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1、(10)申请公布号 CN 102063701 A (43)申请公布日 2011.05.18 CN 102063701 A *CN102063701A* (21)申请号 201010524514.9 (22)申请日 2010.10.26 12/606,524 2009.10.27 US G06T 5/00(2006.01) (71)申请人 承景科技股份有限公司 地址 中国台湾台南县 (72)发明人 孙维廷 陈星嘉 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 史新宏 (54) 发明名称 影像加强装置与方法 (57) 摘要 一种影像加强装置和方法， 该影像加强装置 包括全域对比曲。
2、线产生器、 区域对比曲线产生器 以及影像产生器。全域对比曲线产生器用以根据 一输入影像的一全域直方图产生该输入影像的一 全域对比曲线。区域对比曲线产生器用以根据该 全域对比曲线与该输入影像的各影像区块的一特 征值为各影像区块产生一区域对比曲线。影像产 生器用以根据各影像区块的该区域对比曲线与该 输入影像分别加强各影像区块的一对比， 并且合 并该加强过的影像区块， 以产生一输出影像。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 7 页 CN 102063711 A1/2 页 2 1. 一种影像加。
3、强装置， 包括 ： 一全域对比曲线产生器， 用以根据一输入影像的一全域直方图产生该输入影像的一全 域对比曲线 ； 一区域对比曲线产生器， 用以根据该全域对比曲线与该输入影像的各影像区块的一特 征值为各影像区块产生一区域对比曲线 ； 以及 一影像产生器， 用以根据各影像区块的该区域对比曲线与该输入影像分别加强各影像 区块的一对比， 并且合并该加强过的影像区块， 以产生一输出影像。 2. 如权利要求 1 所述的影像加强装置， 其中该全域对比曲线产生器还包括 ： 一全域直方图分析器， 用以分析该输入影像以得到该全域直方图。 3. 如权利要求 1 所述的影像加强装置， 其中该区域对比曲线产生器还包括 。
4、： 一影像分割器， 用以将该输入影像划分成多个影像区块 ； 以及 一区域特征计算器， 用以藉由滤波各影像区块计算该影像区块的该特征值。 4. 如权利要求 3 所述的影像加强装置， 其中该区域特征计算器滤波各影像区块以产生 一滤波过的影像区块， 并且输出该滤波过的影像区块内的多个像素值的一总和作为该影像 区块的该特征值。 5. 如权利要求 1 所述的影像加强装置， 其中该区域对比曲线产生器藉由根据各影像区 块的该特征值调整该全域对比曲线的一曲度， 用以产生该影像区块的该区域对比曲线。 6. 如权利要求 1 所述的影像加强装置， 其中该影像产生器根据各影像区块所对应的该 区域对比曲线、 该输入影像。
5、以及与该影像区块相邻的一个或多个影像区块所对应的该区域 对比曲线加强该影像区块的对比， 并且合并该加强过的影像区块， 以产生该输出影像。 7. 如权利要求 6 所述的影像加强装置， 其中该影像产生器还包括 ： 一混合器， 藉由根据各影像区块的各像素与该影像区块以及与相邻的一个或多个影 像区块之间的距离混合该影像区块所对应的该区域对比曲线以及与该影像区块相邻的一 个或多个影像区块所对应的该区域对比曲线， 以得到该影像区块内的各像素的一对比调整 值 ； 以及 该影像产生器， 用以根据对应的该对比调整值补偿该影像区块的各像素， 以加强各影 像区块的对比， 并且合并该加强过的影像区块以产生该输出影像。。
6、 8. 一种影像加强方法， 包括 ： 根据一输入影像的一全域直方图产生该输入影像的一全域对比曲线 ； 根据该全域对比曲线与该输入影像的各影像区块的一特征值为各影像区块产生一区 域对比曲线 ； 以及 根据各影像区块的该区域对比曲线与该输入影像分别加强各影像区块的一对比， 并且 合并该加强过的影像区块， 以产生一输出影像。 9. 如权利要求 8 所述的影像加强方法， 其中各影像区块的该特征值是由以下步骤所产 生， 包括 ： 将该输入影像划分成多个影像区块 ； 以及 藉由滤波各影像区块计算该影像区块的该特征值。 10. 如权利要求 9 所述的影像加强方法， 其中藉由滤波各影像区块计算该影像区块的 该。
7、特征值的步骤还包括 ： 权 利 要 求 书 CN 102063701 A CN 102063711 A2/2 页 3 滤波各影像区块以产生一滤波过的影像区块 ； 以及 输出该滤波过的影像区块内的多个像素值的一总和作为该影像区块的该特征值。 11. 如权利要求 8 所述的影像加强方法， 其中各影像区块的该区域对比曲线是藉由根 据该影像区块的该特征值调整该全域对比曲线的一曲度而产生。 12. 如权利要求 8 所述的影像加强方法， 其中产生该输出影像的步骤还包括 ： 根据各影像区块的该区域对比曲线、 该输入影像以及一个或多个与该影像区块相邻的 影像区块所对应的该区域对比曲线加强各影像区块的该对比， 。
8、并且合并该加强过的影像区 块， 以产生该输出影像。 13. 如权利要求 12 所述的影像加强方法， 其中根据各影像区块的该区域对比曲线、 该 输入影像以及一个或多个与该影像区块相邻的影像区块所对应的该区域对比曲线加强各 影像区块的该对比， 并且合并该加强过的影像区块， 以产生该输出影像的步骤还包括 ： 根据各影像区块的各像素与该影像区块以及与相邻的一个或多个影像区块之间的距 离混合该影像区块所对应的该区域对比曲线以及与该影像区块相邻的一个或多个影像区 块所对应的该区域对比曲线， 以得到该影像区块内的各像素的一对比调整值 ； 以及 根据对应的该对比调整值补偿该影像区块的各像素， 以加强各影像区块。
9、的对比， 并且 合并该加强过的影像区块以产生该输出影像。 权 利 要 求 书 CN 102063701 A CN 102063711 A1/4 页 4 影像加强装置与方法 技术领域 0001 本发明涉及一种影像处理方法， 特别是涉及一种加强对比的影像处理方法。 背景技术 0002 影像的对比为视觉特性上的差异， 对比可使得一个物体 ( 或是该物体在影像上的 表现 ) 可与其它物体或背景产生区隔。在真实世界里的视觉感受中， 对比可由该物体以及 在同样的视觉范围内其他物体的颜色或亮度差而决定。对比加强为一种影像加强的技术， 通常是根据一对比曲线加强影像所呈现出的对比效果。 全域的对比加强技术为根据。
10、一全域 对比曲线一致地调整影像各像素点的对比值。然而， 当区域特征较小使得其对应的像素值 不足以支配影像平均像素值时， 区域特征通常会被牺牲。区域性的对比加强则是另一种技 术， 其将影像划分为数个区域部分 ( 即， 区块 ) 并且独自地加强各区块的对比。由于区域性 地调整对比值， 各影像区块内的区域特征可因此被保留。然而， 由于缺乏全域影像的考量， 输出的影像可能不尽理想。 0003 因此， 需要一种考虑到影像的全域与区域特性的对比加强方法， 用以产生令人满 意的影像加强结果。 发明内容 0004 根据本发明的一实施例， 一种影像加强装置， 包括一全域对比曲线产生器、 一区域 对比曲线产生器以。
11、及一影像产生器。 全域对比曲线产生器用以根据一输入影像的一全域直 方图产生该输入影像的一全域对比曲线。 区域对比曲线产生器用以根据该全域对比曲线与 该输入影像的各影像区块的一特征值为各影像区块产生一区域对比曲线。 影像产生器用以 根据各影像区块的该区域对比曲线与该输入影像分别加强各影像区块的一对比， 并且合并 该加强过的影像区块， 以产生一输出影像。 0005 根据本发明的另一实施例， 一种影像加强方法， 包括 ： 根据一输入影像的一全域直 方图产生该输入影像的一全域对比曲线 ； 根据该全域对比曲线与该输入影像的各影像区块 的一特征值为各影像区块产生一区域对比曲线 ； 以及根据各影像区块的该区。
12、域对比曲线与 该输入影像分别加强各影像区块的一对比， 并且合并该加强过的影像区块， 以产生一输出 影像。 附图说明 0006 图 1 是显示根据本发明的一实施例所述的影像处理装置方块图。 0007 图 2 是显示根据本发明的一实施例所述的直方图范例。 0008 图 3 是显示根据本发明的一实施例所述的 S 曲线范例。 0009 图 4 是显示根据本发明的一实施例所述的多个影像区块。 0010 图 5a 是显示二维高通滤波器的实施例。 0011 图 5b 是显示一维高通滤波器的实施例。 说 明 书 CN 102063701 A CN 102063711 A2/4 页 5 0012 图 6a 是显。
13、示根据本发明的一实施例所述的输入影像范例。 0013 图 6b 是显示出图 6a 所示的输入影像的各影像区块所得到的特征值。 0014 图 7a-7d 是显示根据本发明的一实施例所述的四个区域对比曲线范例。 0015 图 8 是显示根据本发明的一实施例所示的用以阐述混合概念的四个影像区块。 0016 图 9 是显示根据本发明的一实施例所述的影像处理方法流程图。 0017 附图符号说明 0018 100 影像处理装置 ； 0019 101 全域对比曲线产生器 ； 0020 102 区域对比曲线产生器 ； 0021 103 影像产生器 ； 0022 111 全域直方图分析器 ； 0023 121 。
14、影像分割器 ； 0024 122 区域特征计算器 ； 0025 131 混合器 ； 0026 200 直方图 ； 0027 SIN、 SOUT影像。 具体实施方式 0028 为使本发明的制造、 操作方法、 目标和优点能更明显易懂， 下文特举几个较佳实施 例， 并结合附图详细说明如下。 0029 实施例 ： 0030 图 1 是显示根据本发明的一实施例所述的影像处理装置方块图。影像处理装 置 100 包括全域对比曲线产生器 101、 区域对比曲线产生器 102 与影像产生器 103。全域 对比曲线产生器 101 用以接收输入影像 SIN、 并且根据输入影像 SIN的全域直方图 (global h。
15、istogram) 产生输入影像的一全域对比曲线。区域对比曲线产生器 102 用以接收输入影 像 SIN、 并且根据全域对比曲线与输入影像 SIN的各影像区块的一特征值为各影像区块产生 一区域对比曲线。影像产生器 103 用以根据各影像区块的区域对比曲线与输入影像 SIN分 别加强各影像区块的一对比， 并且合并该加强过的影像区块， 以产生一输出影像 SOUT。 0031 如图 1 所示， 全域对比曲线产生器 101 包括全域直方图分析器 111。全域直方图 分析器 111 用以取得输入影像的全域直方图。影像处理领域中所使用的直方图可视为一统 计的图表， 其可表示出影像内各像素值(例如， 灰阶值。
16、)的分布情形， 即， 影像内具有该像素 值的像素点的数量。图 2 是显示根据本发明的一实施例所述的直方图范例。如图所示， 直 方图 200 的 X 轴代表像素值， Y 轴代表影像中具有该像素值的像素点的数量。全域对比曲 线产生器 101 用以根据输入影像的全域直方图产生一全域对比曲线。根据本发明的一实施 例， 全域对比曲线可为一 S 型特征曲线 ( 以下称为 S 曲线 )。图 3 是显示根据本发明的一实 施例所述的用于对比加强的 S 曲线范例。X 轴代表输入像素值， Y 轴代表输出像素值。以 S 曲线为基础， 可根据 S 曲线所描述的 X-Y 关系调整影像的像素值。根据本发明的一实施例， 全域。
17、对比曲线产生器 101 可藉由执行直方图等化 (histogram equalization) 产生输入影 像的全域对比曲线。 说 明 书 CN 102063701 A CN 102063711 A3/4 页 6 0032 区域对比曲线产生器 102 包括影像分割器 121 与区域特征计算器 122。影像分割 器 121 用以将输入影像划分成多个影像区域部分 ( 即， 影像区块 )。图 4 是显示根据本发明 的一实施例所述的多个影像区块。如图 4 所示， 输入影像被划分成 MN 个影像区块。区域 特征计算器 122 使用既定的滤波器滤波各影像区块， 以得到各影像区块的一特征值。根据 本发明的一。
18、实施例， 既定的滤波器可以是一高通滤波器。图 5a 是显示一二维高通滤波器的 实施例。图 5b 是显示本发明的另一高通滤波器的实施例， 其中此高通滤波器为一维的滤波 器， 并且其视窗长度为 5 个像素。在滤波器所涵盖的视窗内的像素值会分别乘上对应的系 数 C0， C-1， C1， C-2与 C2， 并且相乘结果的总和用以代表中央像素点滤波后的结果。 0033 根据本发明的一实施例， 区域特征计算器 122 藉由使用既定的滤波器滤波影像区 块内的各像素， 以取得该像素点的滤波过后的像素值， 并且根据影像区块内的各像素点的 滤波过后的像素值取得该影像区块的特征值。例如， 将影像区块内的各像素点的滤。
19、波过后 的像素值加总， 作为为该影像区块的该特征值。 在本发明的实施例中， 计算区域特征的目的 为计算区域影像区块包含多少影像的细节。图 6a 是显示根据本发明的一实施例所述的输 入影像范例。如图 6a 所示， 相较于输入影像的下半部， 影像的上半部为天空， 其具有较少的 细节与边缘。图 6b 是显示出图 6a 所示的输入影像的各影像区块所得到的特征值。根据本 发明的一实施例， 特征值可被正规化成为分布于 0 到 1 之间的数值。越小的特征值代表在 对应的影像区块中包含越少的细节或边缘。 0034 在取得影像区块的特征值后， 区域对比曲线产生器 102 可根据各影像区块的特征 值以及全域对比曲。
20、线为各影像区块产生一区域对比曲线。根据本发明的一实施例， 区域对 比曲线产生器 102 可藉由根据各影像区块的特征值调整该全域对比曲线的一曲度， 以产生 该影像区块的区域对比曲线。 参考图3与图6b， 在本发明的一些实施例中， 区域对比曲线产 生器 102 可分别根据如图 6b 所示的各影像区块正规化的特征值调整如图 3 所示的全域对 比曲线的曲度， 用以产生各影像区块的区域对比曲线。 例如， 全域对比曲线的原始曲度可视 为输入影像的最大曲度。区域对比曲线产生器 102 可根据各影像区块正规化的特征值减少 全域对比曲线的曲度。越小的特征值代表要减少越多的曲度。换言之， 当正规化的特征值 越接近。
21、 1 时， 影像区块所得到的区域对比曲线的曲度越接近全域对比曲线的曲度 ( 最大曲 度 )。 0035 图 7a-7d 是显示根据本发明的一实施例所述的四个区域对比曲线范例。在此实施 例中， 为简单起见， 如图 6a 所示的输入影像被等分成四个影像区块。位于输入影像上半部 的影像区块所得到的正规化的特征值接近 0， 而位于输入影像下半部的影像区块所得到的 正规化的特征值接近 1。根据这四个特征值可分别得到如图 7a-7d 所示的区域对比曲线。 图 7a 显示出位于输入影像左上方的影像区块的区域对比曲线。图 7b 显示出位于输入影像 右上方的影像区块的区域对比曲线。图 7c 显示出位于输入影像左。
22、下方的影像区块的区域 对比曲线。图 7d 显示出位于输入影像右下方的影像区块的区域对比曲线。因此， 如图 7a 至 7d 所示的四条区域对比曲线分别显示出各影像区块所对应的区域对比曲线的曲度。如 图 7c 与图 7d 所示， 位于输入影像下半部的影像区块所取得的区域对比曲线的曲度大于如 图 7a 与图 7b 所示的位于输入影像上半部的影像区块所取得的区域对比曲线的曲度。因 此， 相较于位于影像上半部的影像区块， 其具有较少的细节， 对于位于影像下半部具有较多 的细节的影像区块， 可给予较多的对比加强。 值得注意的是， 如上述的减少曲度的手段仅为 说 明 书 CN 102063701 A CN 。
23、102063711 A4/4 页 7 本发明的其中一个实施例， 其并非用以限定本发明的范围。 0036 影像产生器 103 包括一混合器 (blender)131。对于位于一影像区块内的一像素 点， 混合器 131 可用以混合该像素点所属的影像区块的区域对比曲线以及与该像素点相邻 的影像区块所对应的区域对比曲线， 以得到该像素点的对比调整值。根据本发明的一实施 例， 混合器 131 可根据不同的权重混合该像素点所属的影像区块的区域对比曲线以及与该 像素点相邻的影像区块所对应的区域对比曲线， 以得到该像素点的对比调整值。该像素点 所属的影像区块或该像素点相邻的影像区块所对应的权重可根据该像素点与。
24、该影像区块 或该像素点与相邻的影像区块之间的距离而决定。图 8 是显示根据本发明的一实施例所示 的用以阐述混合概念的四个影像区块。如图 8 所示， 位于像素区块 801 内的像素点 P1 的对 比调整值可藉由混合影像区块 801 以及相邻的影像区块 802、 803 与 804 的区域对比曲线而 得。用以混合各区域对比曲线所使用的权重值可根据像素点 P1 与所属的影像区块的中央 像素点以及像素点 P1 与相邻的影像区块的中央像素点的距离决定。 0037 在取得影像区块内的各像素点的对比调整值之后， 影像产生器 103 可根据对应的 对比调整值补偿 ( 或调整 ) 影像区块内各像素点的像素值， 。
25、用以加强该影像区块。当所有 的影像区块被加强之后， 影像产生器 103 可将这些加强过的影像区块合并， 以产生输出影 像 SOUT。图 9 是显示根据本发明的一实施例所述的影像处理方法流程图。首先， 根据输入影 像的一全域直方图产生该输入影像的一全域对比曲线(步骤S901)。 接着， 根据全域对比曲 线与输入影像的各影像区块的一特征值为各影像区块产生一区域对比曲线 ( 步骤 S902)。 接着， 至少根据各影像区块的区域对比曲线与输入影像分别加强各影像区块的一对比 ( 步 骤 S903)。最后， 合并该加强过的影像区块， 以产生一输出影像 ( 步骤 S904)。 0038 本发明虽以较佳实施例。
26、揭示如上， 然其并非用以限定本发明的范围， 本领域的技 术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的前提下， 可做若干的更动与润饰， 因此本发明的保 护范围以本发明的权利要求为准。 说 明 书 CN 102063701 A CN 102063711 A1/7 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A2/7 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A3/7 页 10 图 3 图 4 图 5a 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A4/7 页 11 图 5b 图 6a 图 6b 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A5/7 页 12 图 7a 图 7b 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A6/7 页 13 图 7c 图 7d 说 明 书 附 图 CN 102063701 A CN 102063711 A7/7 页 14 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102063701 A 。