提高圖像可讀性的電子裝置及其方法
2023-06-05 16:55:11
提高圖像可讀性的電子裝置及其方法
【專利摘要】一種電子裝置包括：光感測器、演算引擎、調整引擎以及顯示器。光感測器用以檢測電子裝置的周圍亮度。演算引擎耦接至光感測器，用以根據周圍亮度來決定至少一調整函數。調整引擎耦接至演算引擎，用以根據至少一調整函數來調整圖像的每一像素的亮度分量，藉以提高該圖像的亮度和/或對比度。顯示器耦接至調整引擎，用以顯示調整後的圖像。
【專利說明】提高圖像可讀性的電子裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關於一種電子裝置所顯示的圖像，且特別是有關於一種提高圖像可讀性的電子裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]以智能型手機或平板計算機等移動電子裝置而言，顯示畫面是主要元件。因此，改善圖像的質量是顯示器產業致力發展的主要項目之一。
[0003]然而，當處於戶外且特別是有陽光的環境下，由於顯示器受到本身亮度的限制，容易造成圖像的淡化而限制了移動電子裝置的用途。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種可在明亮的環境下提高圖像可讀性的電子裝置及其方法。
[0005]本發明提出一種電子裝置，包括光感測器、演算引擎、調整引擎以及顯示器。光感測器用以檢測電子裝置的周圍亮度。演算引擎耦接至光感測器，用以根據周圍亮度來決定至少一調整函數。調整引擎耦接至演算引擎，用以根據至少一調整函數來調整圖像的每一像素的亮度分量，藉以提高該圖像的亮度和/或對比度。顯示器耦接至調整引擎，用以顯示調整後的圖像。
[0006]本發明提出一種提高圖像可讀性的方法，此方法包括:根據電子裝置的光感測器來檢測電子裝置的周圍亮度；根據周圍亮度來決定至少一調整函數；根據至少一調整函數來調整圖像的每一像素的亮度分量，藉以提高圖像的亮度和/或對比度；於電子裝置上顯示調整後的圖像。
[0007]為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1繪示依據本發明的一實施例的電子裝置的示意圖。
[0009]圖2繪示依據本發明的一實施例的一種提高圖像可讀性的方法流程圖。
[0010]圖3繪示依據本發明的另一實施例的電子裝置的示意圖。
[0011]圖4繪示依據本發明的另一實施例的一種提高圖像可讀性的方法流程圖。
[0012]圖5繪示依據本發明的一實施例的圖像的分布圖。
[0013]圖6繪示依據本發明的一實施例的調整函數的曲線示意圖。
[0014]圖7繪示依據本發明的一實施例的圖像的分布圖。
[0015]圖8繪示依據本發明的一實施例的調整前的圖像的分布圖以及調整後的圖像的分布圖。
[0016]圖9繪示依據本發明的一實施例的調整函數的曲線示意圖。
[0017]圖10繪示依據本發明的一實施例的圖像的分布圖。[0018]圖11繪示依據本發明的一實施例中針對一圖像所採用的一些調整函數的曲線示意圖。
[0019][標號說明]
[0020]100、300:電子裝置120:光感測器
[0021]130:分布圖引擎140:演算引擎
[0022]160:調整引擎180:顯示器
[0023]210~240:提高圖像可讀性的方法流程510、520:兩個部分
[0024]610、620、920、1110、1120、1130:調整函數的曲線
[0025]710、720:兩個部分810、820、1010:分布圖
[0026]1021 ~1023:組別
【具體實施方式】
[0027]本發明的部分實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件標號將視為相同或相似的元件。
[0028]圖1繪示依據本發明的一實施例的電子裝置100的示意圖。電子裝置100包括光感測器120、演算引擎140、調整引擎160以及顯示器180，其中演算引擎140耦接至光感測器120，調整引擎160耦接至演算引擎140，顯示器180耦接至調整引擎160。圖2繪示依據本發明的一實施例的一種提高圖像可讀性的方法流程圖。圖2的方法可以電子裝置100來實現。
[0029]首先，於步驟210中，光感測器120檢測電子裝置100的周圍亮度。接著，於步驟220中，演算引擎140根據周圍亮度來決定至少一調整函數。於步驟230中，調整引擎160根據上述至少一調整函數來調整圖像中的每一像素的亮度分量，藉以提高圖像的亮度及/或對比度。在此，上述圖像可以是電子裝置100的靜態圖片、動態視頻的畫面或是圖形使用者界面(graphical user interface,⑶I)。調整引擎160即可將圖像中的每一像素的亮度分量代入調整函數以取代原本每一像素的亮度分量，並且將此調整函數輸出。最後，於步驟240中，顯示器180顯示已由調整引擎160調整後的圖像。
[0030]演算引擎140可藉由光感測器120的輸出結果得知周圍環境的亮度強度，因此光感測器120可視為調整圖像的板機(trigger)。舉例而言，當周圍亮度低於一個預設強度時，演算引擎140會輸出一個閒置調整函數至調整引擎160。閒置調整函數在此定義為一個輸入值等於輸出值的函數，也就是說調整引擎160不需要執行任何的調整。換句話說，對於圖像的任一像素A而言，La』等於La，其中La表示像素A在調整前的亮度分量，而La』表示像素A在調整後的亮度分量。
[0031]當周圍亮度大於或等於上述預設強度時，演算引擎140會輸出至少一非閒置函數至調整引擎160，以提高圖像的亮度和/或對比度。演算引擎140可以僅決定一個調整函數至調整引擎160，使調整引擎160可以根據此調整函數來調整圖像的所有像素。另一方面，演算引擎140亦可以決定多個調整函數至調整引擎160，使調整引擎可以根據這些調整函數其中之一來調整圖像的所有像素。
[0032]調整引擎160僅針對 每一像素的亮度分量進行調整。例如當圖像以YCbCr等具有亮度分量的色域(color space)呈現時，調整引擎160可直接對圖像中的每一像素進行調整。例如當圖像以RGB等不具有亮度分量的色域呈現時，對於圖像的每一像素，調整引擎160可先將該像素自原有的色域轉換成具有亮度分量的色域，根據演算引擎140所決定的至少一調整函數來調整該像素的亮度分量，再將該像素轉換回原有的色域。
[0033]演算引擎140可以查詢表的形式提供每一上述調整函數至調整引擎160，其中調整引擎160是以查詢表的形式使用每一上述調整函數。
[0034]圖3繪示依據本發明的一實施例的電子裝置300的示意圖。電子裝置300包括光感測器120、分布圖引擎130、演算引擎140、調整引擎160以及顯示器180，其中調整引擎160耦接至顯示器180，演算引擎140耦接至光感測器120、分布圖引擎130以及調整引擎160。在此，光感測器120、調整引擎160以及顯示器180與電子裝置100內相同標號的元件相同。圖4繪示依據本發明的一實施例的一種提高圖像可讀性的方法流程圖。圖4的方法可以電子裝置300來實現。圖4中的步驟210、230以及240與圖2中相同標號的步驟相同。於步驟215中，分布圖引擎130產生圖像的每一像素的亮度分量的分布圖(histogram)。於步驟225中，演算引擎140根據分布圖引擎130所產生的分布圖以及光感測器120所檢測的周圍亮度來決定至少一調整函數。
[0035]演算引擎140可根據分布圖分別針對多個類型其中的每一類型決定不同的調整函數，並根據分布圖將圖像分類至上述類型其中之一。調整引擎160可根據圖像的類型所對應的調整函數來對圖像的所有像素進行調整。
[0036]以下將針對黑白文字以及彩圖兩種類型的圖像進行說明。圖5繪示依據本發明的一實施例的黑白文字類型的圖像的分布圖。其中，分布圖的橫軸代表圖像的像素的亮度分量的數值，而分布圖的縱軸代表每一亮度值的像素數量。圖5的圖像的分布圖可包括兩個部分510以及520，其中510的部分代表黑色文字的分布圖，而520的部分代表白色背景的分布圖。
[0037]圖6繪示本實施例所採用的調整函數的曲線示意圖。其中，曲線610即為前述的閒置調整函數，也就是其輸入值等於其輸出值；曲線620為本實施例的演算引擎140所決定且被調整引擎160所採用的調整函數。圖6中的橫軸代表圖像的像素的亮度分量尚未經過調整引擎160調整的數值，而圖6中的縱軸代表圖像的像素的亮度分量已經過調整引擎160調整後的數值。
[0038]如圖6所示，對應於黑白文字類型的調整函數620抑制住較暗的像素的亮度分量而提升較亮的像素的亮度分量。也就是說，調整函數620提高了此圖像的對比度。圖7繪示圖像已經過調整引擎160調整後的分布圖。其中，710以及720兩部分的間隔大於510以及520兩部分的間隔，也就是說在經過調整後，圖像的對比度也因而改善。因此，此圖像在明亮的環境下具有較高的可讀性。
[0039]以下再舉一例。圖8繪示依據本發明的一實施例的調整前的彩圖類型的圖像的分布圖810以及同一圖像在調整後的分布圖820。圖9繪示本實施例中演算引擎140所決定且被調整引擎160所採用的調整函數的曲線920示意圖。相較於閒置調整函數610，對應於彩圖類型的調整函數920提高了此圖像的像素的亮度分量。因此，此圖像在明亮的環境下具有較高的可讀性。
[0040]在本發明的一實施例中，演算引擎140可根據圖像的分布圖將圖像的像素分成多個不同組別，並且針對每一組別決定不同的調整函數。對於每一組別，調整引擎160可根據該組別所對應的調整函數以調整該組別的所有像素。
[0041]舉例而言，圖10繪示依據本發明的一實施例的圖像的分布圖1010。演算引擎140可將圖像的像素分為三個組別1021-1023，其中組別1021包括最暗的像素，組別1023包括最亮的像素，而組別1022包括中等亮度的像素。演算引擎140可決定三個不同的調整函數，並且調整引擎160將每一調整函數分別用於組別1021-1023其中之一。相較於對應於最暗的像素的調整函數，對應於最暗的像素的調整函數可提供更多的調整。基於此，調整引擎160可在明亮的環境下，藉由提高圖像中暗區的亮度而提高圖像的可讀性。
[0042]在本發明的一實施例中，演算引擎140可提供一個或多個調整函數，相較於圖像的較亮的像素，圖像的較暗的像素得以獲得更多的調整。也就是說，對於圖像中的任何兩個像素A以及B而言，當La小於Lb時，|La』-La|大於或等於|LB』-LB|，其中Μ表示絕對值的運算，La表示像素A在調整前的亮度分量，L/表示像素A在調整後的亮度分量，Lb表示像素B在調整前的亮度分量，而Lb』表示像素B在調整後的亮度分量。
[0043]在本發明的一實施例中，演算引擎140可根據光感測器120所檢測的周圍環境的亮度來提供一個或多個調整函數，使得對於圖像中的任一像素A而言，L； -La|會與周圍亮度的強度成正比。其中，I I代表絕對值的運算，La表示像素A在調整前的亮度分量，La』表示像素A在調整後的亮度分量。也就是說，當周圍環境越亮，圖像的像素會獲得越多的調難
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[0044]舉例而言，圖11繪示依據本發明的一實施例中演算引擎140針對一個圖像所決定的三個調整函數的曲線1110、1120以及1130示意圖。當周圍亮度為預設強度LI時，調整引擎160可採用調整函數1110以調整圖像的像素的亮度分量。當周圍亮度增加至高於LI的另一預設強度L2時，調整引擎160可採用調整函數1120以調整圖像的像素的亮度分量。當周圍亮度增加至高於L2的另一預設強度L3時，調整引擎160可採用調整函數1130以調整圖像的像素的亮度分量。
[0045]前述的實施例提供本發明一些基本的例子，然而其並非用以限定本發明。由於在圖像處理的領域中，已存在許多可提升圖像亮度和/或對比度的技術，演算引擎140可根據圖像處理的領域中任一現有的技術或其組合來提供至少一調整函數給調整引擎160。
[0046]綜上所述，本發明結合光感測器以及圖像強化，在例如戶外的明亮環境中，得以改善電子裝置所顯示的圖像的可讀性。
[0047]雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視所附的權利要求範圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種電子裝置，包括: 一光感測器，用以檢測該電子裝置的一周圍亮度； 一演算引擎，耦接至該光感測器，用以根據該周圍亮度來決定至少一調整函數； 一調整引擎，耦接至該演算引擎，用以根據該至少一調整函數來調整一圖像的每一像素的亮度分量，藉以提高該圖像的亮度和/或對比度；以及 一顯示器，耦接至該調整引擎，用以顯示調整後的該圖像。
2.根據權利要求1所述的電子裝置，其中對於該圖像的任何兩個像素A以及B而言，當La小於Lb時，|La』-La|大於或等於|LB』-Lb I，其中||表示絕對值的運算，La表示該像素A在調整前的亮度分量，L/表示該像素A在調整後的亮度分量，Lb表示該像素B在調整前的亮度分量，Lb』表示該像素B在調整後的亮度分量。
3.根據權利要求1所述的電子裝置，其中對於該圖像的任一像素A而言，當該周圍亮度低於一預設強度時，L/等於La，其中La表示該像素A在調整前的亮度分量，La』表示該像素A在調整後的亮度分量。
4.根據權利要求1所述的電子裝置，其中對於該圖像的任一像素A而言，|La』-La|與該周圍亮度的強度成正比，其中I I表示絕對值的運算，La表示像素A在調整前的亮度分量，L/表示像素A在調整後的亮度分量。
5.根據權利要求1所述的電子裝置，還包括: 一分布圖引擎，耦接至該演算引擎，用以產生該圖像的該些像素的亮度分量的一分布圖，其中該演算引擎根據該分布圖以及該周圍亮度來決定該至少一調整函數。
6.根據權利要求5所述的電子裝置，其中該演算引擎根據該分布圖將該圖像的該些像素分成多個組別，並且分別針對每一上述組別決定不同的一調整函數，對於每一上述組別，該調整引擎根據該組別所對應的該調整函數以調整該組別的所有該些像素。
7.根據權利要求5所述的電子裝置，其中該演算引擎分別針對多個類型其中的每一類型決定不同的一調整函數，並且根據該分布圖將該圖像分類至該些類型其中之一，該調整引擎根據該圖像的該類型所對應的該調整函數以調整該圖像的所有該些像素。
8.根據權利要求1所述的電子裝置，其中對於該圖像的每一上述像素而言，該調整引擎將該像素自一第一色域轉換至一第二色域，並且根據該至少一函數調整該像素的亮度分量，再將該像素轉換回該第一色域，其中該第一色域不具有亮度分量，該第二色域具有亮度分量。
9.根據權利要求1所述的電子裝置，其中該演算引擎以一查詢表的形式提供每一上述調整函數至該調整引擎。
10.一種可提高一圖像的可讀性的方法，包括: 根據一電子裝置的一光感測器來檢測該電子裝置的一周圍亮度； 根據該周圍亮度來決定至少一調整函數； 根據該至少一調整函數來調整該圖像的每一像素的亮度分量，藉以提高該圖像的亮度和/或對比度；以及 於該電子裝置上顯示調整後的該圖像。
11.根據權利要求10所述的方法，其中調整該圖像的每一上述像素的亮度分量的步驟包括:決定多個調整函數；以及 根據該些調整函數其中之一來調整該圖像的每一上述像素。
12.根據權利要求10所述的方法，其中對於該圖像的任何兩個像素A以及B而言，當La小於Lb時，L；-La大於或等於I LB』-Lb I，其中I I表示絕對值的運算，La表示該像素A在調整前的亮度分量，L/表示該像素A在調整後的亮度分量，Lb表示該像素B在調整前的亮度分量，Lb』表示該像素B在調整後的亮度分量。
13.根據權利要求10所述的方法，其中對於該圖像的任一像素A而言，當該周圍亮度低於一預設強度時，L/等於La，其中La表示該像素A在調整前的亮度分量，La』表示該像素A在調整後的亮度分量。
14.根據權利要求10所述的方法，其中對於該圖像的任一像素A而言，|La』-La|與該周圍亮度的強度成正比，其中I I表示絕對值的運算，La表示該像素A在調整前的亮度分量，L/表示該像素A在調整後的亮度分量。
15.根據權利要求10所述的方法，其中決定該至少一調整函數的步驟包括: 產生該圖像的該些像素的亮度分量的一分布圖；以及 根據該分布圖以及該周圍亮度來決定該至少一調整函數。
16.根據權利要求15所述的方法，還包括: 根據該分布圖將該圖像的該些像素分成多個組別； 分別針對每一上述組別決定不同的一調整函數；以及 對於每一上述組別，根據該組別所對應的該調整函數以調整該組別的所有該些像素。
17.根據權利要求15所述的方法，還包括: 分別針對多個類型其中的每一類型決定不同的一調整函數； 根據該分布圖將該圖像分類至該些類型其中之一；以及 根據該圖像的該類型所對應的該調整函數以調整該圖像的所有該些像素。
18.根據權利要求10所述的方法，其中對於該圖像的每一上述像素而言，調整該圖像的每一上述像素的亮度分量的步驟包括: 將該像素自一第一色域轉換至一第二色域； 根據該至少一函數調整該像素的亮度分量；以及 將該像素轉換回該第一色域，其中該第一色域不具有亮度分量，該第二色域具有亮度分量。
19.根據權利要求10所述的方法，其中每一上述調整函數是以一查詢表的形式被使用。
【文檔編號】G09G5/10GK103810985SQ201310074692
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年3月8日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】蘇文嶽, 曾緒祥, 陳國鋒 申請人:宏達國際電子股份有限公司