TWI295895B - Adaptive color adjustment method and device for digital images in a display apparatus - Google Patents

Description

1295895 1863]*twf；doc7r 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 滅^發明是有關於—種顯示11之數位影像適應性色彩 ^與f ^ °本發明特別有_ —種可調整影像亮度 人冒加影n之適應性色彩娜方絲裝置。 【先前技術】 近來顯示器相當重視輸出影像的視覺品 器硬體介面亦提供0SD(0nscreenDisplay， 控）’以供使用者自行調整輸出影像品質。

質，所以顯示 顯不器顯示操 -OSD指的就像是在調整音量或亮度之賴功能時，晝 面會以格子紐字顯現Α設定值。現今⑽整合的功能相 當的^，除了基本的亮度、對比、移位調整等功能之外， 甚至還包括桶型失真、梯形失真、平行四邊形失真、針塾 現象··…等皆可由調整〇SD設定值來改善。 ” 使用OSD的好處為大幅降低了旋紐，也因而降低了接 觸不良的機會，並且還可將調整好的設定值儲存下來。 然而調整QSD設定為—gj定之驢_，其 示器永遠_影像之顯示品料最佳化。 .......... 現也有數種習知影像調整技術，茲列舉如下。 美國專利號US6778183 B1利用累加影像亮度訊號的 機率分布®，作為判斷影像之整體亮度屬性的依據。依此 方法將影像的屬性區分為暗影像、巾灰階影像或亮影像 (dark，mid tone or bright image)，或其中任兩種組合的屬 性。依據所判斷的影像屬性以三種不同的輸出入對應表 1295895 1863itwf.doc/r (In-Out LookUp Table)可調整影像對比。同時以影像像素中 农暗點與最亮點為定義動悲乾圍（dynamic range)大小的依 據。此專利的重點在提供二個使用者可更改的LUT以增強 對比與動態範圍。特點為使用查表法，因此速度快。

美國專利號US6771837 B1揭露一種提升^像整體對 比的方法。利用將空間域之所有影像資訊分布轉換至頻率 域之頻率分布，其採用傅氏轉換法區分出高頻與低頻項 次，進而騎影像内容—化。其特點為效果顯著，、 但是於硬體實現時因傅氏轉換法運算過於複雜， 相當困難。 〇 秀國导利號US6618045 Β1揭露—個顯示哭#置，旦 制使用者週遭環境光的感測器；—組⑽可提 =用者奴喜好螢幕顯枕亮度、耻；叹專門處理 ^耆週^境光改變_整螢幕輸出品質陳體邏輯結 欲保持影像品質最佳化須針對不同 同的調整鋪。簡單健機制料學=像== 算負擔，亦凸顯硬體電路設計之困^^私不僅造成運 時完：管交好之影像適應性調整方法，可即 ，提升;出影 【發明内容】 本發明之目的之—是提供—郷像適触色彩調整 1295895 1863Itwf.doc?r 機制’其統計影像訊號亮度成分之原 影像亮度資訊、重新計算符合人眼視覺對亮戶 之機率分布情形。 見対儿度自動平衡後 本發明之另—a 3 機制，依_計^^=難 機制，依據_計^|=提/^4影像適触色彩調整 數、選取渾曾、本由I後枝干/刀布圖計算調整影像對比來 建f料庫之影像對比增強曲線。〆 X月之另一目的是提供一種影像適應性色奢▲月敕 機 連續撥放數位影像時，利用平均法降低對摩= 化，以減少人眼觀賞時所產生之不舒適感。牛低野應表變 機制^性色彩調整 u 4儿度色度影像信號至少具有一亮度成份與^色声 成份令讀單元分析並重計該亮度色度影像信號之該= 度成ίϊ一機率分布圖’以得到-權重亮度機率分布圖Γ -動態範圍亮度對應表產生單元，接收該分析單元所輪出 之。亥權重壳度機率分布圖，產生__動態範圍亮度對應夺. 一對士增強亮度對應表產生單元，接收該分析單元^輪出 之該權重亮度機率分布圖，產生一對比增強亮度對應表， 用以调整該亮度成份之一影像對比；一亮度調整單元，裙 1295895 1863itwf.doc/r 據該動態範圍亮度對應表與對比增強亮度對應表，來調整 ' 該亮度色度影像信號之該亮度成份；一彩度調整單元，依 據調整前後之亮度關係，產生一彩度補償因數，用以補償 亮度色度影像信號之色度成分。藉此以得到亮度成份與色 度成份皆獲得補償之影像信號。 • 本發明之另一實施例提供一種顯示器之數位影像適 • 應性色彩調整裝置，包括：一信號轉換單元，接收一第一 φ 影像信號以轉換成一第二影像信號，該第一影像信號不具 有一焭度、色度分離之成份，該第二影像信號具有一亮度、 色度分離之成份；一分析單元，分析並權重計算該第二影 像k號之该壳度成份之一機率分布圖，以得到一權重亮度 機率分布圖；一動態範圍亮度對應表產生單元，接收該分 ^單元所輸出之該權重亮度機率分布目，產生一動態範圍 党度對應表，用以調整該亮度成份之一動態範圍；一對比 冗度對應表產生單元，接收該分析單元所輸出之該權 Ι亮度機率分布®，產生~對比增強亮度對應表，用以調 ^ 亮度成份之—影像對比；-平滑度機單元，取該動 L範圍免度對應表產生單元所產生之複數個動態範圍亮度 對應表，加以平滑，以鼓1滑後動態顧亮度對應表， 以及取該對比增㈣度對應表產生單元·生之複數個對 ^增強亮度對絲，加以平滑，以產生—平滑後對比增強 党度對應表；-亮度調整單元，根據該平滑後動態範圍亮 度對應表與該平滑後對比增強亮度對應表，來調整該第二 影像信號之該亮度祕以麵—輕後亮度成份；一彩^ 1295895 18631twf.doc/r 補償單元，依據调整别後之亮度關係，產生一彩户大 數，並用以補償第二影像信號之色度成分；以及 轉換單元，接收該第二影像信號之該色度成份與該調= 亮度成份，以轉換成—輸出影像信號，該輪出景彡像4 < 具有一亮度、色度分離之成份。 。 本發明之又-實施例提供-種影像適應性色彩 方法，包括:(Α)將連續輸人之-輸人影_號轉換 之一亮度色度分離信號，該亮度色度分離信號含一亮声= 份；（B)統計該亮度成份之機率分布圖，並進行適應 分配，以得到-權重亮度機率分布圖；（c)對該權^'齐^ 率分布圖進行動態範圍(DR)延伸，以得到—動熊範上 對應表(LUT一DR) ; (D)對該權重亮度機率分布 增強(CT)，以得到一對比增強亮度對應表(LUT_e 對該對比增強亮度對應表進行曲線平滑；（F)將複婁文個’古(） 成份所對應之複數個動態範圍亮度對應表相加^均而 應用於一後續亮度成份之一動態範圍亮度對應表，以及^肷 複數個亮度成份所對應之複數個平滑後對比增強亮声對i 表相加平均而形成應用於該後續亮度成份之_對=二_ = 度對應表；(G)根據平均而狀該動態範圍亮度對應^ = 對比增強亮度對應表，對該後續亮度成份進行^調^ (H)依據調整前後之亮度成份間之關係差異程度，^生二二 ，補償因數；（I)根據所產生之該彩度補償因數，進行影^ 衫度補償；以及⑺對亮度調整與色度調整後之該齐 分離信號進行逆轉換，以產生連續之輸出影像信^又 1295895 18631twf.doc/r 為讓本發明之上述與其他特徵和優點能更明顯易 懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明 如下。 【實施方式】 本發明之實施例揭露一種可分析輸入影像内容，計算 用以調整對比、動態範圍之參數並產生亮度對應表、以及 依據調整前後之亮度關係進行彩度補償之影像顯示調整機 圖1顯示根據本發明一實施例之功能方塊圖。適應性 色彩調整裝置100之功能至少包括：進行信號轉換，以得 到亮度色度分離信號；計算欲調整影像動態範圍(Dynamic Range,以DR簡稱)之參數並自動產生亮度對應表(LUT of dynamic range stretch，以LUT—DR簡稱）；計算欲調整影像 對比(Contrast，以CT簡稱)之參數並自動產生（或於内建資 料庫运取）對比增強之党度對應表（LUT 〇f contrast enhancement，以LUT-CT簡稱）；為增加平滑度與調整影 像整體亮度，更可自動微幅調整LUT_CT曲線。若輸入影 像δίΐ號為靜悲影像訊*5虎時，根據影像党度成分經該自動產 生之LUTJDR與該自動微調之LUT—CT調整後之亮度成分 關係差異程度，計算彩度補償因數，並調整該影像訊號之 亮度與色度成分以輸出數位影像。若輸入影像訊號為連續 之動悲影像讯號時，以輸出影像舒適感為目的下，將複數 個自動產生之LUT—DR與微調後之LUT—CT作平滑度處 理，根據調整前後之亮度成分關係差異程度，計算該彩度 10 1295895 1863 rtwf.doc/r 補償因數，並調整該影像訊號之亮度與色度成分以輸出數 位影像。 如圖1所示適應性色彩調整裝置100包括：信號轉換 單元110，分析單元115 ’動態範圍亮度對應表產生單元 120，對比增強亮度對應表產生單元13 0，平滑度(smoothing) 調整單元140，亮度調整單元150，彩度補償單元170，以 及逆信號轉換單元160 °

信號轉換單元110接收一輸入影像信號(RGB)，將之 轉換成亮度色度分離信號’如YCbCr，YUV，HIS，YPbPr 等。在本實施例中’輸入影像信號(RGB)必須是為數位影 像，可為靜態展示之影像或動態連續撥放之影片。圖1只 以YCbCr為例做說明。若在一般8bit處理系統中，RGB 之值為介於0〜255之間的正整數，而YCbCr之範圍為 0〜255 ’ Cb、Cr: -127〜127 ’ YCbCr皆為整數值。信號轉換 單元110所轉換出之信號乃是用以分析影像内容、計算調 整茶數。如果輪人影像已為是亮度、色度分離之訊號，則 可不須信號轉換單元110。 ,分析單S 115用於統計亮度γ的統計圖(hist〇gram) 並據以模擬人眼自動亮度平衡機制。分析單元ιΐ5合分 亮度Y，統計全部影像在亮度方_分布情形。在:免 m以亮度機率分布®為手段，將亮度依照祕全數/ 值範圍（即：8bit系統下亮度範圍為0〜255 ; 1_下, 0〜1023)統計出影像亮度之分布。所得之亮度機率分布圖 圖2之實線曲線所示。 1295895 18631fwf.doc/r 此外，為模擬人眼視覺對亮度有自動平衡之反應，分 析單元115更適當地將此亮度機率分布圖作權重分配。= 如’ ^機率分布圖中凡是次數高於出現次數最多者(Μ_) 之一定比率（比如，一半)者，加以調整；次數比MaxH/2 低者，維持不變。如圖2所示，hl >MaxH/2，則將Μ調 整為 hi，’ hl，= (MaxH/2+hl)*0 5。次數比 MaxH/2 低者維 持原出現次數，如：hO< MaxH/2，則hO維持不變。依此 調整方式可得到與原影像不同曲線之亮度機率分布圖 (Adapjiv'Hist〇gram，以ADH簡稱），如圖2之虛線所示。 ,分析單元115所產生之ADH則輸入至動態範圍亮度 對應表產生單it 12G與對比增強亮度對應表產生單元 130用以產生動恶範圍党度對應表(luT—dr)與對比增強 亮度對應表(LUT_CT；)。 一 動態範圍亮度對應表產生單元120對分析單元115所 產生之ADH進行動態範圍(Dynamic Range，DR)延伸處 理。首先’動態範圍亮度對應表產生單元12〇依據adh， 進-步計算影像原有之黑_(以DRb _)與自階點（以 DRw簡稱）。DRb可以是為影像巾最暗點之數位值，亦可 以為ADH曲線上由數錄〇往高触值方向累加出現次 數達某個值(如（U)之數位值。DRw可以是為影像中最亮 點之數位值，亦可以於ADH㈣上由數健255往低數 位值方向累加出現次數達某個值(如〇1)之數位值。如在 腕系統下，某影像之ADH分布圖中，累加數位值〇〜1〇 之總出現機率可達累加機率以科αι，則可定哪= 12 1295895 18631twf.doc/r 10 ;累加數位值230〜255之總出現機率可達累加機率大於 等於0·1，則可定DRw = 230。 DR的最大程度應分布於系統之全數位值範圍，即： 在 8bit 系統下，DRb = 0，DRw 二 255 ;在 i〇bit 系統下， DRb = 0 ’ DRw = 1023。由上述方法計算出原影像之DRb 與DRw後’可任意定義小於DRb的數位值DRb，(DRb，< DRb)為新黑階點’任意定義大於DRw的數位值 DRw’(DRw’> DRw)定義為新白階點。 計算DRb，DRw與定義DRb’，DRw，之目的為標定出 LUT—DR之兩個轉折點。轉折點於;LUT—DR上之座標點的 建立方式為(DRb，DRb，)與(DRw，DRw，)，其中DRb與DRw 為原影像之黑階點與白階點；DRb，與DRw，則為新黑階點 與新白階點。其示意圖如圖3，其中虛線為未經DR延伸 調整之LUT曲線，而實線為經DR延伸調整後之LUT曲 線0 依據兩個端點與兩轉折點可自動建立出LUTJDR曲 線上輸入值(Input)所對應之輸出值(〇utput)。產生輸出值之 方式可依線性内插方式或非線性内插方式運算而得。 刀布圖之党度值即依此表完成DR延伸動作。 對比增強亮度對應表產生單元130對ADH進行對比 增強處理。依據ADH,進一步計算影像暗色與亮色像素成 刀在8bit糸統下，本貫施例定義暗色成分的範圍分布於 機率分布圖上數位值0至40;定義亮色成分的範圍分布於 機率分布圖上數位值215至255。在l〇bit系統下，暗色分

13 1295895 18631twf.doc/r 布於0至160 ;党色分布於863至1023。 - 、在本實施例中，計算暗色範圍内之累加機率值(以F1 代表此累加機率值)與亮色範圍内之累加機率值(以F 2代表 此累加機率值）。不同的F1與F2值表影像暗、亮色成分多 寡不一，須藉由不同曲線形狀的LUT一CTM以增強視覺對 比。在本貫施例中，LUT—CT是由内建資料庫LUT_ CTF1 與LUT—CTF2組成，其涵蓋範圍如圖4。依據F1值大小 φ 可遙定須增強暗色成分之半S形曲線(LUT—CTF1);依據 F2值大小可選定須增強亮色成分之半s形曲線 (LUT—CTF2)。 於8bit系統下，LUT—CTF1為四個數位值〇至79的 骨度對應表(如圖4之a，b，c與φ ; LUT—CTF2為四個數 位值80至255的焭度對應表(如圖5•之e，^，g與的。於 lObit系統下’LUT—CTF1則為四個數位值〇至317的亮度 對應表，LUT一CTF2為四個數位值321至1〇23的亮度對應 表。 鼸四條LUT一CTF1的選擇條件可依所計算而得之F1與 k* (F1計算範圍/全亮度數位值)來決定；四條lut_ctf2 的選擇條件可依所計算而得之们與!^ * (]?2計算範圍/全 冗度數位值)來決疋。k疋選擇半^形曲線之調整因子，匕 值介於0〜1·2。以8bit系統為例，F1計算範圍為4〇一〇 = 4〇; F2計算範圍為255 -215 = 40;全亮度數位值則為255 一〇 = 255。因此僅須依據F1與F2值，對照選擇表即可選擇出 適於增強對比的LUT一CTF1與LUT—CTF2曲線。半s形 14

(I 1295895 18631twf.doc/r 曲線選擇條件依如下表之不同&值所列：

半S形曲線選擇條件

LUT CTF1 ㈣.16)>?1>^^)

kl = 1.2 k2 = 0.8 k3 = 0·5 與LUT一CTF2曲線。然而’如果直接將所選出< k值 LUT—CTFl LUT CTF1 與LUT_CTF2曲線組合成LUT_CT，在某些情況下·;可能 會導致在LUT—CTF1與LUT_CTF2之交界點處之曲線斜率 大然變化過大’導致某些影像經LUT—CT亮度對應查表後 出現不協調之晝面。 為減少不協调晝面產生’同時達到影像亮度最佳化， 本實施例以如下方式增加LUT—CT曲線平滑度。比如，如 圖5所示，LUT一CTF1與LUT—CTF2交界點（以midgry簡 稱)之數位值分別減去第一微調係數gl與加上第二微調係 數 g2，取此 midgry - gl、midgry 與 midgry + g2 三座標點 進行亮度增強之微調。 15 I2958953itwfd〇c/r T —系統下，LUT-CTFl與LUT-CTF2之交界點 8〇為增加LUT—CT整體平滑度，可於LUT-CTF1 兵、—CTF2建構完成LUT-CT後，取g卜10, g2二20， ::70 80 1〇〇二座標點進行亮度修正。修正目的為使 70至100之間的曲線更平滑。

L正方去可以為取7 G與⑽兩座標點之—次線性内插 建70至1〇〇的LUT—CTR容值；或取與廟 三f標點做多次線性内插方式重建70至1。。# LUT_CT 内容值，如圖5所示。依此方式所得之LUT一CT具有辦強 影像對比與影像亮度之功能。在圖5中，顯示出原本^選 取，LUT—CTF1與LUT—CTF2。至於在座標點％〜1〇〇間 則疋微调區域。 綜上所述，為達進行增強影像對比與影像亮度最佳化 之目的，對比增強亮度對應表產生單元13〇會 4與圖5之對應表。 座生…口圖 於連續撥放之數位影像中，本實施例能針對個別視框 (frame)的影像内容產生不同之LUTJDR與LUT CT。作若 連繽視框之間的LUT變化差異過大，易於視覺上產生不舒 適感覺。同時於硬體實現時，須考量硬體運算增強參數之 耗損時間。平滑度調整單元14〇即可用於提升影 (Color Smoothing，C.S·)，其示意圖如圖 6。 ’用度 假设硬體運异筝數(亦即產生對應表)須佔去二個視框 時間。在本實施例中，C.S·的平滑機制即取數個已運曾而 得之LUT作曲線内容值的相加平均，以當作該視=的 16 1295895 18631twf.doc/r LUT。 曰更詳細地說明，應用於第N〜N+2個視框之lUTJDR 是取第N-6個視框所得之lut—dr與第n_3個視框所得之 LUT—DR的曲線内谷值相加平均而得。同樣地，應用於第 N〜N+2個視框之LUT—CT是將第N_6個視框所得之 ·· LUT-CT與第犯個視框所得之服—〇[的曲線内容值相 ' 2平均而得。在圖6中，LUT—N_6代表取第N_6個視框所 • 知之LUT-DR與LUT—CT，其他意思可類推。 依平滑度调整單元140所平均出之LUT DR，、 LUT—CT，冗度调整單元15〇調整亮度訊號γ，以得到新 亮度訊號Y’。 ，衫度補償單το 17 0會根據原亮度訊號γ與新亮度訊號 Y’間之關係，而產生一彩度補償因數f。彩度補償因數f ，(YVY)間可為-次線性關係或多次線性關係、。彩度補償 早π Π0再根據所產生之彩度補償因數W補償亮度色度 春分離信號之色度信號(Cb，Cr)，崎到補償後色度信^ (Cb,，Cr’）。其影像—之色度訊號⑽⑺與影像二之色度 訊號(Cb，，Cr，)之間的關係可以如下公式：

Cb9 = f*Cb ；

Cr，= f * Cr ; 取後，逆信號轉換單元16〇再根據新亮度訊號γ，與補 :後色度信號(Cb’，cy)，進彳亍逆轉換，以得到輸出影像 =(R’G’B’）。輸出影像信號抑，18，)可提昇影像對比，動 喊圍與影像平滑度，同時能維持影像色調之一致性。 17 1295895 18631twf.doc/r 请注意，如果輸入影像為靜態影像(如數位相片）等， -則本發明實施例(如目1)可不包括該平滑度調整單元14〇。 亦即，由對應表產生單元120與13〇所產生之對應表 LUT—fR與LUT—CT直接輪人至該亮度單元15〇,以 。周整冗度彳§號Y，但仍需要彩度補償單元17〇。 本發明另一實施例提供一種影像適應性色彩調整方 法。輪入影像信號為RGB數位訊號，假設硬體運算色彩 φ 凋整芩數須佔去二個視框時間。則此實施例之方法包括下 列步驟。 A.)將影像中第N個視框之所有數位訊號RGB轉換至 亮度與色度分離之訊號YCbCr。 B·)統計此第N個視框之全影像下亮度γ出現機率分 布圖。 C·)對原影像機率分布圖進行適應性權重分配(adh)。 D·)進行動態範圍(DR)延伸··取ADh中出現之最小數 位值為DRb(比如，設為30)，與出現之最大數位值為 ’ DRw(比如，設為240)，任意訂出DRb，(比如，設為1〇)與 DRw (比如’設為 250)，其中 DRw，< DRb ; DRw，> DRw。 依照座標點（〇,〇)(3〇，1〇)(240,250)(255,255)四點計算出 LUT一DR ’其中輸出數位值依線性内插或非線性内插方式 計算得出。 E·)對比增強：計算ADH下暗色成分(數位值〇〜4〇)之 F1值(比如’為〇·〇5)，與亮色成分(數位值215〜255)之F2 值(比如’為〇·3)。依據F1值由資料庫中於LUT—CTF1範 18 1295895 18631twf.doc/r 的半f形曲線;依據F2值由資料庫中於 - 軏圍内選出適當的半S形曲線，如此可建構出 LUT—CT。為增力口咖―CT曲線平滑度與影像亮度最佳 化’將LUT—CT上之平滑微調區域(7〇〜1〇〇，其選擇方式 ^上述)之兩座標點以—次線性方式(或取三座標點以二次 線性方式)4新計算數位值70至1G0之_矩_容值而 完成LUT—CT微調程序。 #F·)提昇影像平滑度：將第N-6個視框所得之LUT_DR 與第二-3個視框所得之LUT—DR的曲線内容值相加平均而 成為第N〜N+2個視框須增強之LUTj[)r ;將第n-6個視 框所得之LUT—CT與第則個視框所得之LUT—CT的曲線 内容值相加平均而成為第N〜N+2個視框須增強之 LUT—CT。 G·)將原影像之亮度訊號(假設影像中某亮度色度訊號 之數位值（Y，Cb，Cr) = (1〇〇,3〇，_30))，依查表法查詢 LUT—DR、LUT—CT可得新的亮度訊號(假設新亮度色度訊 號之數位值(Y，，Cb，Cr) = (11〇,3〇，_30))。 H·)根據原亮度訊號(γ)與新亮度訊號(γ，)間之關係，定 義出彩度補償因數(假設f與γ，/γ之間為一次線性關係， 亦即，則卜110/100=1.1)，原亮度色度訊號之色度成分 (Cb，Cr)即依f值作適當的放大或縮小（即（Cb’，Cr’）= (33，_33))。 I·)將調整後的亮度訊號(Y，)與色度訊號(Cb’，Cr’)轉換 回RGB訊號，輸出影像完成影像處理程序。 19 1295895

。由於計算與判斷可得到不 因此更符合適應性色彩調整的目 在本發明實施例中，可以使靜態 人眼觀賞時呈現出更舒適之自然感， 維持影像調整前後色調一致性。由 同影像時LUT的内容， 的。 ^本㈣已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 =發明，任何_此技藝者，在不脫離本發明之精 和觀圍内’當可作些許之更動與㈣，因此本發明之保 範圍當視伽之申請專糖_界定者鱗。 … 【圖式簡單說明】 圖1為本發明一實施例之適應性色彩調整裝置1〇〇 功能方塊圖。 々 圖2為影像亮度機率分布圖與權重分配影像亮度 分布圖； 千 圖3為影像動態範圍調整(LuTJDR)之示意圖； 圖4為影像對比調整（LUt_CT)示意圖； 圖5為增進影像對比調整曲線平滑度之示意圖； 圖6為提升影像平滑度之示意圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇:適應性色彩調整裝置 1295895 18631twf.doc/r 110:信號轉換單元 115 :分析單元 120 :動態範圍亮度對應表產生單元 130 :對比增強亮度對應表產生單元 140 :平滑度調整單元 150 :亮度調整單元 170 :彩度補償單元 160 :逆信號轉換單元

Claims (1)

1295895 18631fwf.doc/r 十、申請專利範圍： 1·一種顯示裔之數位影像適應性色彩調整裝置，包括： 一分析單兀’接收一亮度色度影像信號，該亮度色度 影像信號至少具有-亮度成份與—色度成份，該分析單元 分析並重相党度色度影像信號之該亮度成份之—機率分 布圖，以得到一權重亮度機率分布圖；

-動悲fen党度對應表產生單元，接收該分析單元所 輸出之該《亮度解分布圖，對其進行動_圍延伸， 以產生一動態範圍亮度對應表； -對比增強免度對應表產生單元，接㈣分析單 輸出之該《亮度鱗分布κ，對其進行對比增強， 生-對比增強亮度對絲，用以雛該亮度成份之 對比； m 、，整單70 ’根據軸態範圍亮度制表與 增強亮度對應表，來纏該亮度色度影像信號之該 份；以及 战 -彩度補償單元，根據觀前後之該亮度成份間 係，來補償該亮度色度影像信號之該色度成份。 3 號 號 轉換成具耗度紐與—其減份之該亮度色度影 2·如申請專觀圍第丨顧狀触影像適應性 調整裝置，更扯-錢轉換料ϋ位輸入影像^ 像信 22 1295895 18631twf.doc/r ，敕1.72利範圍第3項所述之數位影像適應性色彩 调正衣置，更包括一逆信號轉換單元，接收該亮度調 兀所輸出之該調整後亮度成份與該信號轉換單元ς 該亮度色度影像信號之該其他成份 : 份之一輸tU彡像信號。 衫不具1度成 二利範圍第1項所述之數位影像適應性色彩 凋正衣置其中该亮度色度影像信號包括：Yc YUV信號、HSI信號或YPbPr信號。 二申第1項所述之數位影像適應性色彩 ϋί心模擬人眼於觀f影像時的適應 7如申覺感知之該權重亮度機率分布圖。 ) 明專利範圍第1項所述之數位影像 调整裝置，其中該動態範圍亮度對應表產 ^ ^ ί辦，-最暗點數位值與-最亮二;; ^一弟-黑階點數位值與—第—白階點數位值，以用 之一第二黑階點數位值與-第二白階點 值以力$>广⑦—黑階點數位值小於該第—黑階點數位 二:以及料二白階點數位值大_第—白階點數位值， =-黑階點數位值與該第二白階點數位 態範圍亮度對應表。 勒 甲ϊί利範園第1項所述之數位影像適應性色彩 範圍亮度對應表產生單元將累加該 插重免度機率分布圖之機率值達—第—數 (? 23 1295麟― 之责度數位值來定義—第―黑階‘點數位值與—第一白階點 數位值，以用於定義延展—動態範圍之—第二黑階點數位 值與-第二白階點數位值，其㈣第二黑階點數位值小於 該第-黑階點數位值’以及該第二白階雜位值大於該第 一白階點數位值，該第二黑階點數位值與該第二白階點數 位值用於產生該動態範圍亮度對應表。 9·如申明專利㈣第7喊第8項所述之數位影像適 應性色彩調整裝置’其巾該減範圍亮度對應表依線性内 插法或非線性内插法計算而得。 10·如申料魏圍第丨項所述之數位影像適應性色 彩調整裝置，其巾輯比增強亮度對縣產生單元計算該 權重免度機率分布圖之-暗色成分機率累加值㈣與一亮 色成分機率累加值(F2);根據該暗色成分機率累加值(F1) 與該亮色成分機率累加值(F2)，該對比增強亮产 兩組涵蓋不同數位值範圍之複數第—部份對比^強^對 應表（LUT一CTF丨）與第二部份對比增強亮度對^表 (^υτ〜〇τ2)建構而成，第一部份對比增強亮度對應表與第 二部份對比增強亮度對應表包括四條不同形狀之曲線。 〜u·如申請專利範圍第10項所述之數位影像適應性色 彩調整裝置，其中，為增加對比增強亮度對應表之曲線平 滑度’該對比增強亮度對應表產生單元依據該第一部份對 比增強亮度對應表(LUT一CTF1)與該第二部份對比辦強真 度對應表(LUT_CTF2)之交界點，得到一段微調區域^曲° 線平滑度微調。 24 1295895 18631twf.doc/r 彩調3置^=範圍2項所述之數位影像適應性色 用-次線性内插方式或多次線性内插方度細】 彩調=4專細之數位影像纖 成份間之差異程職 像之色調-致性十异出—彩度補償因數，用以維持影

^ 14·如巾請專利範圍第13項所述之數 彩調整裝置，其中~ 、心性色 、中4度補伯數與調整前後之該亮度成 伤之^爾，關係可為-線性關係或多次線性關係式^ • ·種頦不器之數位影像適應性色彩調整裝置，包 括· -信號轉換單元’接收―第—影像信號以轉換成 二影，信號，該第—影像信號不具有—亮度成份，該第二 影像k號至少具有一亮度成份與一色度成份； 一分析單元，分析並權重計算該第二影像信號之該亮 度成份之一機率分布圖，以得到一權重亮度機率分布圖^ 一動態範圍亮度對應表產生單元，接收該分析單元所 輸出之該權重亮度機率分布圖，對其進行動態範圍延伸， 以產生一動態範圍亮度對應表； 一對比增強亮度對應表產生單元，接收該分析單元戶斤 輸出之該權重亮度機率分布圖，對其進行對比增強，以產 生一對比增強亮度對應表，用以調整該亮度成份之一影像 對比； 25 1295895 18631twf.doc/r 一平滑度調整單元，取該動態範圍亮度對應表產生單 元所產生之複數個動態範圍亮度對應表，加以平滑，以產 生一平滑後動悲範圍亮度對應表，以及取該對比增強亮度 對應表產生單兀所產生之複數個對比增強亮度對應表，加 以平滑，以產生一平滑後對比增強亮度對應表；

一亮度調整單元，根據該平滑後動態範圍亮度對應表 與該平滑後對比增強亮度對應表，來調整該第二影像信號 之該亮度成份以產生一調整後亮度成份； 一彩度補偵單元，根據調整前後之該亮度成份間之關 係，來補償該第二影像信號之該色度成份；以及 一逆信號轉換單元，接收該第二影像信號之補償後色 度成份與_整後亮度成份，以轉換成—輸&影像信號， 該輸出影像信號不具有一亮度成份。 16,如申請專魏圍第15摘叙触影像適應性色 彩調整裝置，其中該第二影像信號包括：YCbCr信號、γυν 信號、HSI信號或YPbpr信號。 Π.如申料纖M 15摘述之触影像適 彩調整裝置，其中該第一影像信號為一動態影像。U巴 18.如申請專利範圍第15項所述之數ς影像適 彩調整裝置，其中該分析單元模擬人眼於觀賞影像日g色 應性視覺感知，對該亮度成份之該機率分布圖進行日:的適 布權重分配，以取得符合視覺感知之該權重亮度^度分 圖。 又戈屮分布 19.如申請專利範圍第15項所述之數位影 乂應性色 26 1295895 18631t*wf.doc/r 整H其巾軸態範圍亮度對應表產生單it將該權 重党度，率分布圖之一最暗點數位值與一最亮點數位值定 義為-第-黑階點數位值與一白階點數位值，任意定義用 於延展-動恶範圍之一第二黑階點數位值與一第二白階點 數位值/、中U亥苐—黑階點婁文位值小於該第一黑階點數位 值，以及該第二白階點數位值大於該第一白階點數位值， 該第二黑階點數位值與該第二白階點數位值用於 態範圍亮度對應表。 ^ 20·如申請專利範圍第丨5項所述之數位影像適應性色 彩調整裝置，射軸態麵亮度對絲產生單元將累加 該權重亮度機率分布圖之機率值達—第—數值與—第二數 值之党度數位值來定義位值與—第一白階 點數位值，以用於定義延展-動態範 位值r第二白階點數位值，其中該第二黑 於5亥弟1階點數位值，以及該第二白階點數位值大於該 第-白階點數位值，該第二黑階點數位值與該第二白階點 數位值祕魅軸_目亮麟縣。 ” 21.如申5f專她圍第19項或第2()項所述之數位影 繼，其中該動態範圍亮度對應表依線性 内插法或非線性内插法計算而得。 彳f㈣15項崎之触影像適應性色 權重亮度機率分布圖之—暗色成分機率累加值㈣與^ 色成分機率累加值(F2)，·根據該暗色成分機率累加值的匕）

27 1295895 18631tWf.doc/r 與該亮色成分機率累加值(F2)，該對比增強亮度對應表由 兩組涵蓋不同數位值範圍之複數第一部份對比^ ^又、、 應表（LUT-CTF1)與第二部份對比增強亮^ = (LUT—CTF2)建構而成，第一部份對比增強亮度對應表^ ^ 二部份對比增強亮度對應表包括四條不同形狀之曲、線 23·如申請專利範圍第22項所述之數位影像適應性 彩調整裝置，其+，為增加對輯強亮朗應表之:線 滑度’該對比增強亮度對應表產生單元依據該第—部份 比增強亮度對應表(LUT_CTF1)與該第二部份對比增強其 度對應表(LUT—CTF2)之交界點，得到一段微調區域^曲° 線平滑度微調。 、〜Μ.如申請專利範圍第μ項所述之數位影像適應 =整It置’其該段微観域之轉平滑度微調可利 用一次線性内插方式或多次線性内插方式進行。 ㈣153料利顚第15销述之紐影像適應性色 其中該彩度補償單元根據觀前後之該亮度 像:二=度而計算出一彩度補償因數’用以維持影 第15項所述之數位影像適應性色 份if=其中該彩度補償因數與調整前後之該亮度成 差痛度之關係可為—線性關係或多次線性關係式。 7·一種影像適應性色彩調整方法，包括： 产分輪人之—輸人影像信號轉換至連續之—亮度色 剩5 #u ’該亮度色度分離信號含-亮度成份與-色度

28 J2 9 5 ^ ^ j 8631 twf.doc/r 成份； 統計該亮度成份之機率分布圖，並進行適應性權重分 配，以得到一權重亮度機率分布圖； 對該權重亮度機率分布圖進行動態範圍(DR)延伸，以 付到一動悲範圍亮度對應表(lut_dr); 對該權重亮度機率分布圖進行對比增強，以得到一對 比增強亮度對應表(LOT_CT); 對该對比增強亮度對應表進行曲線平滑； 將複數個亮度成份所對應之複數個動態範圍亮度對應 表相加平均而形成應用於一後續亮度成份之一動態範圍亮 度對應表，以及將複數個亮度成份所對應之複數個平滑後 對比增強亮度對應表相加平均而形成應用於該後續亮度成 份之一對比增強亮度對應表； 根據平均而成之該動態範圍亮度對應表與該對比增強 72度對應表，對該後續亮度成份進行亮度調整； 根據調整前後之亮度成份，對該亮度色度分離信號之 該色度成份進行彩度補償；以及 對亮度調整與彩度補償後之該亮度色度分離信號進行 逆轉換’以產生連續之輸出影像信號。 28.如申睛專利範圍第27項所述之方法，其中該亮度 色度分離信號包括·· YCbCr信號、Υυν信號、HSI信號^ YPbPr信號。 29·如申請專利範圍第27項所述之方法，其中得到該 權重焭度機率分布圖之該步驟包括：模擬人眼於觀賞影像 29 1295895 18631tWf.doc/r 時的適應性視覺感知，對該亮度成份之該機率分布圖進行 亮度分布權重分配。

30·如申請專利範圍第27項所述之方法，其中進行動 態範圍(DR)延伸以得到該動態範圍亮度對應表(LUT_DR) 之該步驟包括：將該權重亮度機率分布圖之一最暗點數位 值與一最亮點數位值定義為一第一黑階點數位值與一白階 點數位值，任思疋義用於延展一動態範圍之一第二專階點 數位值與一第二白階點數位值，其中該第二黑階點數位值 小於該第一黑階點數位值，以及該第二白階點數位值大於 該第一白階點數位值，該第二黑階點數位值與該第二白階 點數位值用於產生該動態範圍亮度對應表。 白 31.如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該動熊 la圍梵度對絲產生單元將g加該權重亮度機率 ，率值達-第-數雌—第二數值之亮度數位值來 第-黑階賴健與—第—自_触值，㈣ 3-=5圍之-第二黑階點數位值與-第二白階點i位 值，/、中,亥弟一黑階點數位值小於該第一黑 以及該第二白階賴位值大於該第—白階點數位值二 二黑階點触值與鮮二白階點數位 j 圍亮度對應表。 厓王孩動恶乾 32. 如申請專利範圍第3〇項或 令該動態範圍亮廑針録心“紅Α财之方法’其 算而得。朗絲依線性_法或麵性内插法計 33. 士申巧專利|巳圍第27項所述之方法，其令對該權 30 1295895 18631twf.doc/r' 重党度機率分布圖進行對比增強以得到該對比增強亮度對 應表(LUT—CT)之該步驟包括··計算該權重亮度機率分布圖 之一暗色成分機率累加值(F1)與一亮色成分機率累加值 (F 2 )，根據該暗色成分機率累加值(F與該亮色成分機率累 加值(F2)，該對比增強亮度對應表由兩組涵蓋不同數位值 範圍之衩數第一部份對比增強亮度對應表(LU丁_CTF1)與 第二部份對比增強亮度對應表(LUT—CTF2)建構而成，第一

部份對比增強亮度對應表與第二部份對比增強亮度對應表 包括四條不同形狀之曲線。 34·如申請專利範圍第33項所述之方法，其中，對該 ^比增強亮麟縣騎曲線平滑之該步驟包括：依據該 第一部份對比增強亮度對絲(LUT—CTF1)與該第二部份 對比增強党度對應表(LUT—CTJF2)之一交界點，得到一段微 调區域進行曲線平滑度微調。 35.如申請專利範圍第34項所述之方法，其中，該 微調區域之曲線平滑度微調可湘_:欠祕 = 次線性内插方式進行。 乃式或夕 、…36.如申請專利範圍第27項所述之方法，其 補償單元根據娜前後之該亮賴份間之差異程声：ς 出-#度補償®數，用以維持影像之色調—致性。^ 7.如申請專利範圍第27項所述之方法， 補償因數與調整前後之該亮度之差異 -線性關係或多次線性關係式。 -之Η係可為