局部對比度強化的方法及裝置的製作方法

2023-10-25 20:59:02 4

專利名稱：：局部對比度強化的方法及裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種在圖像信號處理系統中局部對比度強化的方法以及裝置，更具體地，涉及一種處理圖像信號數據的方法以及裝置，從而把微細圖像對比度(fineimagecontrast)的損失最小化，上述微細圖像對比度的損失是由顯示系統應用中的動態背光控制的色調映射引起的。
背景技術：
：色調映射是應用在圖像處理以及計算機繪圖上的技術，它將一組顏色映射到另一組顏色，從而以一個更有限的動態範圍把高動態範圍圖像的外貌;f莫擬出來。然而，色調映射可能無法重現自然景像中全範圍的光強度，並可能造成對比度由景像值下降到可顯示範圍的的問題。在許多應用上，在原始景像中維持良好圖像細節以及顏色色調是很重要的。近年來，可移動的液晶顯示(LCD)裝置中的動態背光控制(DBC)已成為圖像顯示應用之一，其中施加色調映射以把圖像數據上調，同時調暗背光，從而把功率損耗最小化。然而，圖像數據在色調映射時會損失準確度，尤其是在高亮度區域。因此，本領域需要一種可避免在動態背光控制應用時損失微細圖像細節或對比度的圖像數據處理方法。
發明內容局部對比度強化的方法可以使用二維遞歸濾波器以得到全部顯示區域的強度變化的移動平均值。從原始信號中減去此移動平均值以建立僅含有局部變化的信號，並且此信號會被放大或擴大以增強顯示對比度。另一種局部對比度強化的方法是將輸入信號經過低通濾波處理，並且將低通濾波處理後的值加上增強對比度值。最後的輸出g為通過方程式(l)所得。g=Kl(m)+K2(f-m)(1)其中，Kl以及K2表示特性曲線，m表示低通濾波器的輸出，f表示低通濾波器的輸入。局部對比度強化的另一種類似方法是，根據信號局部對比度的大小來把信號加權，然後將加權信號加到原始信號，從而可以完整地輸出原始信號而不管局部對比度值。最後的輸出y為根據方程式(2)所得。y=x+f(|x-m|)(x-m)(2)其中，f表示lx-ml的加權函數，m表示低通濾波器的輸出，x表示低通濾波器的輸入。另一種局部對比度強化的方法是利用邊緣強化特徵，通過濾波處理產生一個邊緣強化信號，這樣可以減少所需的內存容量以及降低功率損耗。更近一步的方法是對輸入圖像像素在多個方向使用帶通濾波器以建立全部邊界總和(overallsum-of-border)值。在前述的方法中，並沒有處理因為色調映射而導致的微細圖像對比度的損失所需要的補償與調整。詳細地說，現有技術並沒有考慮色調映射曲度信號的放大，對比度信號的增強以及調暗處理。然而，增強對比度信號會在高亮度區域產生信號飽和以及信號抑制的問題，這會造成圖像對比度損失或是缺失。本發明的目的是提出一種只需要一維數據處理的局部對比度強化方法。因為算法不需要塊或是二維處理方法，所以此方法可以有效地以硬體實現。本發明的另一目的是提出一種局部對比度強化的方法，在使用色調映射時，此方法可以補償在高亮度區域圖像信號因為信號飽和或是信號抑制所造成的圖像損失。本發明的另一目的是提出一種通過調暗方式增強信號的對比度的局部對比度強化的方法。此調暗方式能在信號波谷放大信號水平的低處，這樣避免了在高亮度區域所遇到的抑制信號或是信號飽和的問題。本發明的另一目的是提出一種應用信號調暗的局部對比度強化的方法，此方法考慮，利用可變的調節控制(scalmgcontrol)來把大部分調暗限制於圖像的高亮度區域，從而把對圖像的整體亮度水平產生的影響最小化，其中小的調暗在梘覺上是感覺不到而且在視覺上是有利的。本發明的另一目的是提出一種局部對比度強化的方法，此方法提供RGB色彩流數據的均勻調節，並確保圖像顏色色調的完整性。本發明的另一目的是提出一種局部對比度強化的方法，此方法考慮到用於動態背光控制的色調映射特性，從而有助在電子圖像顯示系統中大大節省能量消耗。本發明的另一目的是提出一種局部對比度強化的方法，此方法可以抑制在銳利邊緣圖像的區域對比的過衝問題，該問題特別會發生在使用者界面的應用上。本發明的各方面如此開發是為了特別是在液晶顯示的動態背光控制(DBC)系統中，提高圖像對比度，以補償因為色調映射所造成的微細圖像對比度的損失。使用色調映射後，在動態背光控制下，高亮度區域的一些微細對比度信號會根據色調映射曲線而減少，抑制，或是飽和。圖像的質量會降低，微細對比度細節會消失或是減低到可感覺的範圍以外。本發明的方法使用特定的方式在色調映射前增強微細局部對比度信號，以預先補償色調映射所產生的對比度降低的效應。在一實施例中，算法由五個塊組成，包含一個復用器，二個加權總和濾波器的總和，一個對比度調暗方程式，一個對比度調暗表，以及一個RGB調節器。第一部分包括一個復用器，用以在像素圖像數據的RGB部分中選擇具有最高值的信號，當做供處理用的參考圖像信號。第二部分為二個8加權總和濾波器的總和，以根據圖像信號產生輪廓(profile)信號。二個濾波器對多個鄰近像素，計算圖像信號的加權總和以及絕對信號變化的加權總和。下一部分是通過在圖像信號中減去調暗量而計算出調暗值，其中調暗量由二個參數的相乘值所表示。其中第一個參數為輪廓信號減去圖像信號所得到的封包對比度信號值(envelopcontrastsignalvalue)。第二個參數為從查詢表得到的對應值，用以補償圖像信號的色調映射的影響。此外，如果調暗量為負值，則調暗值設定為零，以避免圖像邊緣的過沖問題。最後的部分為RGB調節器，其中像素圖像數據的RGB信號部分由相同的調節因子做調節，其中調節因子由調暗值與參考圖像信號的比率決定。在一示範性實施例中，復用器在RGB輸入數據流中選擇最高信號當作用於數位訊號處理的代表圖像信號輸入，以決定區域調暗量。在另一示範性實施例中，應用動態背光控制時，在色調映射曲線的滾降區域對單一方向對比度執行局部增強。在模塊內的內嵌數字濾波器以及算術邏輯單元處理所選擇的輸入信號，並且使用輸入信號流的加權總和以及鄰近像素數據之間的絕對信號變化的加權總和，以建立輪廓信號。在另一示範性實施例中，算法對信號值使用調節調暗以建立一新的信號值。這個新信號值與原始信號值的比率組成RGB顏色部分的調節因子，在DBC中，此調節因子可以用來在色調映射之前，預先處理RGB顏色數據流。在另一示範性實施例中，把調暗量做成與低於輪廓信號水平的信號水平有比例關係，因此可以達到單一方向或是調暗的對比度增強效果。在另一示範性實施例中，模塊具有對比度調暗表，此調暗查詢是根據DBC中的調暗指數而制定的，相同的調暗指數決定了在DBC中使用調色映射曲線。在此也公開了本發明的其它方面。以下以附圖對本發明的實施例作詳細的說明，其中圖1為根據本發明的局部對比度強化的示範性方塊圖。圖2a為用於說明根據本發明的局部對比度強化的範例圖像。圖2b為根據圖2a範例圖像的像素強度柱狀圖。圖3a為才艮據圖2a在色調映射後的範例圖像柱狀圖。圖3b為圖3a中色調映射所使用的色調映射曲線。圖4a為根據圖2a範例圖像使用不同調暗指數的色調映射後的柱狀圖。圖4b為圖4a中色調映射所使用的色調映射曲線。圖5a是顯示因為色調映射所產生的圖像損失的柱狀圖。圖5b是對應於圖5a的範例圖像。圖6a是顯示色調映射前的原始圖像信號。圖6b是顯示在沒有經過局部對比度強化的信號預處理的情況下，圖6a的圖像信號在色調映射後的圖像信號。圖7a顯示根據本發明的局部對比度強化的原始圖像信號。圖7b顯示色調映射後的圖7a的圖像信號。圖8為根據本發明的局部對比度強化的電路方塊圖。圖9a為根據本發明的實施例，說明在局部對比度強化中對比度調暗的應用。圖9b為對應於圖9a的對比度調暗的色調映射曲線以及對比度曲線。圖10a顯示傳統方法中對比度強化前後的圖像信號。圖10b顯示圖10a中相同的圖像信號經過本發明的對比度強化後的圖像信號。圖11a顯示了傳統方法中對比度強化後的圖像信號的過衝問題。圖llb顯示了圖lla中相同的圖像信號經過本發明的對比度強化後的圖像信號。圖12為說明在圖像信號上使用根據本發明的實施例局部對比度強化10方法的流程圖。具體實施例方式本發明將在這裡公開一種改進的圖像信號局部對比度的強化方法及裝置。在下面的描述中，多個特定細節，包括設置濾波器大小，圖像曲線，圖像統計柱狀圖，色調映射曲線，對比度曲線等等。然而，在本發明公開範圍內，本領域普通技術人員在不偏離本發明的範圍與精神的情況下，可以做出修改，包括增加和/或減少。在其它的情況下，可以省略一些細節，而不會使發明模糊。此外，本發明公開的內容可以使本領域普通技術人員在不進行試驗的情況下實施本發明的實施例。本發明涉及圖像數據的局部對比度強化的方法，以及相對應的硬體設計，上迷方法和硬體用於補償因為色調映射所造成的微細圖像對比度損失，尤其是用於在如液晶顯示的動態背光控制(DBC)系統中的應用。微細圖像對比度損失發生在圖像實施色調映射之後，其中高亮度區域的圖像細節變成飽和或是減弱，這樣會導致圖像質量下降。表1列出本發明所描述的變量。tableseeoriginaldocumentpage11圖1為根據本發明的實施例，在圖像信號上使用的局部對比度強化系統100的方塊圖。在一示範性實施例中，算法由五個主要的塊組成，包含一個復用器101，一個非線性FIR濾波器102,—個對比度調暗處理器103，一個對比度調暗表104,以及一個RGB調節單元105。局部對比度強化系統100的第一部分包括一個復用器101，以在像素圖像數據的RGB部分中選擇最大值當作代表圖像信號P，進一步處理來確定對比度強化所需的局部調節因子(PVP)。在另一示範性實施例中，色彩信號是YUV格式而不是RGB格式。在YUV格式的應用中，本發明將使用Y信號為代表圖像信號。局部對比度強化系統100的第二部分為局部對比度強化P，/P模塊110，其還包括一個非線性FIR濾波器發生器102，它可以根據圖像信號，利用二個加權總和濾波器的總和建立輪廓信號。這二個濾波器分別計算圖像信號的加權總和以及圖像信號的絕對變化的加權總和。此局部對比度強化P，/P^t塊IIO還包括一個處理器103，用以從原始圖像信號中減去條件調暗量，而計算施加調暗的圖像信號。該條件調暗量由圖像信號中提取的二個參數的乘積來表示。第一個參數為低於輪廓信號水平的圖像信號水平的量。第二個參數為在動態背光控制下，由調暗指數對應的查詢表104的映射值，該映射值用於補償圖像信號上的色調映射曲線的影響。在一示範性實施例中，當圖像信號水平高於輪廓水平時，一定狀況下的調暗量設定為零，以避免圖像邊緣的過衝問題。局部對比度強化系統100還包括一個RGB調節單元105，其中像素數據的RGB值由局部調節因子均勻地調節，而局部調節因子為調暗圖像信號與原始代表圖像信號的比率(P7P)。圖2a為根據本發明的局部對比度強化的範例圖像。該範例圖像包括在山201的上方的滿月202。圖2b顯示根據圖2a中範例圖像的像素強度柱狀圖210。山211的像素相對黑，分布於柱狀圖210中低輸入信號部分，而滿月212的像素相對亮，所以分布於柱狀圖210中高輸入信號部分。在液晶顯示的動態背光控制中，背光調暗以達到節省背光能量的效果，圖像信號值由色調映射調節以維持圖像亮度與對比度。圖3a為圖2a範例圖像在色調映射後的柱狀圖，圖3b為圖3a中色調映射所使用的示範性調映射曲線。圖3b中虛線為色調映射曲線300，其特徵可以參考由點虛垂直線301所區分的二個區域來解釋。一個是線性區域302，具有基本上為常數的斜率的色調映射曲線300。另一個為滾降區域303，具有斜率變化的色調映射曲線300，色調映射曲線300會隨圖像信號的亮度增加而降低。為了更省電，動態背光控制可以對背光進行更多的調暗，以延長滾降區域303。在滾降區域303中，圖像信號水平會被抑制至接近飽和水平304。與圖2b相比，調暗指數線310右邊的圖像像素在圖3a都已重新映射到左邊。圖4a為根據圖2a範例圖像，使用不同調暗指數的色調映射後的柱狀圖，圖4b為圖4a中色調映射所使用的色調映射曲線。如果調暗指數線410移到左邊，則會加大滾降區域，更多的像素會分布到柱狀圖的左邊。因為色調映射曲線400重新安排像素的亮度水平，所以圖像質量會下降。圖5a是顯示因為色調映射所產生的圖像損失的柱狀圖，圖5b是對應於圖5a的範例圖像的實施例。對應於柱狀圖的亮度區域502的月亮區域501的細節部分已經損失。圖6a顯示圖5b的範例圖像還沒色調映射前的原始圖像信號。為了說明，圖像信號600僅對應於圖5b的範例圖像的一部分，並且畫成一維的曲線。水平點虛線601劃分出線性區域602以及滾降區域603。圖6b顯示了在沒有經過局部對比度強化的信號預處理的情況下，圖6a的圖像信號在色調映射後的信號。在線性區域內的信號613低亮度部分幾乎沒有衰減，而滾降區域的上半部信號顯示出微細對比度信號611的減少，或者因為信號飽和而成為抑制信號612。圖7a顯示了實施根據本發明的局部對比度強化信號預處理的原始圖像信號實施例，圖7b顯示了色調映射後的圖7a的圖像信號。為在高亮度區域保留微細圖像對比度信號，在色調映射前，先在圖像信號上局部地應用局部對比度強化，以使微細圖像對比度可以在色調映射後重新獲得。圖7a的虛線702為圖像信號701的更新輸出信號，它顯示了實施例的局部對比度強化方法的調暗效應。在圖7b中，滾降區域的信號703保留圖像對比度，如此可以成功地避免圖像衰減以及信號抑制。13圖8為根據本發明的局部對比度強化的電路示範性方塊圖800。在一實施例中，原始圖像信號的代表圖像信號P801輸入至電路中。根據本發明的實施例，代表圖像信號P801是由復用器(在此未顯示)從像素資料的rgb部分中選擇最大的信號而得到。然後非線性fir濾波器802計算得到輪廓信號Pc803。根據本發明的實施例，把二個濾波器的輸出相加可以得到輪廓信號Pc803,也就是代表圖像信號P801的加權總和以及代表圖像信號P801絕對信號變化的加權總和。假設P(ii)是代表圖像信號在位置n,D(n)為位置n與n+l之間鄰近像素的P(n)801的絕對變化。則輪廓信號Pc(n)803可由表示式(3)計算得到屍c(")=y;f>2(,)￡("+,〕"—(3)其中2w+l為加權總和濾波器的大小；wl，w2為加權累計濾波器的加權係數，以及D(n)叫P(n+l)-P(n)l為代表圖像信號P(n)801的絕對信號變化。濾波器的窗口大小會影響強化效應的尖銳度，也就是說輪廓信號在窄窗口的情況下會更尖銳，反之亦然。當輪廓信號變得較尖銳的時候，會產生不好的視覺影響。但是如果窗口太寬，則對比度強化效果將會減低。同時太大的窗口會帶來眼睛可察的延展範圍上的圖像改變。在一實施例中，二個濾波器的加權係數是對稱的以避免非對稱的強化視覺效果。例如，加權係數是數學上把4,6,8,9，10，9，8,6，及4,除以等於64的總和(通過等於64的總和^L範化)。然後輪廓信號Pc803由加法器804減去代表圖像信號P801而得到封包對比度信號X805。如果X805大於零，則比較器806檢查封包對比度X805並指定X805為比較器輸出Y807為X805，否則比較器的輸出Y807設為零。同時，代表圖像信號P801用來參照儲存在查詢表808內的對比度值信息。此查詢表儲存多個對應到不同調暗指數的對比度曲線。通過輸入圖像信號或是代表圖像信號P801,調暗指數809，以及調整係數a，查詢表808會產生一個對比度值aC(P)810。此對比度值aC(P)通過乘法器811與Y807相乘。代表圖像信號P801由加法器8]2減去乘法器811的輸出而得到調暗圖像信號P，813。最後，除法器814計算顏色部分調節的比例P7P815。圖9a為根據本發明的實施例，說明在局部對比度強化中對比度調暗的應用，圖9b顯示對應於圖9a的色調映射曲線910以及對比度曲線920。為補償因為色調映射曲線910所造成的圖像損失，色調映射曲線910在滾降區域940的值P901以及Pc902會影響圖像的對比動態。為補償圖像細節損失，定義了一系列的對比度曲線C1、C2、C3920以補償對應的色調映射曲線Rl、R2、R3910,並且將此對應曲線儲存在查詢表裡。色調映射曲線910通常可以分成二部分線性區域930以及滾降區域940。在一示範性實施例中，對比度曲線920在色調映射曲線910的線性區域930設成零。當色調映射曲線910的斜率在滾降區域940中減少時，對比度曲線920則會上升。對比度曲線920是用以補償因為色調映射曲線910的下降所造成損失。當相對應的滾降曲線斜率下降時，補償曲線的斜率會增加。補償曲線與色調映射曲線的關係也與顯示面板的特性，人的視覺，以及圖像內容有關。在一實施例中，每一對比度曲線920由查詢表決定，此查詢表當做對比度調暗表，以及可以預先定義而實現在即時硬體中。根據本發明的實施例，補償由於色調映射曲線所造成的衰減是這樣完成的將代表圖像信號P904(沿實線曲線901的點)更新從而把圖像信號P'905逐一像素地調暗。與原始代表圖像信號P904的實線曲線901相比，調暗圖像信號P，905的虛線903的對比度或是局部信號變化是通過信號調暗而擴大或強化。在一示範性實施例中，調暗值P，905是根據下面的對比度調暗方程式而得到,—j7)-豐，-P)C(屍)如果Po屍其中C(P)為補償色調映射曲線所用的對比度調暗表，a為對比度效果程度的調整參數。參數a允許使用者在特定圖像根據個人需求而控制。在一示範性實施例中，a設成1以驅使對比度強化，而a設成O則會關掉對15比度強化。因此，調暗值P，905低於或者等於原始代表圖像信號P904。在信號P904中的局部對比度是根據計算信號波谷的下陷度而放大。圖10a顯示了傳統方法中對比度強化前後的圖像信號。實線1001表示示範性原始圖像信號。虛線1002表示強化輸出信號。在傳統的局部對比度強化中，由點線1003表示的低通信號通過加強(boosting)和調暗來強化圖像信號。然而，如果原始信號已經很接近系統的頂部水平，則強化信號中會發生圖像信號的抑制1004或是飽和。當在動態背光應用中使用色調映射，則會發生加強信號的額外抑制或飽和。圖10b顯示了圖10a圖像信號經過本發明的對比度強化後的圖像信號。根據本發明的實施例，圖像局部對比度信號1012僅會隨調暗而變大，如此可以避免抑制或飽和。在一實施例中，當輪廓信號1013的水平大於原始圖像信號1011時，輸出信號的波谷會有目的地降低以強化局部對比度。圖lla顯示了傳統方法中對比度強化後的圖像信號的過沖問題。此過沖問題存在於圖像信號的邊緣，而且當輪廓信號1101低於圖像信號1102時，此現象會常出現於GUI的圖像上。這樣會在強化對比度信號1103中產生不正常的亮光邊緣1104。圖llb顯示了圖lla圖像信號經過本發明的對比度強化後的圖像信號。在一示範性實施例中，為了解決亮光邊緣的問題，當輪廓信號1112水平低於圖像信號l]ll的水平時，調暗量設成零。方程式(4)可以完全消除過沖問題，其中當Pc〉P時，調暗量設成零。圖12為說明在圖像信號上施加根據本發明的實施例局部對比度強化方法的流程圖。此方法在色調映射應用上強化圖像質量，以及在決定步驟1201開始，決定圖像信號局部對比度強度的程度，以補償因為色調映射造成的衰減。在濾波步驟1202,根據多個鄰近像素的加權總和以及該多個鄰近像素的絕對信號變化的加權總和的相加，可以得到輪廓信號。在調暗步驟1203，將局部調暗施加於圖像信號的亮度水平，其中局部調暗與局部調暗對比度的增加形成比例關係，局部調暗也與該圖像信號與該輪廓信號的差異形成比例關係。在一實施例中，圖像信號內顏色部分中最強的信號當作主要代表圖像信號，與局部調暗一起應用。局部調暗然後產生調暗圖像信號，其中該局部調暗與該局部對比度的增加形成比例關係，以及該局部調暗也與該主要代表圖像信號與該輪廓信號的差異形成比例關係。在調節步驟1204,利用RGB調節處理按比例地調節圖像信號的顏色部分以維持像素的顏色特性。在一實施例中，使用代表值P以及它的調暗值P，修正RGB部分。也就是依據PVP比率，可以使用一個除法器以及三個乘法器調節每一個成分W'=/(/"/詞(F/屍)(5)除了RGB，圖像信號的顏色部分也可依據其它的顏色模式，如CMYK,HSV,HSL，YUV,以及YIQ。通過使用本發明的方法與裝置，可以低硬體成本達到保持圖像在高亮度區域的微細對比度細節。本發明的應用可達到大大節省用於動態背光控制系統的能源。雖然本發明已以實施例公開如上，然而其並非用以限定本發明，任何本領域普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可作出修改與變化，因此本發明的保護範圍以權利要求範圍為準。權利要求1.一種在圖像信號上局部對比度強化的方法，從而在動態背光控制系統的色調映射應用中提高圖像質量，包括決定圖像信號的局部對比度的增加程度，以補償色調映射導致的衰減；根據所述圖像信號的加權總和及所述圖像信號的絕對變化的加權總和而得到輪廓信號；以及如果所述輪廓信號大於所述圖像信號，則將局部調暗施加於所述圖像信號的亮度水平，其中所述局部調暗與所述局部對比度的增加程度成比例關係，並且與所述圖像信號與所述輪廓信號之間的差異成比例關係。2.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中所述得到輪廓信號的步驟還包括，把多個鄰近像素的加權總和以及所述多個鄰近像素絕對變化的加4又總和相加。3.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中還包括在所述圖像信號的顏色部分中選擇最強的信號，此最強的信號當作主要代表圖像信號以得到所述輪廓信號；當所述輪廓信號大於所述圖像信號時，則對所述主要代表圖像信號施加局部調暗以產生一個調暗圖像信號，其中所述局部調暗與所述局部對比度的增加程度成比例關係，並且與所述主要代表圖像信號與所述輪廓信號之間的差異成比例關係；以及利用所述調暗圖像信號與所述主要代表圖像信號的比率，調節所述主要代表圖像信號的顏色部分，以獲得所述圖像信號的局部對比度強化。4.如權利要求3所述的局部對比度強化的方法，其中圖像信號的顏色部分是根據從下述的顏色群組中選擇的顏色才莫塊而決定，顏色群包括RGB，CMYK,HSV，HSL,YUV,以及YIQ。5.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中所述局部對比度強化應用在LCD的在動態背光控制以最小化信號衰減或是信號飽和。6.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中所述得到輪廓信號的步驟包括計算么以作為所述輪廓信號；其中P(n)為位置n的圖像信號；D(n)為位置n以及位置n+l之間的鄰近像素的絕對變化值，並且可表示成D(nHP(n+l)-P(n)l;2w+l分別為加權總和濾波器的大小；以及Wi,w2為力口4又總和濾波器各自的力"又係數。7.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中所述將局部調暗施加的步驟包括，當Pc大於P時，則把P一"(A'-P^("當作調暗圖像信號；否則，將所述調暗圖像信號決定為P;其中P是圖像信號；Pc是圖像信號的輪廓信號；C(P)為對P的對比度調暗，以補償色調映射；以及a為對比度效果程度。8.如權利要求1所述的局部對比度強化的方法，其中所述調節顏色部分的步驟包括計算,^(^");其中I為顏色部分；I，為I調節後的顏色部分；P是圖像信號；P'為P的調暗圖像信號。9.一種局部對比度強化圖像信號的裝置，以在動態背光控制系統的色調映射應用中提高圖像質量，包括第一濾波器，在一個圖像中產生多個鄰近像素的圖像信號加權總和；第二濾波器，在多個鄰近像素上產生所迷圖像信號的絕對變化加權總和；加法器，把所述第一濾波器以及所述第二濾波器的輸出相加，以建立一個輪廓信號；處理器，當所述輪廓信號大於所述圖像信號時，則對所述圖像信號的亮度水平提供局部調暗，其中所述局部調暗與所述局部對比度的增加程度成比例關係，並且與所述圖像信號與所述輪廓信號之間的差異成比例關係。10.如權利要求9所述的局部對比度強化的裝置，其中還包括復用器，在圖像信號的顏色部分中選擇最強的信號作為主要代表圖像信號；處理器，如果所述輪廓信號大於所述圖像信號，則對所述主要代表圖像信號施加局部調暗，以產生一個調暗圖像信號，其中所述局部調暗與所述局部對比度的優選增加程度成比例關係，並且與所述主要代表圖像信號與所述輪廓信號之間的差異成比例關係；以及乘法器，利用所述調暗的圖像信號與所述主要代表圖像信號圖像信號的比率，調節所述主要代表圖像信號的顏色部分，以得到所述圖像信號的局部對比度強化。11.如權利要求10所述的局部對比度強化的裝置，其中還包括一查詢表，才艮據所述圖像信號的水平儲存局部對比度的優選增加程度；其中所述局部對比度的優選增加程度補償色調映射導致的衰減。12.如權利要求10所述的局部對比度強化的裝置，其中還包括多個查詢表，這些查詢表對應於在LCD應用上動態背光控制的不同水平。13.如權利要求9所述的局部對比度強化的裝置，其中所述第一濾波悉計算,S;所述第二濾波器計算,—w';所述加法器計算formulaseeoriginaldocumentpage4'S作為所述輪廓信號；其中P(n)為位置n的圖像信號；D(n)為位置n以及位置n+l之間的鄰近像素絕對變化值，並可以表示成D(n)叫P(n+l)-P(n)l;2w+l為所述第一濾波器及所述第二濾波器的大小；以及w!為所迷第一濾波器的加權係數；以及w2為所述第二濾波器的加權係數。14.如權利要求9所述的局部對比度強化的裝置，其中當Pc大於P時，所述處理器計算formulaseeoriginaldocumentpage5為調暗圖像信號；否則，決定所述調暗圖像信號為P;其中P是圖像信號；Pc是圖像信號的輪廓信號；C(P)為對P的對比度調暗以補償色調映射；a為對比度效果程度。15.如權利要求9所述的局部對比度強化的裝置，其中所述乘法器計算formulaseeoriginaldocumentpage5其中I為顏色部分；r為I的調節後的顏色部分；P是圖像信號；P'為P的調暗圖像信號。全文摘要本發明公開了一種提高圖像的對比度的方法與裝置。上述方法對圖像中微細對比度的變化施加局部調暗，對色調映射應用中尤其有好處。調暗量是由提高圖像對比度(810)的優選程度決定的，包括對後續色調映射的補償，以及假如信號輪廓水平大於原始圖像信號水平，包括輪廓信號(803)與圖像信號(801)的差異，以避免通過提高亮度而得到對比度強化。通過計算圖像信號和絕對信號變化的加權總和而得到輪廓信號(803)，上述絕對信號變化是二個鄰近像素亮度之間的變化的絕對值。當輪廓信號(803)低於原始圖像信號(801)時，調暗量減低為零，以避免圖像邊緣的過衝問題。使用均勻RGB調節可以維持原始顏色色調。文檔編號G09G3/34GK101685605SQ200910151949公開日2010年3月31日申請日期2009年7月6日優先權日2008年9月22日發明者蔡偉柏,陳永志,黎惠恩申請人:晶門科技有限公司