一種環境光自適應圖像顯示方法
2023-06-01 05:10:21 1
專利名稱：一種環境光自適應圖像顯示方法
技術領域：
本發明涉及圖像顯示領域，主要涉及一種環境光自適應圖像顯示方法。
背景技術：
一些人眼視覺原理和一些觀測實驗表明1、人眼觀測圖像，當圖像的亮度與環境的亮度匹配時，人眼將有較為舒適的感覺，並能夠長時間觀測欣賞。這裡的亮度包括黑場亮度和白場亮度。
2、雖然每個人都有自己喜歡的不同的色溫，但這種感覺隨著環境光的色溫不同而有不同，使圖像顯示的色溫跟隨環境光的色溫變化可以更好地滿足個人對色溫的喜愛。
3、根據實驗測試，人眼喜愛的色溫在亮的環境光的環境下比暗的環境光下更傾向於較高的色溫。
根據實驗，當圖像顯示周圍的光環境發生亮度和色度的變化時，人眼對圖像顯示會有靈敏度、舒適度的變化，在較高的環境光下，視覺對圖像的飽和度感受會降低，圖像不如原來那麼鮮豔，根據環境光的特徵設定圖像顯示參數可以降低環境光對人眼觀測圖像不好的影響(如降低靈敏度、舒適度)或者增加好的影響(如增加敏感度、舒適度)。
發明內容
本發明提供的一種環境光自適應圖像顯示方法，解決了環境光對人眼觀測圖像的影響的問題，能使圖像顯示根據環境光的變化而調整顯示參數，使得適合人眼觀看或觀測。
為了達到上述目的，本發明提供了一種環境光自適應圖像顯示方法，其包含以下步驟步驟1、初始化視頻序列參數漸進的光照度，ALLuxProgressive＝0；
當前圖像像素亮度和，ValueSum＝0；RGB Gamma映射表，RGBGammaTable[j][i]；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++)RGBGammaTable[j][i]＝i；For為循環語句；步驟2、輸入一幀RGB視頻信號或圖像信號；步驟3、當輸入一幀信號時，對環境光照度和紅外比進行採樣環境光照度使用專門的光敏感器件進行測量得到，單位為Lux；為了控制環境光的照度的跳變引起圖像顯示的跳變，使用漸進的光照度ALLuxProgressive代替測量的光照度；假設測量的光照度為ALLux，則每次ALLuxProgressive只改變一個固定步長ALLuxProgressiveStep如果(ALLuxProgressive＞ALLux)，則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive-ALLuxProgressiveStep；否則如果(ALLuxProgressive＜ALLux)，則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive+ALLuxProgressiveStep；所述的環境光照度漸進使用步長ALLuxProgressiveStep的值域為
；環境光紅外比ALIR為環境光在一定的光通量內紅外光成分佔總成份的比，紅外比可以由專門的紅外光敏器件和普通的光敏器件進行測量並比對數值得到，通常是近似值；紅外比在較大程度上與環境光的色溫相關，通常色溫越低，紅外比越高；步驟4、計算視頻圖像的平均亮度ValueAver＝ValueSum/(M*N)其中，M是輸入圖像的水平像素數，N是輸入圖像的垂直像素數；步驟5、計算圖像的新亮度值，得到絕對亮度BR；亮度Brightness；黑電平BlackLevelk_br＝(P_ValueCut-ValueAver)/P_ValueCut；BR＝P_K_Brightness*k_br*0.331*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_BrightnessBound；
其中，P_ValueCut為平均亮度移動值域，值域為
，P_K_Brightness為亮度提升控制因子，值域為
，P_LuxBound為個人控制邊界條件-照度，值域為
，P_BrightnessBound為個人控制邊界條件-亮度，值域為[-20，128]；如果BR＞0，則令Brightness＝BR；BlackLevel＝0；否則，令Brightness＝0；BlackLevel＝-BR；步驟6、計算新的對比度，輸出對比度Contrast和對比度超過限度COverLimitContrast＝P_K_Contrast*0.0029*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_ContrastBound；其中，P_K_Contrast為對比度提升控制因子，值域為
，P_ContrastBound為個人控制邊界條件-對比度，值域為
，P_K_OverLimit為對比度過限提升控制因子，值域為
；計算最大對比度相對斜率Cmax＝(255-BR)/255；如果Contrast＞Cmax，則COverLimit＝P_K_OverLimit*(Contrast-Cmax)；Contrast＝Cmax；步驟7、矯正亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義參數x，x1，x2；逐一對映射表中的數值進行矯正For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){x＝RGBGammaTable[j][i]；x1＝(x-BlackLevel)*Contrast+Brightness；x2＝x1*(255+(255-x1)*COverLimit)/255；RGBGammaTable[j][i]＝x2；}
步驟8、處理新的色溫ColorTemperatureColorTemperature＝P_K_CTLux*36.7*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_K_CTIR*2915*(ALIR-P_IRBound)+P_CTBound；其中，P_K_CTLux為色溫-照度控制因子，值域為
，P_K_CTIR為色溫-紅外比控制因子，值域為
，P_IRBound為個人控制邊界條件-紅外比，值域為
，P_CTBound為個人控制邊界條件-色溫，值域為[5000，9950]；將計算得到的色溫控制在5000攝氏度和10000攝氏度之間如果ColorTemperature＜5000，則令ColorTemperature＝5000；否則如果ColorTemperature＞9950，則令ColorTemperature＝9950；步驟9、矯正色溫相關的亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義整數CTIndex＝(ColorTemperature-5000)/50；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){RGBGammaTable[j][i]＝RGBGammaTable[j][i]*P_CTTable[CTIndex][j]；}其中，P_CTTable為預測量的色溫校正曲線參數表，定義為P_CTTable[100][3]，其值域為
；步驟10、計算色彩提升幅度SatuEn，控制飽和度的變化SatuEn＝P_K_SatuEn*0.01*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)；如果SatuEn＞0.25，則令SatuEn＝0.25；其中，P_K_SatuEn為飽和度提升控制因子，值域為
；步驟11、使用RGBGamma映射表進行RGB信號映射Rout＝RGBGammaTable
[R]；Gout＝RGBGammaTable[1][G]；Bout＝RGBGammaTable[2][B]；R、G、B為輸入，Rout、Gout、Bout為映射輸出步驟12、在HSV空間提升顏色飽和度先將像素RGB信號轉換成HSV信號(h，s，v)，對其中的s信號進行修正s_updated＝s+SatuEn*s*(1-s)；再將(h，s_updated，v)轉換回RGB信號；最後輸出RGB信號。
本發明提供的一種環境光自適應圖像顯示方法，解決了環境光對人眼觀測圖像的影響的問題，能使圖像顯示根據環境光的變化而調整顯示參數，特別通過調整飽和度，使得適合人眼觀看或觀測。
圖1是本發明提供的一種環境光自適應圖像顯示方法的流程圖。
具體實施例方式
以下根據圖1具體說明本發明的一種較佳實施方式如圖1所示，本發明提供了一種環境光自適應圖像顯示方法，其包含以下步驟步驟1、初始化視頻序列參數漸進的光照度，ALLuxProgressive＝0；當前圖像像素亮度和，ValueSum＝0；RGB Gamma映射表，RGBGammaTable[j][i]；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++)RGBGammaTable[j][i]＝i；For為循環語句；步驟2、輸入一幀RGB視頻信號或圖像信號；步驟3、當輸入一幀信號時，對環境光照度和紅外比進行採樣環境光照度使用專門的光敏感器件進行測量得到，單位為Lux；為了控制環境光的照度的跳變引起圖像顯示的跳變，使用漸進的光照度ALLuxProgressive代替測量的光照度；假設測量的光照度為ALLux，則每次ALLuxProgressive只改變一個固定步長ALLuxProgressiveStep如果(ALLuxProgressive＞ALLux)，
則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive-ALLuxProgressiveStep；否則如果(ALLuxProgressive＜ALLux)，則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive+ALLuxProgressiveStep；所述的環境光照度漸進使用步長ALLuxProgressiveStep的取值為2；環境光紅外比ALIR為環境光在一定的光通量內紅外光成分佔總成份的比，紅外比可以由專門的紅外光敏器件和普通的光敏器件進行測量並比對數值得到，通常是近似值；紅外比在較大程度上與環境光的色溫相關，通常色溫越低，紅外比越高；步驟4、計算視頻圖像的平均亮度ValueAver＝ValueSum/(M*N)其中，M是輸入圖像的水平像素數，N是輸入圖像的垂直像素數；步驟5、計算圖像的新亮度值，得到絕對亮度BR；亮度Brightness；黑電平BlackLevelk_br＝(P_ValueCut-ValueAver)/P_ValueCut；BR＝P_K_Brightness*k_br*0.331*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_BrightnessBound；其中，P_ValueCut為平均亮度移動值域，取值為192，P_K_Brightness為亮度提升控制因子，取值為1，P_LuxBound為個人控制邊界條件-照度，取值為0，P_BrightnessBound為個人控制邊界條件-亮度，取值為20；如果BR＞0，則令Brightness＝BR；BlackLevel＝0；否則，令Brightness＝0；BlackLevel＝-BR；步驟6、計算新的對比度，輸出對比度Contrast和對比度超過限度COverLimitContrast＝P_K_Contrast*0.0029*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_ContrastBound；其中，P_K_Contrast為對比度提升控制因子，取值為1，P_ContrastBound為個人控制邊界條件-對比度，取值為0.9，P_K_OverLimit為對比度過限提升控制因子，取值為1；
計算最大對比度相對斜率Cmax＝(255-BR)/255；如果Contrast＞Cmax，則COverLimit＝P_K_OverLimit*(Contrast-Cmax)；Contrast＝Cmax；步驟7、矯正亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義參數x，x1，x2；逐一對映射表中的數值進行矯正For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){x＝RGBGammaTable[j][i]；x1＝(x-BlackLevel)*Contrast+Brightness；x2＝x1*(255+(255-x1)*COverLimit)/255；RGBGammaTable[j][i]＝x2；}步驟8、處理新的色溫ColorTemperatureColorTemperature＝P_K_CTLux*36.7*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_K_CTIR*2915*(ALIR-P_IRBound)+P_CTBound；其中，P_K_CTLux為色溫-照度控制因子，取值為1，P_K_CTIR為色溫-紅外比控制因子，取值為1，P_IRBound為個人控制邊界條件-紅外比，取值為0.4，P_CTBound為個人控制邊界條件-色溫，取值為5500；將計算得到的色溫控制在5000攝氏度和10000攝氏度之間如果ColorTemperature＜5000，則令ColorTemperature＝5000；否則如果ColorTemperature＞9950，則令ColorTemperature＝9950；步驟9、矯正色溫相關的亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義整數CTIndex＝(ColorTemperature-5000)/50；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){RGBGammaTable[j][i]＝RGBGammaTable[j][i]*P_CTTable[CTIndex][j]；
}其中，P_CTTable為預測量的色溫校正曲線參數表，定義為P_CTTable[100][3]，取值為1；步驟10、計算色彩提升幅度SatuEn，控制飽和度的變化SatuEn＝P_K_SatuEn*0.01*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)；如果SatuEn＞0.25，則令SatuEn＝0.25；其中，P_K_SatuEn為飽和度提升控制因子，取值為1；步驟11、使用RGBGamma映射表進行RGB信號映射Rout＝RGBGammaTable
[R]；Gout＝RGBGammaTable[1][G]；Bout＝RGBGammaTable[2][B]；R、G、B為輸入，Rout、Gout、Bout為映射輸出步驟12、在HSV空間提升顏色飽和度先將像素RGB信號轉換成HSV信號(h，s，v)，對其中的s信號進行修正s_updated＝s+SatuEn*s*(1-s)；再將(h，s updated，v)轉換回RGB信號；最後輸出RGB信號。
本發明提供的一種環境光自適應圖像顯示方法，解決了環境光對人眼觀測圖像的影響的問題，能使圖像顯示根據環境光的變化而調整顯示參數，特別通過調整飽和度，使得適合人眼觀看或觀測。
權利要求
1.一種環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，包含以下步驟步驟1、初始化視頻序列參數漸進的光照度，ALLuxProgressive＝0；當前圖像像素亮度和，ValueSum＝0；RGB Gamma映射表，RGBGammaTable[j][i]；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++)RGBGammaTable[j][i]＝i；For為循環語句；步驟2、輸入一幀RGB視頻信號或圖像信號；步驟3、當輸入一幀信號時，對環境光照度和紅外比ALIR進行採樣假設測量的光照度為ALLux，則每次ALLuxProgressive只改變一個固定步長ALLuxProgressiveStep如果(ALLuxProgressive＞ALLux)，則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive-ALLuxProgressiveStep；否則如果(ALLuxProgressive＜ALLux)，則ALLuxProgressive＝ALLuxProgressive+ALLuxProgressiveStep；紅外比ALIR為環境光在一定的光通量內紅外光成分佔總成份的比；步驟4、計算視頻圖像的平均亮度ValueAver＝ValueSum/(M*N)其中，M是輸入圖像的水平像素數，N是輸入圖像的垂直像素數；步驟5、計算圖像的新亮度值，得到絕對亮度BR；亮度Brightness；黑電平BlackLevelk_br＝(P_ValueCut-ValueAver)/P_ValueCut；BR＝P_K_Brightness*k_br*0.331*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_BrightnessBound；其中，P_ValueCut為平均亮度移動值域，P_K_Brightness為亮度提升控制因子，P_LuxBound為個人控制邊界條件-照度，P_BrightnessBound為個人控制邊界條件-亮度；如果BR＞0，則令Brightness＝BR；BlackLevel＝0；否則，令Brightness＝0；BlackLevel＝-BR；步驟6、計算新的對比度，輸出對比度Contrast和對比度超過限度COverLimitContrast＝P_K_Contrast*0.0029*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_ContrastBound；其中，P_K_Contrast為對比度提升控制因子，P_ContrastBound為個人控制邊界條件-對比度，P_K_OverLimit為對比度過限提升控制因子；計算最大對比度相對斜率Cmax＝(255-BR)/255；如果Contrast＞Cmax，則COverLimit＝P_K_OverLimit*(Contrast-Cmax)；Contrast＝Cmax；步驟7、矯正亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義參數x，x1，x2；逐一對映射表中的數值進行矯正For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){x＝RGBGammaTable[j][i]；x1＝(x-BlackLevel)*Contrast+Brightness；x2＝x1*(255+(255-x1)*COverLimit)/255；RGBGammaTable[j][i]＝x2；}步驟8、處理新的色溫ColorTemperatureColorTemperature＝P_K_CTLux*36.7*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)+P_K_CTIR*2915*(ALIR-P_IRBound)+P_CTBound；其中，P_K_CTLux為色溫-照度控制因子，P_K_CTIR為色溫-紅外比控制因子，P_IRBound為個人控制邊界條件-紅外比，P_CTBound為個人控制邊界條件-色溫；將計算得到的色溫控制在5000攝氏度和10000攝氏度之間如果ColorTemperature＜5000，則令ColorTemperature＝5000；否則如果ColorTemperature＞9950，則令ColorTemperature＝9950；步驟9、矯正色溫相關的亮度映射表RGBGammaTable[j][i]定義整數CTIndex＝(ColorTemperature-5000)/50；For(i＝0；i＜256；i++)For(j＝0；j＜3；j++){RGBGammaTable[j][i]＝RGBGammaTable[j][i]*P_CTTable[CTIndex][j]；}其中，P_CTTable為預測量的色溫校正曲線參數表，定義為P_CTTable[100][3]；步驟10、計算色彩提升幅度SatuEn，控制飽和度的變化SatuEn＝P_K_SatuEn*0.01*(ALLuxProgressive-P_LuxBound)；如果SatuEn＞0.25，則令SatuEn＝0.25；其中，P_K_SatuEn為飽和度提升控制因子；步驟11、使用RGBGamma映射表進行RGB信號映射Rout＝RGBGammaTable
[R]；Gout＝RGBGammaTable[1][G]；Bout＝RGBGammaTable[2][B]；其中，R、G、B為輸入，Rout、Gout、Bout為映射輸出；步驟12、在HSV空間提升顏色飽和度先將像素RGB信號轉換成HSV信號(h，s，v)，對其中的s信號進行修正s_updated＝s+SatuEn*s*(1-s)；再將(h，s_updated，v)轉換回RGB信號；最後輸出RGB信號。
2.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟3中的環境光照度使用專門的光敏感器件進行測量得到，單位為Lux；所述的紅外比可以由專門的紅外光敏器件和普通的光敏器件進行測量並比對數值得到，通常是近似值；紅外比在較大程度上與環境光的色溫相關，通常色溫越低，紅外比越高。
3.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟3所述的環境光照度漸進使用步長ALLuxProgressiveStep的值域為
。
4.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟5中P_ValueCut的值域為
，P_K_Brightness的值域為
，P_LuxBound的值域為
，P_BrightnessBound的值域為[-20，128]。
5.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟6中P_K_Contrast的值域為
，P_ContrastBound的值域為
，P_K_OverLimit的值域為
。
6.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟8中P_K_CTLux的值域為
，P_K_CTIR的值域為
，P_IRBound的值域為
，P_CTBound的值域為[5000，9950]。
7.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟9中P_CTTable[100][3]的值域為
。
8.如權利要求1所述的環境光自適應圖像顯示方法，其特徵在於，所述的步驟10中飽和度提升控制因子P_K_SatuEn的值域為
。
全文摘要
一種環境光自適應圖像顯示方法，調整圖像的亮度、對比度，測量並製作色溫表，根據色溫表小步調整RGB分量，並在HSV空間直接調整每個像素點的飽和度。本發明提供的一種環境光自適應圖像顯示方法，解決了環境光對人眼觀測圖像的影響的問題，能使圖像顯示根據環境光的變化而調整顯示參數，使得適合人眼觀看或觀測。
文檔編號G09G5/00GK1988628SQ20061014813
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月28日 優先權日2006年12月28日
發明者黃曉東 申請人:上海廣電(集團)有限公司中央研究院