CN101399909B - 适应性图像调整方法及使用该方法的图像处理装置 - Google Patents

Abstract

一种适应性图像调整方法及使用该方法的图像处理装置，该装置包括统计装置以及图像调整装置。统计装置接收一图像的多个像素，统计上述像素的一灰度分布，并根据该灰度分布，找出一特定灰度，其中上述像素中，有一特定比例的像素的灰度小于此特定灰度。图像调整装置根据上述特定灰度，调整图像。

Description

适应性图像调整方法及使用该方法的图像处理装置

技术领域

本发明有关于一种图像处理的技术，且特别是有关于一种适应性图像调整方法及使用该方法的图像处理装置。

背景技术

图像处理(image processing)是把取得的数字图像，用图像处理软件所提供的功能来做颜色、明暗度、焦距等等各种图像画面的改变，甚至是把两张照片通过比较复杂的操作程序来合成。例如，可以用图像处理的一些功能，如亮度与对比度的变化就可以很快的把一张晴天的照片变成雨天的照片。甚至可利用选取、剪贴等这些图像处理的过程，把两张照片做移花接木的处理效果，这样就可以改变图像原始的样貌。因此，图像处理简单地说就是改变或分析图像的数据。

为提高平面显示器的画面质量，需动态地调整图像，例如以图像的亮度作为判断标准：对较暗的图像可以提高对比度，降低亮度，并可调低背光；对较亮的图像则降低对比度，调高亮度，并可调高背光。

对于一些需要判断图像亮度(brightness)的图像处理，图像平均亮度是经常被使用到的一个判断索引(judgment index)。图1为表示公知图像处理装置的方块图。请参考图1，该图像处理装置100包括亮度平均值(mean value)检测器101、对比度控制器(contrast controller)102及亮度控制器(brightness controller)103。首先，将图像传送至亮度平均值检测器101并通过该亮度平均值检测器101得到该图像的亮度平均值。接着，根据所得到的亮度平均值做为判断索引，再经由对比度控制器102以及亮度控制器103据以对上述的图像调整图像对比度及亮度，并可对应调整背光，以调高图像显示质量。

然而在很多情况下，平均亮度不足以区别不同图像内容的亮度的资讯。举例来说，若有两张图像如图2A(图像亮暗差异较小)及图2B(图像亮暗差异较大)所示，并且此两张图像的亮度平均值都是55，但是图2B的图像相效于图2A的图像有较多“亮”的成分。假设以平均亮度做为图像调整的基准时，会误以为图2A及图2B的图像的亮度成分是一样的，然而若使用相同的调整量进行图像调整，将会造成其中一张图像的效果不佳，也会使图像不是过于太亮或是太暗。因此，单靠图像亮度平均值的计算不仅无法区别(distinguish)上述图2A及图2B的图像的差别，也会使图像调整造成反效果。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种适应性图像调整方法与图像处理装置，可对图像像素的灰度分布进行统计及分析，并根据统计及分析的结果，进而将图像调整至最佳的质量。

本发明提出一种适应性图像调整方法，此方法至少包括下列步骤：提供一图像，该图像具有多个像素。统计上述像素的灰度分布。并且根据上述的灰度分布，找出一特定灰度，其中上述像素中，有一特定比例的像素的灰度是小于此特定灰度。接下来，根据上述特定灰度，进而调整图像。

依照本发明的较佳实施例所述的方法，上述的统计像素的灰度分布包括统计每一灰度的像素个数。在本发明的另一实施例中，上述的特定比例约90％。在本发明的再一实施例中，上述的调整图像步骤包括调整图像的亮度增益以及根据特定灰度调整图像的对比度。

依照本发明的较佳实施例所述的方法，上述的图像显示于具有一背光源的一屏幕，调整图像步骤包括根据特定灰度调整背光源的亮度以及调整图像的对比度。在本发明的另一实施例中，上述的调整背光源亮度步骤以特定灰度为一索引值，查表决定背光源亮度。在本发明的再一实施例中，上述的调整图像的对比度步骤以特定灰度为一索引值，查表决定图像的对比度。

本发明再提出一种图像处理装置，该装置包括：一统计装置及一图像调整装置。统计装置用于接收一图像的多个像素，并且统计上述像素的一灰度分布，再根据灰度分布，以找出一特定灰度。图像调整装置用以根据上述特定灰度，进而调整图像，其中有一特定比例的像素的灰度是小于此特定灰度。

依照本发明的较佳实施例所述的装置，上述的图像调整装置包括一亮度调整装置以及一对比度调整装置。该亮度调整装置以及对比度调整装置是根据上述特定灰度，分别赋予图像一亮度增益以及一对比度调整参数。在本发明的另一实施例中，上述的图像显示于具有一背光源的一屏幕，且图像调整装置包括一亮度调整装置。该亮度调整装置是根据特定灰度调整背光源的亮度。在本发明的再一实施例中，上述的亮度调整装置包括一灰度/亮度对照表。该灰度/亮度对照表以特定灰度为一索引值，查表决定背光源亮度。

依照本发明的较佳实施例所述的装置，上述的对比度调整装置包括一灰度/对比度对照表。该灰度/对比度对照表以特定灰度为一索引值，查表决定图像的对比度。在本发明的再一实施例中，上述的统计装置还用以统计每一灰度的像素个数。在本发明的又一实施例中，上述的特定比例约90％。

本发明通过统计装置进行统计图像像素的灰度分布，并根据图像像素的灰度分布，找出一特定灰度，再根据得出的特定灰度，进而调整图像的至少亮度与对比度参数，使图像能呈现最佳的质量。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为表示公知图像处理装置的方块图。

图2A为表示图像的示意图(亮暗差异较小)。

图2B为表示另一图像的示意图(亮暗差异较大)。

图3为表示本发明实施例的适应性图像调整方法的流程图。

图4为表示本发明实施例的图像处理装置的方块图。

图5A为表示图2A图像像素的灰度分布图。

图5B为表示图2B图像像素的灰度分布图。

图6A为表示图像调整的灰度/亮度对照表。

图6B为表示图像调整的灰度/对比度对照表。

主要元件符号说明

100、400：图像处理装置

101：亮度平均值检测器

102：对比度控制器

103：亮度控制器

S301-S306：本发明实施例的步骤

401：统计装置

402：图像调整装置

403：亮度调整装置

404：对比度调整装置

H1、H2：分布曲线

S1、S2：累加曲线

具体实施方式

图3为表示本发明实施例的适应性图像调整方法的流程图。图4为表示本发明实施例的图像处理装置的方块图。请同时参考图3及图4，该图像处理装置400包括统计装置401及图像调整装置402，其中图像调整装置402尚包括亮度调整装置403及对比度调整装置404。此实施例的电路运作简单叙述如下：首先，提供一图像，该图像具有多个像素(步骤S301)。该图像例如为数码相机、数码摄像机所输出的数字图像、电脑所输出的数字图像或是视頻(video)等。

接着，将上述图像传送至一统计装置401中，并进行统计该图像像素的灰度分布(步骤S302)。于此步骤S302中，统计装置401进行整个图像的像素-灰度分析，以256灰度为例，也就是找出各个灰度，分别有多少个像素。例如图像像素于灰度值为0时的个数有100个；图像像素于灰度值为1时的个数有20个；图像像素于灰度值为2时的个数为10个；图像像素于灰度值3、4、5、...、直到分析至图像像素于灰度值为255时，即完成该图像像素个数的分析。此统计过程中记录图像在每一灰度所占有的像素个数，为表示一分布曲线H1，称为灰度分布图(histogram)，如图5A所示。接着，依据分布曲线H1计算像素个数的累加，绘示一累加曲线S1。

接下来，根据上述的灰度分布的累加曲线S1，找出一特定灰度，其中上述像素中，有一特定比例的像素的灰度小于上述特定灰度(步骤S303)。为了让此实施例更加清楚，在此假设此特定比例为90％。因此，上述的特定灰度其实就是代表了整个图像中的像素，有90％的像素的灰度都比此特定灰度小。若以图2A来说，由图2A所统计出来的特定灰度将会较小，若以图2B来说，由图2B所统计出来的特定灰度将会比图2A所统计出的特定灰度来的大。原因在于图2B虽然有一半的像素较暗，却有一半的像素较亮。也就是灰度分布较为极端。图2A则是大部分的像素都落在平均值范围内，故像素分布较集中。

最后，根据上述的特定灰度，进而调整图像(步骤S304)。统计装置401将此特定灰度分别传送至图像调整装置402中的亮度调整装置403及对比度调整装置404，以进行图像更细部的调整。此调整图像又包括：1.于亮度调整装置403中，根据上述的特定灰度，赋予图像一亮度增益，另外也可以据以调整背光源的亮度(步骤S305)。2.于对比度调整装置404中，根据上述的特定灰度，赋予图像一对比度调整参数，进行调整图像的对比度(步骤S306)。除了对比度与亮度，图像调整装置402尚可调整其他图像参数，于此不一一赘述。

上述的亮度增益可根据一灰度/亮度对照表决定其大小，并赋予图像一合适的亮度增益值，进而调整显示于屏幕上的图像背光源亮度，使图像不会调整至过亮或过暗。该灰度/亮度对照表使用特定灰度为索引值，例如为图6A，当判断索引的值较大，也就是图像亮度较亮时，所需的亮度增益较大；当判断索引的值较小，也就是图像亮度较暗时，所需的亮度增益就需要较小。

上述图像的对比度亦可根据一灰度/对比度对照表决定其调整参数，并赋予图像一适合的对比度调整参数，进而调整图像的对比度，使图像能显示出最佳的质量。该灰度/对比度对照表亦使用特定灰度为索引值，例如为图6B所示，当判断索引的值较小，也就是图像亮度较暗时，可将图像的对比度值调高；当判断索引的值较大，也就是图像亮度较亮时，可将图像的对比度值调低。

如背景技术中所指出，由于公知技术中以平均值做为判断索引的作法并无法准确判断图像的亮暗程度，容易造成不恰当的图像处理结果。如本发明的实施例中依据灰度分布图求得判断索引的做法可以更精确地掌握图像间的亮暗程度，以对应出适当的图像处理参数。

以背景技术中所提及的平均值一样的图像为例(如图2A及图2B)，经过统计装置401分析及统计的灰度分布图，可以得出如图5A及图5B的结果。图5A及图5B的横轴为图像灰度值(0-255)，左边的纵轴为图像像素个数，以及右边的纵轴为图像像素个数累加百分比。于图5A及图5B中，以选择图像像素个数累加百分比90％的方式为例(考虑灰度分布图前90％的成分做为后续图像处理的依据)，所对应出的图像灰度值分别是121及225，此121及225分别表示图2A及图2B的判断索引值(judgment index value)。

进一步来看，判断索引值是用来决定图2A和图2B的图像尚可赋予多少的对比度值，且可确保图像质量在所制定的标准之内(越多“亮”成分的图像，对比度值就越小)。若是利用公知装置所获得的图像平均值来做判断，将会导致图2B的图像有不当的调整；反观若是使用本发明所描述的方法及装置，通过判断索引值121及225的显著差异，便可分别为图像图2A与图2B对应出适当的增益值。明显地，以本发明的精神所实施出来的实施例可以将原本平均值一样的两张图像做很好的区别，并且可对图像做出最适当的调整。

值得一提的是，虽然上述实施例中已经对图像处理装置描绘出了一个可能的类型，但所属技术领域中普通技术人员应当知道，各厂商对于统计装置401以及图像调整装置402的设计方式都不一样，因此本发明的应用当不限制于此种可能的类型。换句话说，只要是统计装置401能分析并统计出图像的灰度分布，并根据该灰度分布找出一特定灰度，进而调整上述的图像，使图像质量得以提升，就已经是符合了本发明的精神所在。

综上所述，本发明因采用统计装置，并通过此统计装置统计并分析图像像素的灰度分布，再根据像素的灰度分布，调整图像的亮度与对比度，使图像能呈现最佳的质量。然而，不会再因为不同的图像具有相同的亮度平均值时，造成不恰当的图像处理结果。因此，本发明能有效地分析出各种图像的亮暗成分，再根据各个图像的灰度分布，进而将这些图像调整至最佳的质量。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范围为准。

Claims (12)

1.一种适应性图像调整方法，包括：

提供一图像，该图像具有多个像素；

统计该多个像素的一灰度分布；

根据该灰度分布，找出一特定灰度，其中一特定比例的该多个像素的灰度小于该特定灰度；以及

根据该特定灰度，调整该图像，

其中调整该图像步骤包括根据该特定灰度调整该图像的亮度增益和该图像的对比度。

2.如权利要求1所述的适应性图像调整方法，其中统计该多个像素的该灰度分布包括：

统计每一灰度的像素个数。

3.如权利要求1所述的适应性图像调整方法，其中该特定比例为90％。

4.如权利要求1所述的适应性图像调整方法，其中该图像显示于具有一背光源的一屏幕，调整该图像步骤还包括根据该特定灰度调整该背光源的亮度。

5.如权利要求4所述的适应性图像调整方法，其中调整该背光源亮度步骤以该特定灰度为一索引值，查表决定该背光源亮度。

6.如权利要求4所述的适应性图像调整方法，其中调整该图像的对比度步骤以该特定灰度为一索引值，查表决定该图像的对比度。

7.一种图像处理装置，包括：

一统计装置，接收一图像的多个像素，统计该多个像素的一灰度分布，并根据该灰度分布，找出一特定灰度；和

一图像调整装置，根据该特定灰度，调整该图像，该图像调整装置包括：

一亮度调整装置，根据该特定灰度，赋予该图像一亮度增益；以及

一对比度调整装置，根据该特定灰度，赋予该图像一对比度调整参数，其中一特定比例的该多个像素的灰度小于该特定灰度。

8.如权利要求7所述的图像处理装置，其中该图像显示于具有一背光源的一屏幕，且该亮度调整装置根据该特定灰度调整该背光源的亮度。

9.如权利要求8所述的图像处理装置，其中该亮度调整装置包括：

一灰度/亮度对照表，以该特定灰度为一索引值，查表决定该背光源亮度。

10.如权利要求7所述的图像处理装置，其中该对比度调整装置包括：

一灰度/对比度对照表，以该特定灰度为一索引值，查表决定该图像的对比度。

11.如权利要求7所述的图像处理装置，其中该统计装置还用以统计每一灰度的像素个数。

12.如权利要求7所述的图像处理装置，其中该特定比例为90％。

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