)制，將增強(qiáng)后之圖像做適當(dāng)?shù)纳恃a(bǔ)償。
本發(fā)明一實(shí)施例提供一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，包括分析單元，接收亮度色度圖像信號(hào)，該亮度色度圖像信號(hào)至少具有亮度成份與色度成份，該分析單元分析并重計(jì)該亮度色度圖像信號(hào)之該亮度成份之機(jī)率分布圖，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表；對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，產(chǎn)生對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，用以調(diào)整該亮度成份之圖像對(duì)比；亮度調(diào)整單元，根據(jù)該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，來(lái)調(diào)整該亮度色度圖像信號(hào)之該亮度成份；彩度調(diào)整單元，依據(jù)調(diào)整前后之亮度關(guān)系，產(chǎn)生彩度補(bǔ)償因子，用以補(bǔ)償亮度色度圖像信號(hào)之色度成分。藉此以得到亮度成份與色度成份皆獲得補(bǔ)償之圖像信號(hào)。
本發(fā)明之另一實(shí)施例提供一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收第一圖像信號(hào)以轉(zhuǎn)換成第二圖像信號(hào)，該第一圖像信號(hào)不具有亮度、色度分離之成份，該第二圖像信號(hào)具有亮度、色度分離之成份；分析單元，分析并權(quán)重計(jì)算該第二圖像信號(hào)之該亮度成份之機(jī)率分布圖，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，用以調(diào)整該亮度成份之動(dòng)態(tài)范圍；對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，產(chǎn)生對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，用以調(diào)整該亮度成份之圖像對(duì)比；平滑度調(diào)整單元，取該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元所產(chǎn)生之多個(gè)動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，加以平滑，以產(chǎn)生平滑后動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，以及取該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元所產(chǎn)生之多個(gè)對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，加以平滑，以產(chǎn)生平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表；亮度調(diào)整單元，根據(jù)該平滑后動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與該平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，來(lái)調(diào)整該第二圖像信號(hào)之該亮度成份以產(chǎn)生調(diào)整后亮度成份；彩度補(bǔ)償單元，依據(jù)調(diào)整前后之亮度關(guān)系，產(chǎn)生彩度補(bǔ)償因子，并用以補(bǔ)償?shù)诙D像信號(hào)之色度成分；以及逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收該第二圖像信號(hào)之該色度成份與該調(diào)整后亮度成份，以轉(zhuǎn)換成輸出圖像信號(hào)，該輸出圖像信號(hào)不具有亮度、色度分離之成份。
本發(fā)明之又一實(shí)施例提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法，包括(A)將連續(xù)輸入之輸入圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換至連續(xù)之亮度色度分離信號(hào)，該亮度色度分離信號(hào)含亮度成份；(B)統(tǒng)計(jì)該亮度成份之機(jī)率分布圖，并進(jìn)行適應(yīng)性權(quán)重分配，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；(C)對(duì)該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍(DR)延伸，以得到動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_DR)；(D)對(duì)該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)(CT)，以得到對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CT)；(E)對(duì)該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表進(jìn)行曲線(xiàn)平滑；(F)將多個(gè)亮度成份所對(duì)應(yīng)之多個(gè)動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表相加平均而形成應(yīng)用于后續(xù)亮度成份之動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，以及將多個(gè)亮度成份所對(duì)應(yīng)之多個(gè)平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表相加平均而形成應(yīng)用于該后續(xù)亮度成份之對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表；(G)根據(jù)平均而成之該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，對(duì)該后續(xù)亮度成份進(jìn)行亮度調(diào)整；(H)依據(jù)調(diào)整前后之亮度成份間之關(guān)系差異程度，產(chǎn)生彩度補(bǔ)償因子；(I)根據(jù)所產(chǎn)生之該彩度補(bǔ)償因子，進(jìn)行圖像彩度補(bǔ)償；以及(J)對(duì)亮度調(diào)整與色度調(diào)整后之該亮度色度分離信號(hào)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生連續(xù)之輸出圖像信號(hào)。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例之適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置100之功能方框圖。
圖2為圖像亮度機(jī)率分布圖與權(quán)重分配圖像亮度機(jī)率分布圖；圖3為圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整(LUT_DR)之示意圖；圖4為圖像對(duì)比調(diào)整(LUT_CT)示意圖；圖5為增進(jìn)圖像對(duì)比調(diào)整曲線(xiàn)平滑度之示意 圖6為提高圖像平滑度之示意圖。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明100適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置110信號(hào)轉(zhuǎn)換單元115分析單元120動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元130對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元140平滑度調(diào)整單元150亮度調(diào)整單元170彩度補(bǔ)償單元160逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元具體實(shí)施方式
本發(fā)明之實(shí)施例披露一種可分析輸入圖像內(nèi)容，計(jì)算用以調(diào)整對(duì)比、動(dòng)態(tài)范圍之參數(shù)并產(chǎn)生亮度對(duì)應(yīng)表、以及依據(jù)調(diào)整前后之亮度關(guān)系進(jìn)行彩度補(bǔ)償之圖像顯示調(diào)整機(jī)制。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之功能方框圖。適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置100之功能至少包括進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，以得到亮度色度分離信號(hào)；計(jì)算欲調(diào)整圖像動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range，以DR簡(jiǎn)稱(chēng))之參數(shù)并自動(dòng)產(chǎn)生亮度對(duì)應(yīng)表(LUT of dynamic range stretch，以L(fǎng)UT_DR簡(jiǎn)稱(chēng))；計(jì)算欲調(diào)整圖像對(duì)比(Contrast，以CT簡(jiǎn)稱(chēng))之參數(shù)并自動(dòng)產(chǎn)生(或于內(nèi)建數(shù)據(jù)庫(kù)選取)對(duì)比增強(qiáng)之亮度對(duì)應(yīng)表(LUT of contrast enhancement，以L(fǎng)UT_CT簡(jiǎn)稱(chēng))；為增加平滑度與調(diào)整圖像整體亮度，還可自動(dòng)微幅調(diào)整LUT_CT曲線(xiàn)。若輸入圖像信號(hào)為靜態(tài)圖像信號(hào)時(shí)，根據(jù)圖像亮度成分經(jīng)該自動(dòng)產(chǎn)生之LUT_DR與該自動(dòng)微調(diào)之LUT_CT調(diào)整后之亮度成分關(guān)系差異程度，計(jì)算彩度補(bǔ)償因子，并調(diào)整該圖像信號(hào)之亮度與色度成分以輸出數(shù)字圖像。若輸入圖像信號(hào)為連續(xù)之動(dòng)態(tài)圖像信號(hào)時(shí)，以輸出圖像舒適感為目的下，將多個(gè)自動(dòng)產(chǎn)生之LUT_DR與微調(diào)后之LUT_CT作平滑度處理，根據(jù)調(diào)整前后之亮度成分關(guān)系差異程度，計(jì)算該彩度補(bǔ)償因子，并調(diào)整該圖像信號(hào)之亮度與色度成分以輸出數(shù)字圖像。
如圖1所示適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置100包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元110，分析單元115，動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元120，對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元130，平滑度(smoothing)調(diào)整單元140，亮度調(diào)整單元150，彩度補(bǔ)償單元170，以及逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元160。
信號(hào)轉(zhuǎn)換單元110接收輸入圖像信號(hào)(RGB)，將之轉(zhuǎn)換成亮度色度分離信號(hào)，如YCbCr，YUV，HIS，YPbPr等。在本實(shí)施例中，輸入圖像信號(hào)(RGB)必須是為數(shù)字圖像，可為靜態(tài)展示之圖像或動(dòng)態(tài)連續(xù)播放之影片。圖1只以YCbCr為例做說(shuō)明。若在一般8bit處理系統(tǒng)中，RGB之值為介于0～255之間的正整數(shù)，而YCbCr之范圍為Y0～255；Cb、Cr-127～127，YCbCr皆為整數(shù)值。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元110所轉(zhuǎn)換出之信號(hào)乃是用以分析圖像內(nèi)容、計(jì)算調(diào)整參數(shù)。如果輸入圖像已為是亮度、色度分離之信號(hào)，則可不須信號(hào)轉(zhuǎn)換單元110。
分析單元115用于統(tǒng)計(jì)亮度Y的統(tǒng)計(jì)圖(histogram)，并據(jù)以模擬人眼自動(dòng)亮度平衡機(jī)制。分析單元115會(huì)分析亮度Y，統(tǒng)計(jì)全部圖像在亮度方面的分布情形。在本實(shí)施例中，以亮度機(jī)率分布圖為手段，將亮度依照系統(tǒng)全數(shù)字值范圍(即8bit系統(tǒng)下亮度范圍為0～255；10bit下為0～1023)統(tǒng)計(jì)出圖像亮度之分布。所得之亮度機(jī)率分布圖如圖2之實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)所示。
此外，為模擬人眼視覺(jué)對(duì)亮度有自動(dòng)平衡之反應(yīng)，分析單元115還適當(dāng)?shù)貙⒋肆炼葯C(jī)率分布圖作權(quán)重分配。比如，將機(jī)率分布圖中凡是次數(shù)高于出現(xiàn)次數(shù)最多者(MaxH)之一定比率(比如，一半)者，加以調(diào)整；次數(shù)比MaxH/2低者，維持不變。如圖2所示，h1＞MaxH/2，則將h1調(diào)整為h1’，h1’＝(MaxH/2+h1)*0.5。次數(shù)比MaxH/2低者維持原出現(xiàn)次數(shù)，如h0＜MaxH/2，則h0維持不變。依此調(diào)整方式可得到與原圖像不同曲線(xiàn)之亮度機(jī)率分布圖(Adaptive Histogram，以ADH簡(jiǎn)稱(chēng))，如圖2之虛線(xiàn)所示。
分析單元115所產(chǎn)生之ADH則輸入至動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元120與對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元130，用以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_DR)與對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CT)。
動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元120對(duì)分析單元115所產(chǎn)生之ADH進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range，DR)延伸處理。首先，動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元120依據(jù)ADH，進(jìn)一步計(jì)算圖像原有之黑階點(diǎn)(以DRb簡(jiǎn)稱(chēng))與白階點(diǎn)(以DRw簡(jiǎn)稱(chēng))。DRb可以是為圖像中最暗點(diǎn)之?dāng)?shù)字值，亦可以為ADH曲線(xiàn)上由數(shù)字值0往高數(shù)字值方向累加出現(xiàn)次數(shù)達(dá)某個(gè)值(如0.1)之?dāng)?shù)字值。DRw可以是為圖像中最亮點(diǎn)之?dāng)?shù)字值，亦可以于ADH曲線(xiàn)上由數(shù)字值255往低數(shù)字值方向累加出現(xiàn)次數(shù)達(dá)某個(gè)值(如0.1)之?dāng)?shù)字值。如在8bit系統(tǒng)下，某圖像之ADH分布圖中，累加數(shù)字值0～10之總出現(xiàn)機(jī)率可達(dá)累加機(jī)率大于等于0.1，則可定DRb＝10；累加數(shù)字值230～255之總出現(xiàn)機(jī)率可達(dá)累加機(jī)率大于等于0.1，則可定DRw＝230。
DR的最大程度應(yīng)分布于系統(tǒng)之全數(shù)字值范圍，即在8bit系統(tǒng)下，DRb＝0，DRw＝255；在10bit系統(tǒng)下，DRb＝0，DRw＝1023。由上述方法計(jì)算出原圖像之DRb與DRw后，可任意定義小于DRb的數(shù)字值DRb’(DRb’＜DRb)為新黑階點(diǎn)，任意定義大于DRw的數(shù)字值DRw’(DRw’＞DRw)定義為新白階點(diǎn)。
計(jì)算DRb，DRw與定義DRb’，DRw’之目的為標(biāo)定出LUT_DR之兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)于LUT_DR上之坐標(biāo)點(diǎn)的建立方式為(DRb，DRb’)與(DRw，DRw’)，其中DRb與DRw為原圖像之黑階點(diǎn)與白階點(diǎn)；DRb’與DRw’則為新黑階點(diǎn)與新白階點(diǎn)。其示意圖如圖3，其中虛線(xiàn)為未經(jīng)DR延伸調(diào)整之LUT曲線(xiàn)，而實(shí)線(xiàn)為經(jīng)DR延伸調(diào)整后之LUT曲線(xiàn)。
依據(jù)兩個(gè)端點(diǎn)與兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)可自動(dòng)建立出LUT_DR曲線(xiàn)上輸入值(Input)所對(duì)應(yīng)之輸出值(Output)。產(chǎn)生輸出值之方式可依線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式或非線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式運(yùn)算而得。ADH分布圖之亮度值即依此表完成DR延伸動(dòng)作。
對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元130對(duì)ADH進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)處理。依據(jù)ADH，進(jìn)一步計(jì)算圖像暗色與亮色像素成分。在8bit系統(tǒng)下，本實(shí)施例定義暗色成分的范圍分布于機(jī)率分布圖上數(shù)字值0至40；定義亮色成分的范圍分布于機(jī)率分布圖上數(shù)字值215至255。在10bit系統(tǒng)下，暗色分布于0至160；亮色分布于863至1023。
在本實(shí)施例中，計(jì)算暗色范圍內(nèi)之累加機(jī)率值(以F1代表此累加機(jī)率值)與亮色范圍內(nèi)之累加機(jī)率值(以F2代表此累加機(jī)率值)。不同的F1與F2值表圖像暗、亮色成分多寡不一，須通過(guò)不同曲線(xiàn)形狀的LUT_CT加以增強(qiáng)視覺(jué)對(duì)比。在本實(shí)施例中，LUT_CT是由內(nèi)建數(shù)據(jù)庫(kù)LUT_CTF1與LUT_CTF2組成，其涵蓋范圍如圖4。依據(jù)F1值大小可選定須增強(qiáng)暗色成分之半S形曲線(xiàn)(LUT_CTF1)；依據(jù)F2值大小可選定須增強(qiáng)亮色成分之半S形曲線(xiàn)(LUT_CTF2)。
于8bit系統(tǒng)下，LUT_CTF1為四個(gè)數(shù)字值0至79的亮度對(duì)應(yīng)表(如圖4之a(chǎn)，b，c與d)；LUT_CTF2為四個(gè)數(shù)字值80至255的亮度對(duì)應(yīng)表(如圖5.之e，f，g與h)。于10bit系統(tǒng)下，LUT_CTF1則為四個(gè)數(shù)字值0至317的亮度對(duì)應(yīng)表；LUT_CTF2為四個(gè)數(shù)字值321至1023的亮度對(duì)應(yīng)表。
四條LUT_CTF1的選擇條件可依所計(jì)算而得之F1與k*(F1計(jì)算范圍/全亮度數(shù)字值)來(lái)決定；四條LUT_CTF2的選擇條件可依所計(jì)算而得之F2與k*(F2計(jì)算范圍/全亮度數(shù)字值)來(lái)決定。k是選擇半S形曲線(xiàn)之調(diào)整因子，k值介于0～1.2。以8bit系統(tǒng)為例，F(xiàn)1計(jì)算范圍為40-0＝40；F2計(jì)算范圍為255-215＝40；全亮度數(shù)字值則為255-0＝255。因此僅須依據(jù)F1與F2值，對(duì)照選擇表即可選擇出適于增強(qiáng)對(duì)比的LUT_CTF1與LUT_CTF2曲線(xiàn)。半S形曲線(xiàn)選擇條件依如下表之不同k值所列
由上述計(jì)算得出之F1與F2依上表可選出LUT_CTF1與LUT_CTF2曲線(xiàn)。然而，如果直接將所選出之LUT_CTF1與LUT_CTF2曲線(xiàn)組合成LUT-CT，在某些情況下，可能會(huì)導(dǎo)致在LUT_CTF1與LUT_CTF2之交界點(diǎn)處之曲線(xiàn)斜率突然變化過(guò)大，導(dǎo)致某些圖像經(jīng)LUT_CT亮度對(duì)應(yīng)查表后出現(xiàn)不協(xié)調(diào)之畫(huà)面。
為減少不協(xié)調(diào)畫(huà)面產(chǎn)生，同時(shí)達(dá)到圖像亮度最佳化，本實(shí)施例以如下方式增加LUT_CT曲線(xiàn)平滑度。比如，如圖5所示，LUT_CTF1與LUT_CTF2交界點(diǎn)(以midgry簡(jiǎn)稱(chēng))之?dāng)?shù)字值分別減去第一微調(diào)系數(shù)g1與加上第二微調(diào)系數(shù)g2，取此midgry-g1、midgry與midgry+g2三坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行亮度增強(qiáng)之微調(diào)。
如于8bit系統(tǒng)下，LUT_CTF1與LUT_CTF2之交界點(diǎn)midgry為80。為增加LUT_CT整體平滑度，可于LUT_CTF1與LUT_CTF2建構(gòu)完成LUT_CT后，取g1＝10，g2＝20，即以70、80、100三坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行亮度修正。修正目的為使70至100之間的曲線(xiàn)更平滑。
修正方法可以為取70與100兩坐標(biāo)點(diǎn)之一次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式重建70至100的LUT_CT內(nèi)容值；或取70、80與100三坐標(biāo)點(diǎn)做多次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式重建70至100的LUT_CT內(nèi)容值，如圖5所示。依此方式所得之LUT_CT具有增強(qiáng)圖像對(duì)比與圖像亮度之功能。在圖5中，顯示出原本所選取之LUT_CTF1與LUT_CTF2。至于在座標(biāo)點(diǎn)70～100間則是微調(diào)區(qū)域。
綜上所述，為達(dá)進(jìn)行增強(qiáng)圖像對(duì)比與圖像亮度最佳化之目的，對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元130會(huì)產(chǎn)生結(jié)合圖4與圖5之對(duì)應(yīng)表。
于連續(xù)播放之?dāng)?shù)字圖像中，本實(shí)施例能針對(duì)個(gè)別視框(frame)的圖像內(nèi)容產(chǎn)生不同之LUT_DR與LUT_CT。但若連續(xù)視框之間的LUT變化差異過(guò)大，易于視覺(jué)上產(chǎn)生不舒適感覺(jué)。同時(shí)于硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，須考慮硬件運(yùn)算增強(qiáng)參數(shù)之耗損時(shí)間。平滑度調(diào)整單元140即可用于提高圖像平滑度(Color Smoothing，C.S.)，其示意圖如圖6。
假設(shè)硬件運(yùn)算參數(shù)(亦即產(chǎn)生對(duì)應(yīng)表)須占去兩個(gè)視框時(shí)間。在本實(shí)施例中，C.S.的平滑機(jī)制即取多個(gè)已運(yùn)算而得之LUT作曲線(xiàn)內(nèi)容值的相加平均，以當(dāng)作該視框的LUT。
更詳細(xì)地說(shuō)明，應(yīng)用于第N～N+2個(gè)視框之LUT_DR是取第N-6個(gè)視框所得之LUT_DR與第N-3個(gè)視框所得之LUT_DR的曲線(xiàn)內(nèi)容值相加平均而得。同樣地，應(yīng)用于第N～N+2個(gè)視框之LUT_CT是將第N-6個(gè)視框所得之LUT_CT與第N-3個(gè)視框所得之LUT_CT的曲線(xiàn)內(nèi)容值相加平均而得。在圖6中，LUT_N-6代表取第N-6個(gè)視框所得之LUT_DR與LUT_CT，其它意思可類(lèi)推。
依平滑度調(diào)整單元140所平均出之LUT_DR’、LUT_CT’，亮度調(diào)整單元150調(diào)整亮度信號(hào)Y，以得到新亮度信號(hào)Y’。
彩度補(bǔ)償單元170會(huì)根據(jù)原亮度信號(hào)Y與新亮度信號(hào)Y’間之關(guān)系，而產(chǎn)生彩度補(bǔ)償因子f。彩度補(bǔ)償因子f與(Y’/Y)間可為一次線(xiàn)性關(guān)系或多次線(xiàn)性關(guān)系。彩度補(bǔ)償單元170再根據(jù)所產(chǎn)生之彩度補(bǔ)償因子f來(lái)補(bǔ)償亮度色度分離信號(hào)之色度信號(hào)(Cb，Cr)，以得到補(bǔ)償后色度信號(hào)(Cb’，Cr’)。其圖像之色度信號(hào)(Cb，Cr)與圖像二之色度信號(hào)(Cb’，Cr’)之間的關(guān)系可以如下公式Cb’＝f*Cb；Cr’＝f*Cr；最后，逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元160再根據(jù)新亮度信號(hào)Y’與補(bǔ)償后色度信號(hào)(Cb’，Cr’)，進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，以得到輸出圖像信號(hào)(R’G’B’)。輸出圖像信號(hào)(R’G’B’)可提高圖像對(duì)比，動(dòng)態(tài)范圍與圖像平滑度，同時(shí)能維持圖像色調(diào)之一致性。
請(qǐng)注意，如果輸入圖像為靜態(tài)圖像(如數(shù)字相片)等，則本發(fā)明實(shí)施例(如圖1)可不包括該平滑度調(diào)整單元140。亦即，由對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元120與130所產(chǎn)生之對(duì)應(yīng)表LUT_DR與LUT_CT直接輸入至該亮度調(diào)整單元150，以調(diào)整亮度信號(hào)Y，但仍需要彩度補(bǔ)償單元170。
本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法。輸入圖像信號(hào)為RGB數(shù)字信號(hào)，假設(shè)硬件運(yùn)算色彩調(diào)整參數(shù)須占去兩個(gè)視框時(shí)間。則此實(shí)施例之方法包括下列步驟。
A.)將圖像中第N個(gè)視框之所有數(shù)字信號(hào)RGB轉(zhuǎn)換至亮度與色度分離之信號(hào)YCbCr。
B.)統(tǒng)計(jì)此第N個(gè)視框之全圖像下亮度Y出現(xiàn)機(jī)率分布圖。
C.)對(duì)原圖像機(jī)率分布圖進(jìn)行適應(yīng)性權(quán)重分配(ADH)。
D.)進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍(DR)延伸取ADH中出現(xiàn)之最小數(shù)字值為DRb(比如，設(shè)為30)，與出現(xiàn)之最大數(shù)字值為DRw(比如，設(shè)為240)，任意訂出DRb’(比如，設(shè)為10)與DRw’(比如，設(shè)為250)，其中DRw’＜DRb；DRw’＞DRw。依照坐標(biāo)點(diǎn)(0，0)(30，10)(240，250)(255，255)四點(diǎn)計(jì)算出LUT_DR，其中輸出數(shù)字值依線(xiàn)性?xún)?nèi)插或非線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式計(jì)算得出。
E.)對(duì)比增強(qiáng)計(jì)算ADH下暗色成分(數(shù)字值0～40)之F1值(比如，為0.05)，與亮色成分(數(shù)字值215～255)之F2值(比如，為0.3)。依據(jù)F1值由數(shù)據(jù)庫(kù)中于LUT_CTF1范圍內(nèi)選出適當(dāng)?shù)陌隨形曲線(xiàn)；依據(jù)F2值由數(shù)據(jù)庫(kù)中于LUT_CTF2范圍內(nèi)選出適當(dāng)?shù)陌隨形曲線(xiàn)，如此可建構(gòu)出LUT_CT。為增加LUT_CT曲線(xiàn)平滑度與圖像亮度最佳化，將LUT_CT上之平滑微調(diào)區(qū)域(70～100，其選擇方式如上述)之兩坐標(biāo)點(diǎn)以一次線(xiàn)性方式(或取三坐標(biāo)點(diǎn)以二次線(xiàn)性方式)重新計(jì)算數(shù)字值70至100之間的矩陣內(nèi)容值而完成LUT_CT微調(diào)程序。
F.)提高圖像平滑度將第N-6個(gè)視框所得之LUT_DR與第N-3個(gè)視框所得之LUT_DR的曲線(xiàn)內(nèi)容值相加平均而成為第N～N+2個(gè)視框須增強(qiáng)之LUT_DR；將第N-6個(gè)視框所得之LUT_CT與第N-3個(gè)視框所得之LUT_CT的曲線(xiàn)內(nèi)容值相加平均而成為第N～N+2個(gè)視框須增強(qiáng)之LUT_CT。
G.)將原圖像之亮度信號(hào)(假設(shè)圖像中某亮度色度信號(hào)之?dāng)?shù)字值(Y，Cb，Cr)＝(100，30，-30))，依查表法查詢(xún)LUT_DR、LUT_CT可得新的亮度信號(hào)(假設(shè)新亮度色度信號(hào)之?dāng)?shù)字值(Y’，Cb，Cr)＝(110，30，-30))。
H.)根據(jù)原亮度信號(hào)(Y)與新亮度信號(hào)(Y’)間之關(guān)系，定義出彩度補(bǔ)償因子(假設(shè)f與Y’/Y之間為一次線(xiàn)性關(guān)系，亦即，則f＝110/100＝1.1)，原亮度色度信號(hào)之色度成分(Cb，Cr)即依f值作適當(dāng)?shù)姆糯蠡蚩s小(即(Cb’，Cr’)＝(33，-33))。
I.)將調(diào)整后的亮度信號(hào)(Y’)與色度信號(hào)(Cb’，Cr’)轉(zhuǎn)換回RGB信號(hào)，輸出圖像完成圖像處理程序。
在本發(fā)明實(shí)施例中，可以使靜態(tài)彩色圖像于本處理程序后，圖像動(dòng)態(tài)范圍方面黑階與白階明顯地延伸；圖像對(duì)比方面由白階至黑階亦具有較陡峭的變化。針對(duì)動(dòng)態(tài)連續(xù)播放彩色影片，本發(fā)明實(shí)施例除了圖像動(dòng)態(tài)范圍與圖像對(duì)比有顯著的變化之外，圖像信號(hào)同時(shí)因平滑機(jī)制處理而于人眼觀賞時(shí)呈現(xiàn)出更舒適之自然感，同時(shí)彩度補(bǔ)償機(jī)制還維持圖像調(diào)整前后色調(diào)一致性。由于計(jì)算與判斷可得到不同圖像時(shí)LUT的內(nèi)容，因此更符合適應(yīng)性色彩調(diào)整的目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求
所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是包括分析單元，接收亮度色度圖像信號(hào)，該亮度色度圖像信號(hào)至少具有亮度成份與色度成份，該分析單元分析并重計(jì)該亮度色度圖像信號(hào)之該亮度成份之機(jī)率分布圖，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍延伸，以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表；對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)，以產(chǎn)生對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，用以調(diào)整該亮度成份之圖像對(duì)比；亮度調(diào)整單元，根據(jù)該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，來(lái)調(diào)整該亮度色度圖像信號(hào)之該亮度成份；以及彩度補(bǔ)償單元，根據(jù)調(diào)整前后之該亮度成份間之關(guān)系，來(lái)補(bǔ)償該亮度色度圖像信號(hào)之該色度成份。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是還包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，將數(shù)字輸入圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成具該亮度成份與其它成份之該亮度色度圖像信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該數(shù)字輸入圖像信號(hào)為靜態(tài)圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是還包括逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收該亮度調(diào)整單元所輸出之該調(diào)整后亮度成份與該信號(hào)轉(zhuǎn)換單元所輸出之該亮度色度圖像信號(hào)之該其它成份，以產(chǎn)生不具亮度成份之輸出圖像信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該亮度色度圖像信號(hào)包括YCbCr信號(hào)、YUV信號(hào)、HSI信號(hào)或YPbPr信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該分析單元模擬人眼于觀賞圖像時(shí)的適應(yīng)性視覺(jué)感知，對(duì)該亮度成份之該機(jī)率分布圖進(jìn)行亮度分布權(quán)重分配，以取得符合視覺(jué)感知之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元將該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之最暗點(diǎn)數(shù)字值與最亮點(diǎn)數(shù)字值定義為第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與第一白階點(diǎn)數(shù)字值，以用于定義延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元將累加該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之機(jī)率值達(dá)第一數(shù)值與第二數(shù)值之亮度數(shù)字值來(lái)定義第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與第一白階點(diǎn)數(shù)字值，以用于定義延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7或8所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表依線(xiàn)性?xún)?nèi)插法或非線(xiàn)性?xún)?nèi)插法計(jì)算而得。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元計(jì)算該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之暗色成分機(jī)率累加值(F1)與亮色成分機(jī)率累加值(F2)；根據(jù)該暗色成分機(jī)率累加值(F1)與該亮色成分機(jī)率累加值(F2)，該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表由兩組涵蓋不同數(shù)字值范圍之多個(gè)第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)建構(gòu)而成，第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表包括四條不同形狀之曲線(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是為增加對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表之曲線(xiàn)平滑度，該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元依據(jù)該第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與該第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)之交界點(diǎn)，得到一段微調(diào)區(qū)域進(jìn)行曲線(xiàn)平滑度微調(diào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該段微調(diào)區(qū)域之曲線(xiàn)平滑度微調(diào)可利用一次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式或多次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該彩度補(bǔ)償單元根據(jù)調(diào)整前后之該亮度成份間之差異程度而計(jì)算出彩度補(bǔ)償因子，用以維持圖像之色調(diào)一致性。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該彩度補(bǔ)償因子與調(diào)整前后之該亮度成份之差異程度之關(guān)系可為線(xiàn)性關(guān)系或多次線(xiàn)性關(guān)系式。
15.一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收第一圖像信號(hào)以轉(zhuǎn)換成第二圖像信號(hào)，該第一圖像信號(hào)不具有亮度成份，該第二圖像信號(hào)至少具有亮度成份與色度成份；分析單元，分析并權(quán)重計(jì)算該第二圖像信號(hào)之該亮度成份之機(jī)率分布圖，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍延伸，以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表；對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元，接收該分析單元所輸出之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)，以產(chǎn)生對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，用以調(diào)整該亮度成份之圖像對(duì)比；平滑度調(diào)整單元，取該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元所產(chǎn)生之多個(gè)動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，加以平滑，以產(chǎn)生平滑后動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，以及取該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元所產(chǎn)生之多個(gè)對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，加以平滑，以產(chǎn)生平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表；亮度調(diào)整單元，根據(jù)該平滑后動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與該平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，來(lái)調(diào)整該第二圖像信號(hào)之該亮度成份以產(chǎn)生調(diào)整后亮度成份；彩度補(bǔ)償單元，根據(jù)調(diào)整前后之該亮度成份間之關(guān)系，來(lái)補(bǔ)償該第二圖像信號(hào)之該色度成份；以及逆信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，接收該第二圖像信號(hào)之補(bǔ)償后色度成份與該調(diào)整后亮度成份，以轉(zhuǎn)換成輸出圖像信號(hào)，該輸出圖像信號(hào)不具有亮度成份。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該第二圖像信號(hào)包括YCbCr信號(hào)、YUV信號(hào)、HSI信號(hào)或YPbPr信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該第一圖像信號(hào)為動(dòng)態(tài)圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該分析單元模擬人眼于觀賞圖像時(shí)的適應(yīng)性視覺(jué)感知，對(duì)該亮度成份之該機(jī)率分布圖進(jìn)行亮度分布權(quán)重分配，以取得符合視覺(jué)感知之該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖。
19.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元將該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之最暗點(diǎn)數(shù)字值與最亮點(diǎn)數(shù)字值定義為第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與白階點(diǎn)數(shù)字值，任意定義用于延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
20.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元將累加該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之機(jī)率值達(dá)第一數(shù)值與第二數(shù)值之亮度數(shù)字值來(lái)定義第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與第一白階點(diǎn)數(shù)字值，以用于定義延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
21.根據(jù)權(quán)利要求
19或20所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表依線(xiàn)性?xún)?nèi)插法或非線(xiàn)性?xún)?nèi)插法計(jì)算而得。
22.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元計(jì)算該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之暗色成分機(jī)率累加值(F1)與亮色成分機(jī)率累加值(F2)；根據(jù)該暗色成分機(jī)率累加值(F1)與該亮色成分機(jī)率累加值(F2)，該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表由兩組涵蓋不同數(shù)字值范圍之多個(gè)第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)建構(gòu)而成，第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表包括四條不同形狀之曲線(xiàn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是為增加對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表之曲線(xiàn)平滑度，該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元依據(jù)該第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與該第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)之交界點(diǎn)，得到一段微調(diào)區(qū)域進(jìn)行曲線(xiàn)平滑度微調(diào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該段微調(diào)區(qū)域之曲線(xiàn)平滑度微調(diào)可利用一次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式或多次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式進(jìn)行。
25.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其特征是該彩度補(bǔ)償單元根據(jù)調(diào)整前后之該亮度成份間之差異程度而計(jì)算出彩度補(bǔ)償因子，用以維持圖像之色調(diào)一致性。
26.根據(jù)權(quán)利要求
15所述之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整裝置，其中該彩度補(bǔ)償因子與調(diào)整前后之該亮度成份之差異程度之關(guān)系可為線(xiàn)性關(guān)系或多次線(xiàn)性關(guān)系式。
27.一種圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法，其特征是包括將連續(xù)輸入之輸入圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換至連續(xù)之亮度色度分離信號(hào)，該亮度色度分離信號(hào)含亮度成份與色度成份；統(tǒng)計(jì)該亮度成份之機(jī)率分布圖，并進(jìn)行適應(yīng)性權(quán)重分配，以得到權(quán)重亮度機(jī)率分布圖；對(duì)該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍(DR)延伸，以得到動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_DR)；對(duì)該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)，以得到對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CT)；對(duì)該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表進(jìn)行曲線(xiàn)平滑；將多個(gè)亮度成份所對(duì)應(yīng)之多個(gè)動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表相加平均而形成應(yīng)用于后續(xù)亮度成份之動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表，以及將多個(gè)亮度成份所對(duì)應(yīng)之多個(gè)平滑后對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表相加平均而形成應(yīng)用于該后續(xù)亮度成份之對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表；根據(jù)平均而成之該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表與該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表，對(duì)該后續(xù)亮度成份進(jìn)行亮度調(diào)整；根據(jù)調(diào)整前后之亮度成份，對(duì)該亮度色度分離信號(hào)之該色度成份進(jìn)行彩度補(bǔ)償；以及對(duì)亮度調(diào)整與彩度補(bǔ)償后之該亮度色度分離信號(hào)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生連續(xù)之輸出圖像信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是該亮度色度分離信號(hào)包括YCbCr信號(hào)、YUV信號(hào)、HSI信號(hào)或YPbPr信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是得到該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之該步驟包括模擬人眼于觀賞圖像時(shí)的適應(yīng)性視覺(jué)感知，對(duì)該亮度成份之該機(jī)率分布圖進(jìn)行亮度分布權(quán)重分配。
30.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍(DR)延伸以得到該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_DR)之該步驟包括將該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之最暗點(diǎn)數(shù)字值與最亮點(diǎn)數(shù)字值定義為第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與白階點(diǎn)數(shù)字值，任意定義用于延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
31.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表產(chǎn)生單元將累加該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之機(jī)率值達(dá)第一數(shù)值與第二數(shù)值之亮度數(shù)字值來(lái)定義第一黑階點(diǎn)數(shù)字值與第一白階點(diǎn)數(shù)字值，以用于定義延展動(dòng)態(tài)范圍之第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與第二白階點(diǎn)數(shù)字值，其中該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值小于該第一黑階點(diǎn)數(shù)字值，以及該第二白階點(diǎn)數(shù)字值大于該第一白階點(diǎn)數(shù)字值，該第二黑階點(diǎn)數(shù)字值與該第二白階點(diǎn)數(shù)字值用于產(chǎn)生該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表。
32.根據(jù)權(quán)利要求
30或31所述之方法，其特征是該動(dòng)態(tài)范圍亮度對(duì)應(yīng)表依線(xiàn)性?xún)?nèi)插法或非線(xiàn)性?xún)?nèi)插法計(jì)算而得。
33.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是對(duì)該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖進(jìn)行對(duì)比增強(qiáng)以得到該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CT)之該步驟包括計(jì)算該權(quán)重亮度機(jī)率分布圖之暗色成分機(jī)率累加值(F1)與亮色成分機(jī)率累加值(F2)；根據(jù)該暗色成分機(jī)率累加值(F1)與該亮色成分機(jī)率累加值(F2)，該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表由兩組涵蓋不同數(shù)字值范圍之多個(gè)第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)建構(gòu)而成，第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表與第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表包括四條不同形狀之曲線(xiàn)。
34.根據(jù)權(quán)利要求
33所述之方法，其特征是對(duì)該對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表進(jìn)行曲線(xiàn)平滑之該步驟包括依據(jù)該第一部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF1)與該第二部分對(duì)比增強(qiáng)亮度對(duì)應(yīng)表(LUT_CTF2)之交界點(diǎn)，得到一段微調(diào)區(qū)域進(jìn)行曲線(xiàn)平滑度微調(diào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求
34所述之方法，其特征是該段微調(diào)區(qū)域之曲線(xiàn)平滑度微調(diào)可利用一次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式或多次線(xiàn)性?xún)?nèi)插方式進(jìn)行。
36.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是該彩度補(bǔ)償單元根據(jù)調(diào)整前后之該亮度成份間之差異程度而計(jì)算出彩度補(bǔ)償因子，用以維持圖像之色調(diào)一致性。
37.根據(jù)權(quán)利要求
27所述之方法，其特征是該彩度補(bǔ)償因子與調(diào)整前后之該亮度成份之差異程度之關(guān)系可為線(xiàn)性關(guān)系或多次線(xiàn)性關(guān)系式。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供一種顯示器之?dāng)?shù)字圖像適應(yīng)性色彩調(diào)整方法與裝置。當(dāng)顯示器于播放數(shù)字圖像時(shí)，能自動(dòng)針對(duì)圖像內(nèi)容以提高輸出圖像的對(duì)比與動(dòng)態(tài)范圍。在本發(fā)明中，會(huì)計(jì)算圖像亮度分布之統(tǒng)計(jì)圖、分析圖像之動(dòng)態(tài)范圍程度、計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍延展參數(shù)、分析圖像對(duì)比強(qiáng)度與計(jì)算對(duì)比增強(qiáng)參數(shù)。在計(jì)算動(dòng)態(tài)延展參數(shù)與對(duì)比增強(qiáng)參數(shù)時(shí)，乃是自動(dòng)產(chǎn)生亮度之對(duì)應(yīng)表(Look Up Table)以及彩度補(bǔ)償參數(shù)。根據(jù)此對(duì)應(yīng)表及彩度補(bǔ)償參數(shù)，來(lái)調(diào)整圖像亮度與色度，以增加圖像畫(huà)面質(zhì)量。
文檔編號(hào)G09G5/06GK1997165SQ200510135699
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年12月31日
發(fā)明者柯俊宇, 陳君彥, 何肇偉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan