[发明专利]图像处理装置及其方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种图像处理装置及其方法，用于显示系统(Display system)中，提升输入图像(Input image)的对比(Contrast)。

背景技术

传统的图像对比伸张(Contrast extenson)是指将图像的灰阶范围拉伸 到0～255的最大灰阶范围，以增加图像灰阶分布的动态范围，进而提升图像 对比。

请参阅图1，图1是绘示图像特性直方图。传统图像对比伸张技术是先 分析输入图像的灰阶分布，并做成如图1所示的图像特性直方图。接着，分 别定义每一图像特性直方图的最大灰阶值(Max)以及最小灰阶值(Min)。以 Photoshop为例，最大灰阶值是定义为图像特性直方图右边0.5％面积处所对 应的灰阶值，并且最小灰阶值是定义为图像特性直方图左边0.5％面积处所对 应的灰阶值。对彩色图像而言，最大灰阶值是取红绿蓝(RGB)三色的最大值， 最小灰阶值是取红绿蓝(RGB)三色的最小值。计算图像对比伸张的公式如下：

公式一：Gray’＝k*(Gray-Min)，

其中k＝255/(Max-Min)，Gray代表输入图像的灰阶值，Gray’代表经 图像对比伸张处理后的灰阶值。

根据图像特性直方图，取最大灰阶值以及最小灰阶值来做图像对比伸张， 会牺牲掉部分较大的灰阶值以及较小的灰阶值(如图1中箭头a、b所示)，使 得暗部以及亮部的细节消失。于现有技术中，是利用动态Gamma对比增强技 术，来加强暗部及亮部的细节。然而，由于上述的方法为动态，需要大量的 Gamma对照表，将会耗费大量的硬件资源。

因此，本发明的主要范畴在于提供一种图像处理装置及其方法，以解决 上述问题。

发明内容

本发明的一范畴在于提供一种图像处理装置及其方法，该图像处理装置 可保存大量的暗部以及亮部细节，进而针对各种图像作对比增强。此外，本 发明亦可充分地节省硬件资源。

根据一较佳具体实施例，于显示系统(Display system)输入图像序列 (Video sequence)。图像序列包含N个图像画面(Image frame)，每一图像画 面是由T个像素(Pixel)所组成，每一图像画面的每一像素皆包含M个色彩元 素(Color component)以及M个灰阶值(Gray level)，且每一灰阶值是对应于 M个色彩元素其中之一，N、T及M皆为自然数。于此实施例中，M个色彩元 素分别为R、G以及B(红绿蓝)色彩元素，且符合RGB色彩空间。

图像处理装置用于显示系统中，调整图像序列中的第i个图像画面的第 j个像素的M个色彩元素的M个灰阶值大小，i为1至N范围中的整数指标， j为1至T范围中的整数指标。在第i个图像画面之前的每一图像画面中的 灰阶值皆已完成调整，且在第i个图像画面之前的每一图像画面分别具有最 大灰阶值以及最小灰阶值。每一最大灰阶值以及每一最小灰阶值是分别基于 相对应的图像画面的灰阶值而决定，且介于可允许的范围中。一般而言，灰 阶值是介于0至255之间，亦即可允许的范围为0～255。

图像处理装置包含第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四 计算模块、第一判断模块、第二判断模块、第一处理模块以及第二处理模块。 第一计算模块针对第i个图像画面的灰阶值，计算目前最大灰阶值以及目前 最小灰阶值。第二计算模块根据第i个图像画面之前的图像画面的所有最大 灰阶值以及目前最大灰阶值，计算平均最大灰阶值，并且根据第i个图像画 面之前的图像画面的所有最小灰阶值以及目前最小灰阶值，计算平均最小灰 阶值。第三计算模块根据平均最大灰阶值，计算第一增益值，并且根据平均 最小灰阶值，计算第二增益值。

第一判断模块用以判断第i个图像画面的第j个像素是否为黑色像素。 当第j个像素为黑色像素时，第四计算模块会以第二增益值调整第j个像素 中的每一色彩元素的灰阶值。当第j个像素不为黑色像素时，第二判断模块 进一步判断第i个图像画面为暗画面或亮画面。当第j个像素不为黑色像素 且第i个图像画面为暗画面时，第一处理模块选择性地以第一增益值调整第 j个像素中的每一色彩元素的灰阶值。当第j个像素不为黑色像素且第i个 图像画面为亮画面时，第二处理模块选择性地以第二增益值调整第j个像素 中的每一色彩元素的灰阶值。