專利名稱：增加影像的可辨性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種在黯淡背光狀況下增加影^像的可辨性的方法，尤指一 種通過提高影像的背景亮度層來增加影像的可辨性的方法。
背景技術(shù)：
多媒體裝置，尤其是可攜式裝置，被設(shè)計(jì)于任何地點(diǎn)及任何時(shí)間都可使
用，因?yàn)橐壕э@示器(Liquid Crystal Displayer， LCD)的背光決定可攜式裝置 的電力消耗，多種的技術(shù)利用節(jié)省可攜式裝置的液晶顯示器的電力來延長(zhǎng)可 攜式裝置的電池壽命。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可了解，影像視覺效果強(qiáng)烈 地與液晶顯示器的背光強(qiáng)度有關(guān)，背光越黯淡，則影像品質(zhì)便越差，因此， 在不同亮度狀況下仍保持影像品質(zhì)便十分重要。
在影像增強(qiáng)以及色調(diào)映射領(lǐng)域中可找到相關(guān)技術(shù)。傳統(tǒng)方法主要是設(shè)計(jì) 來維持一個(gè)通過特定人類視覺系統(tǒng)(human vision system, HVS)才莫型所估算的 人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)，而這些模型有許多種選擇，范圍從均方差至復(fù)雜外觀模 型。在這些模型中，經(jīng)典對(duì)比度(classical contrast)及主觀對(duì)比度(perceptual contrast)是其中最常被利用的，主要原因在于對(duì)比度是影響整個(gè)影像品質(zhì)的 最重要的因素。經(jīng)典對(duì)比度被定義以信號(hào)處理知識(shí)為基礎(chǔ)，如麥克森對(duì)比度、 韋柏分?jǐn)?shù)、對(duì)數(shù)比以及信號(hào)噪聲比。另一方面，不同于經(jīng)典對(duì)比度，主觀對(duì) 比度則是利用人類視覺系統(tǒng)的心理特性來估算人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。大部分的 主觀對(duì)比度是以恰辨差(just noticeable difference, JND)理論所衍生的一轉(zhuǎn)換 函數(shù)(transducer flmction)為基礎(chǔ)來加以設(shè)計(jì)。該轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換該影像信號(hào)從 原始空間領(lǐng)域至一個(gè)更能代表人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)的領(lǐng)域。該主觀對(duì)比度接著 被定義在類似于該經(jīng)典對(duì)比度所定義的領(lǐng)域中。將局域?qū)Ρ榷燃叭謱?duì)比度 兩者納入考量，傳統(tǒng)技術(shù)常應(yīng)用在多尺度方面，其中較大的尺度對(duì)應(yīng)到一邊 界區(qū)域的對(duì)比度，再者，不同種類的子頻帶結(jié)構(gòu)被發(fā)展來幫助解析該多尺度 技術(shù)。
雖然傳統(tǒng)的方法對(duì)于一般的觀看狀況(也即50%或更高的液晶顯示器背光)有好的成果，但在黯淡背光狀況(如低至10°/。背光)就表現(xiàn)不佳，主要
的原因是人類視覺系統(tǒng)在這些狀況間有不同的特性，以及用于傳統(tǒng)方法中的 人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)估計(jì)器在黯淡背光狀況中不再準(zhǔn)確。
因此，保持原本可辨區(qū)域的可辨性便成為在黯淡背光下增強(qiáng)影像的一個(gè) 重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種通過提高影像的背景亮度層來增 加該影像的可辨性的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其揭露一種用于增加影像的可辨性的方法。該
方法包含以下步驟依據(jù)該影像的第一亮度特性以及第二亮度特性來處理該 影像，其中具有該第一亮度特性的多個(gè)像素較具有該第二亮度特性的多個(gè)像 素亮；壓縮具有該第一亮度特性的該多個(gè)像素；以及調(diào)整具有該第二亮度特 性的該多個(gè)像素。


圖1為原始影像被具有100%背光的顯示裝置所顯示之下的人類視覺系 統(tǒng)反應(yīng)曲線的示意圖。
圖2為原始影像被具有10%背光的顯示裝置所顯示之下的人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)曲線的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所揭示的在原始影像上提高亮度的方法的 示意圖。
圖4為原始影像的暗區(qū)的亮度及感知反應(yīng)兩者之間的關(guān)系的示意圖。 圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所提出的加強(qiáng)原始影像的可辨性的方法的 流程圖。
圖6為根據(jù)圖5的實(shí)施例所提出的用來處理原始影像以產(chǎn)生加強(qiáng)影像的
影像加強(qiáng)處理流程的示意圖。
圖7為本發(fā)明中原始亮度層的前景區(qū)域及背景區(qū)域的定義的示意圖。 圖8為人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)、背景亮度值以及前景亮度值之間關(guān)系的三維
空間示意圖。
圖9為本發(fā)明提高黯淡亮度層以使其成為第二亮度層的比例運(yùn)算的示意圖。
圖10為本發(fā)明裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層以使其成為裁切人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)層的裁切處理的示意圖。
主要元件符號(hào)說明102、104人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線
103、105人類^L覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍
302、304、 306分布線
402a、402b感4口反應(yīng)范圍
404、406亮度范圍
500方法
502、504、 506、508、 510、 512、 514、 516
步驟
600影像加強(qiáng)處理流程
602原始影像
604原始亮度層
606第一亮度層
608黯淡亮度層
610第二亮度層
612人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層
614裁切人類^見覺系統(tǒng)反應(yīng)層
616加強(qiáng)亮度層
618、620加強(qiáng)影像
702方塊
704像素
具體實(shí)施例方式
在說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所 屬領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼 同樣的元件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件 的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后 續(xù)的請(qǐng)求項(xiàng)當(dāng)中所提及的"包含"為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包含但不限定于"。另外，"耦接" 一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。 因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接 電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第 二裝置。
上述傳統(tǒng)技術(shù)表現(xiàn)不佳的主要原因在于人類視覺系統(tǒng)在黯淡背光狀況 下以及傳統(tǒng)技術(shù)所處理的原始狀況下有不同的特性。根據(jù)本發(fā)明，在黯淡背
光下增強(qiáng)影像的人類視覺系統(tǒng)特性會(huì)造成兩個(gè)主要特征第一，顯示影像在 黯淡背光下較在原始背光下有較高百分比的不可辨亮度范圍，這指出該顯示 影像的大部分區(qū)域位于不可辨的亮度范圍；第二，在黯淡背光狀況中，色彩 的減損變成較嚴(yán)重的影像失真(artifact)。通常，當(dāng)由一個(gè)黯淡背光顯示器 來顯示時(shí)，色彩的色調(diào)趨向變暗以及像素的亮度會(huì)更加黯淡，而色彩的減損 就越高，因此，色彩的減損主要發(fā)生在影像的暗區(qū)，故需要被補(bǔ)償。
為了因應(yīng)細(xì)節(jié)消失的問題，人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)的S形曲線在本發(fā)明中被 利用來表示細(xì)節(jié)消失是如何發(fā)生的。主要概念為人類視覺系統(tǒng)的感應(yīng)度在暗 區(qū)中趨于零，因此在暗區(qū)的亮度變化不能被人類視覺系統(tǒng)所感知。換句話說， 本發(fā)明所提出的影像增強(qiáng)在黯淡背光狀況中可有效的增加主觀對(duì)比度。此 外，基于發(fā)現(xiàn)在一較亮區(qū)以較低對(duì)比度即可達(dá)到相同的主觀對(duì)比度，本發(fā)明 還提出一亮度增強(qiáng)概念?？偠灾鶕?jù)本發(fā)明，用來增加影像的可辨性的 方法包含下列步驟a)依一第一亮度特性以及一第二亮度特性來處理該影 像，其中具有該第一亮度特性的多個(gè)像素的亮度大于具有該第二亮度特性的 多個(gè)像素的亮度；b)壓縮(compress)具有該第一亮度特性的多個(gè)像素；以及 c)增強(qiáng)(boost)具有該第二亮度特性的多個(gè)像素。
為了在本發(fā)明的下列說明中描述黯淡背光所造成的效應(yīng)，黯淡背光被假 定為10%背光，以及針對(duì)一原始影像分別被具有100°/。及10%背光所顯示下 的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線則分別表示于圖1及圖2中。圖1為該原始影像被 具有100%背光的一顯示裝置所顯示之下的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線102的示 意圖。圖2則為該原始影像被具有10°/。背光的一顯示裝置所顯示之下的人類 視覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線104的示意圖。此外，該顯示裝置可支援的最大亮度值被 假定為300尼特(cd/m2)，因此，該100%及10°/。背光狀況的物理限制便分 別位于300尼特及30尼特，如圖l及圖2所示。為了要有最佳的顯示品質(zhì)， 該顯示裝置通常利用其所能提供的動(dòng)態(tài)范圍，因此，假定該原始影像的亮度在100%背光時(shí)的范圍從0尼特至300尼特，以及在該黯淡背光顯示時(shí)的范 圍則為0尼特至30尼特。然后，根據(jù)人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線102及人類視 覺系統(tǒng)反應(yīng)曲線104便可分別得到相對(duì)應(yīng)的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍103、 105。除此之外，該原始影像的亮度在100%及10%背光顯示下均可劃分為暗 區(qū)(darkregion)及亮區(qū)(brightregion)。請(qǐng)注意，暗區(qū)及亮區(qū)是依據(jù)像素值來定 義，因此在100°/。及10%背光狀況中便分別映射至不同的亮度范圍。
如圖1所示，對(duì)于該原始影像以100°/。背光顯示來顯示而言，該原始影 像中暗區(qū)的感知亮度/人1尼特至IO尼特，其可映射至該感知人類一見覺系統(tǒng) 反應(yīng)從O至O.l。然而，如圖2所示，假使該原始影像是以10%背光顯示來 顯示；則該原始影像中暗區(qū)的感知人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)實(shí)質(zhì)上為0，這指出在 100%背光下的暗區(qū)中可辨的影^像細(xì)節(jié)在10%背光狀況下不再具有可辨性， 而此一不可辨性便造成不良的影響，例如在該原始影^像的暗區(qū)中造成細(xì)節(jié)遺 失及顏色減損。因此，為了補(bǔ)償這些影響，該原始影像中該暗區(qū)的亮度應(yīng)被 提高，以將該暗區(qū)的可辨性提升至一可辨范圍。
請(qǐng)參考圖3,圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所揭示的在該原始影像上提 高亮度的方法的示意圖。該原始影像在100%及10%背光下顯示的原始感知 亮度分布分別為分布線302及304，如圖3左側(cè)所示。該圖可看出分布線302 及304都分別有其亮區(qū)及暗區(qū)，而應(yīng)用本發(fā)明的亮度提高方法可使分布線 304符合可辨亮度范圍，其為圖3所示分布線306的范圍。請(qǐng)注意，分布線 304不是完全成比例地調(diào)整至符合該可辨亮度范圍。根據(jù)本發(fā)明的亮度提高 方法，為了保持亮區(qū)的對(duì)比度，大部分的可辨范圍被圖3所示的該原始影像 的亮區(qū)所使用，然而，因?yàn)橛蓤D4所示亮區(qū)中一較窄亮度范圍404可達(dá)成相 同感知反應(yīng)范圍(其為圖4中402a及402b所示的范圍)，故該暗區(qū)的對(duì)比度 并不會(huì)減損。圖4為該原始影像中暗區(qū)的亮度及感知反應(yīng)兩者的間關(guān)系的示 意圖，其中較窄亮度范圍404對(duì)應(yīng)本發(fā)明中加強(qiáng)影像的新暗區(qū)，而較寬亮度 范圍406則對(duì)應(yīng)該原始影^像。
因此， 一種恰辨分(just noticeable decomposition, JND)方法可^皮利用來 將該原始影像分為一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層及一亮度層，然后，該人類視覺系 統(tǒng)反應(yīng)層的暗區(qū)可提高至新暗區(qū)，以及該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層保留了該原始 影像的影像細(xì)節(jié)。
請(qǐng)一并參考圖5與圖6。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所提出一種用來加強(qiáng)圖6中所示一原始影像602的可辨性的的方法500的流程圖。圖6為根 據(jù)圖5的實(shí)施例所提出的用來處理原始影像602以產(chǎn)生一加強(qiáng)影像618的影 像加強(qiáng)處理流程600的示意圖。假設(shè)大體上可獲得相同結(jié)果，圖5所示的流 程圖中的步驟不一定遵照此排序來連續(xù)執(zhí)行，也即，其他的步驟也可插入其 中。用來加強(qiáng)原始影像602的可辨性的方法500包含有下列步驟 步驟502:載入原始影像602。
步驟504:取得原始影像602的一原始亮度層604，其中原始亮度層604 有一原始亮度范圍。
步驟506:在原始亮度層604上執(zhí)行一低通濾波(low-pass filtering)運(yùn)算 來產(chǎn)生一第一亮度層606,其中第一亮度層606有一第一亮度范圍。
步驟508:黯淡化第一亮度層606來產(chǎn)生一黯淡亮度層608。
步驟510:定義與該第一亮度范圍不同的一第二亮度范圍，其中該第二 亮度范圍有一上限亮度臨界值以及一下限亮度臨界值。
步驟512:提高黯淡亮度層608的一相對(duì)暗區(qū)(relatively dark region)以使 其亮于該下限亮度臨界值以及降低黯淡亮度層608的一相對(duì)亮區(qū)(relatively bright region)以使其暗于該上限亮度臨界值，并據(jù)此來產(chǎn)生符合于該第二亮 度范圍的一第二亮度層610。
步驟514:產(chǎn)生對(duì)應(yīng)原始亮度層604的一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層612，其 中該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層有一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍。
步驟516:裁切(clip)該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層612的該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng) 范圍至一預(yù)定人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍，來產(chǎn)生一裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層 614。
步驟518:將第二亮度層610以及裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層614組成來 產(chǎn)生一加強(qiáng)亮度層616。
步驟520:恢復(fù)原始影像602的色彩至加強(qiáng)亮度層616來產(chǎn)生一加強(qiáng)影 像618。
在步驟502中，當(dāng)原始影像602被載入后，原始影像602的每一個(gè)像素 都包含色彩信息及亮度信息，因此，該色彩信息可從原始影像602擷取以得 到原始影像602的原始亮度層604，其中原始亮度層604具有圖3所示的分 布線302所代表的該原始亮度范圍。
另外，為了通過步驟506中的低通濾波運(yùn)算來獲得第一亮度層606 (其為原始亮度層604的背景亮度層)，原始亮度層604中的前景區(qū)域及背景區(qū) 域先必須被清楚地定義?？紤]圖7中方塊702內(nèi)的區(qū)域，圖7為本發(fā)明中原 始亮度層604的前景區(qū)域及背景區(qū)域的定義的示意圖。像素704被定義為前 景區(qū)域，以及方塊702內(nèi)的區(qū)域被定義為背景區(qū)域。假設(shè)該背景區(qū)域的每一 邊長(zhǎng)都為S ，當(dāng)空間擴(kuò)大時(shí)，背景適應(yīng)程度(background adaptation level)可影 響的對(duì)比度辨別臨界(contrast discrimination threshold)為10度^L角，而可禍L 距離L相關(guān)于S可由算式(l)表示
S=2*L*tan(5/2 7T) (1)
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖7中所示的背景區(qū)域?yàn)橐淮笮?5X15像素的 方塊，此外，前景亮度值被定義為像素704的亮度值，以及對(duì)應(yīng)至像素704 的同樣位置的背景亮度值則被定義為背景區(qū)域(其為方塊702內(nèi)的區(qū)域)的平 均亮度值，因此，在本實(shí)施例中，原始亮度層604即為前景亮度層。請(qǐng)注意， 本領(lǐng)域技術(shù)人員能充分了解平均該背景區(qū)域內(nèi)的亮度值來獲得背景亮度值 的方法為低通濾波運(yùn)算的其中一種應(yīng)用，因此，通過在原始亮度層604上執(zhí) 行上述的低通濾波運(yùn)算便可得到第一亮度層606。
當(dāng)由步驟506中得到第一亮度層606(也即該背景亮度層)的每一個(gè)像素 背景亮度值后，原始亮度層604的各個(gè)像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)也可由圖8 得知。圖8為人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)、背景亮度值以及前景亮度值之間關(guān)系的三 維空間示意圖。因此，根據(jù)圖8，經(jīng)由給予一像素的背景亮度值及前景亮度 值便可得到該像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。此外，請(qǐng)注意，該像素的人類視覺 系統(tǒng)反應(yīng)在本實(shí)施例中為 一個(gè)整數(shù)恰辨差值。
換句話說，經(jīng)由紀(jì)錄每一像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)及背景亮度值，原始 亮度層604可被分為兩層第一亮度層606(也即背景亮度層)以及人類視覺 系統(tǒng)反應(yīng)層(步驟514)。請(qǐng)注意，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，原始亮度層604 的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)可依據(jù)原始亮度值以及第 一 亮度值來搜尋一預(yù)定人類 視覺系統(tǒng)反應(yīng)表而獲得。
在步驟508中，既然本發(fā)明的實(shí)施例是利用在10%背光狀況下加強(qiáng)原始 影像602的可辨性，第一亮度層606便經(jīng)由黯淡化至10%背光狀況來產(chǎn)生黯 淡亮度層608,其亮度范圍由圖3中的分布線304來表示。然后，為了將黯 淡亮度層608的暗區(qū)提高至亮區(qū)，異于第一亮度范圍不同的第二亮度范圍應(yīng) 在步驟510中被定義，其中第二亮度范圍為加強(qiáng)影像618的亮度范圍。因此，第二亮度范圍便具有圖3中分布線306所表示的亮度范圍。
然后， 一比例運(yùn)算(scaling operation)被應(yīng)用來提高黯淡亮度層608的相 對(duì)暗區(qū)以使其亮于該下限亮度臨界值，以及降低黯淡亮度層608的相對(duì)亮區(qū) 以使其暗于該上限亮度臨界值，并據(jù)此產(chǎn)生符合第二亮度范圍的第二亮度層 610,其中第二亮度層610為加強(qiáng)影像618的背景亮度層。上述的比例運(yùn)算 可由下列算式(2)來表示
/ , = j ， rw， O
t 其它情況 、乂
其中B以及B，分別代表每一像素在黯淡亮度層608以及第二亮度層610 中的亮度值，bth為亮度臨界值，其被選擇來在10%背光狀態(tài)中一給定顯示 亮度上限之下維持住最大人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。在算式(2)中的因子Scale為亮 度的黯淡化因子。根據(jù)算式(2)，可得到第二亮度層610，其為加強(qiáng)影像618 的背景亮度層。圖9為本發(fā)明提高黯淡亮度層608以使其成為第二亮度層610 的比例運(yùn)算的示意圖。根據(jù)圖9,針對(duì)黯淡亮度層608中每一個(gè)像素的一亮 度值而將該亮度值與亮度臨界值Bth作比校，當(dāng)該亮度值小于亮度臨界值 bth時(shí)，將該亮度值以亮度臨界值Bth來加以取代，以及當(dāng)該亮度值不小于 亮度臨界值bth時(shí)，則將該亮度值乘以因子Scale。
另一方面，在步驟516中，裁切處理是應(yīng)用在人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層612 上每一個(gè)像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)，以通過下列算式(3)來壓縮人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)層612以產(chǎn)生一裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層614:
愿，雨>愿訓(xùn) +臘，
贈(zèng)，I臘—脂畫 |<馬m, (3)
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其中HVS，為裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層614的每一像素的人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)，HVSmean為人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層612的所有像素的平均值，此外，HVSTh 為一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值，其被選擇來保留原始影像602中80%的人類 視覺系統(tǒng)反應(yīng)。根據(jù)算式(3)，可獲得裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層614，其為加 強(qiáng)影像618的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層。圖10為本發(fā)明裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng) 層612使其成為裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層614的裁切處理的示意圖。換句話 說，對(duì)于人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層612中每一像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)，核對(duì)該 人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)是否在一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍內(nèi)，而該人類^見覺系統(tǒng)范圍界定于一第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值(也即HVSth)以及一第二人類視覺 系統(tǒng)反應(yīng)臨界值(也即-HVSra)。當(dāng)該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)在一人類視覺系統(tǒng)反 應(yīng)范圍內(nèi)，便保留原本的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)；當(dāng)該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)大于該 第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值時(shí)，以該第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值來取代 該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)；以及當(dāng)該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)小于該第二人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)臨界值時(shí)，以該第二人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值來取代該人類視覺系統(tǒng)反
應(yīng)。此外， 一上限設(shè)定值(也即HVSTH)被加入至一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值 (也即HVS面an)來取得該第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值；以及一下限設(shè)定值 (也即-HVSTH)從該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值(也即HVSmeJ減去來取得該第 二人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值。請(qǐng)注意，該人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值(也即 HVSmean)在此實(shí)施例中被假定為0。
請(qǐng)注意，恰辨差分解(JND decomposition)是可逆的，因此，根據(jù)人類視 覺系統(tǒng)反應(yīng)之間的關(guān)系、背景亮度值以及前景亮度值(如圖8所示)，可合 并第二亮度層610以及裁切人類^L覺系統(tǒng)反應(yīng)層614來產(chǎn)生加強(qiáng)亮度層616 (步驟518)，也即反恰辨差分解(inverse JND decomposition)。
然后，在步驟520中，加強(qiáng)影像618便根據(jù)算式(4)被還原
M， =M*(IWL。n)"T (4)
其中L。ri為原始影像602的亮度值、Lenh為加強(qiáng)影像618的亮度值、M
為原始影像602中一色彩的原始像素值以及M，為加強(qiáng)影像618中一色彩的 加強(qiáng)像素值。
明顯地，以100%背光顯示的加強(qiáng)影像620相較于原始影像602在相同 亮度狀況下有較佳的影像品質(zhì)，因此，由于本發(fā)明方法保留暗區(qū)的細(xì)節(jié)信息 至一合適亮度范圍中，故維持影像在極度黯淡的光源顯示下的可辨品質(zhì)。此 外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示出本發(fā)明方法在減少陰影效應(yīng)(shading effect)時(shí)也保存了 細(xì)節(jié)。請(qǐng)注意，由相關(guān)環(huán)境強(qiáng)光造成的遮蔽效應(yīng)(masking effect)另幫助本發(fā) 明方法克服影響大部分雙層分解(two-layer decomposition)方法的月暈效應(yīng) (halo effect)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變 化與修^飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種增加影像的可辨性的方法，包含依據(jù)所述影像的第一亮度特性以及第二亮度特性來處理所述影像，其中具有所述第一亮度特性的多個(gè)像素的亮度比具有所述第二亮度特性的多個(gè)像素亮；壓縮具有所述第一亮度特性的多個(gè)像素；以及調(diào)整具有所述第二亮度特性的多個(gè)像素。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整具有所述第二亮度特性的多個(gè)像 素的步驟包含取得所述影像的第一亮度層，其中所述第一亮度層有第一亮度范圍； 定義與所述第 一亮度范圍不同的第二亮度范圍，其中所述第二亮度范圍有一上限亮度臨界值以及一下限亮度臨界值；以及提高所述第一亮度層的一相對(duì)暗區(qū)以使其亮于所述下限亮度臨界值以及降低所述第一亮度層的一相對(duì)亮區(qū)以使其暗于所述上限亮度臨界值，并據(jù)此來產(chǎn)生符合于所述第二亮度范圍的第二亮度層。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一亮度范圍以及所述第二亮度 范圍分別對(duì)應(yīng)第 一背光狀況以及第二背光狀況，以及所述第 一背光狀況相較 于所述第二背光狀況具有較亮背光。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一亮度層代表所述影像的背景 亮度層。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中壓縮具有所述第一亮度特性的所述多 個(gè)像素的步驟包含產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述影像的一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層，其中所述人類視覺系統(tǒng)反 應(yīng)層具有一人類3見覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍；裁切所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層的所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍至一預(yù)定 人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍來產(chǎn)生一裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層；以及根據(jù)所述第二亮度層以及所述裁切人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層來產(chǎn)生所述影 像的一加強(qiáng)影像。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述影像的所述人類視覺系 統(tǒng)反應(yīng)層的步驟包含使用所述影像的所述第 一亮度層以及所述影像的 一原始亮度層的恰辨 差來取得所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述影像的所述人類視覺系 統(tǒng)反應(yīng)層的步驟包含根據(jù)所述影像的一原始亮度層的多個(gè)原始亮度值以及所述第一亮度層 的多個(gè)第一亮度值來分別產(chǎn)生多個(gè)人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)；以及根據(jù)所述多個(gè)人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)來產(chǎn)生所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中產(chǎn)生所述多個(gè)人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)的步 驟包含針對(duì)所述原始亮度層中每一像素的原始亮度值以及所述第 一 亮度層中 對(duì)應(yīng)于所述原始亮度層中的相同像素位置的每一像素的第 一 亮度值根據(jù)所述原始亮度值以及所述第一亮度值來決定對(duì)應(yīng)于所述原始亮度 層中的相同像素位置的 一像素的 一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中決定所述像素的所述人類視覺系統(tǒng)反 應(yīng)的步驟包含根據(jù)所述原始亮度值以及所述第一亮度值來搜尋一預(yù)定人類視覺系統(tǒng) 反應(yīng)表來獲得所述像素的所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)為一整數(shù)恰 辨差值。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二亮度層代表所述加強(qiáng)影像 的一背景亮度層。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其中裁切所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層的所 述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍至所述預(yù)定人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍的步驟包含:針對(duì)所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層中每一像素的 一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)檢查所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)是否在一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍內(nèi)，其中所 述人類視覺系統(tǒng)范圍界定于 一 第 一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值以及一 第二人 類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值之間，以及所述第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值大于所 述第二人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值；當(dāng)所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)落在一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍內(nèi)，保留原本的 所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)；當(dāng)所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)大于所述第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值時(shí)，以所述第 一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值來取代所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)；當(dāng)所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)小于所述第一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值時(shí)，以 所述第二人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值來取代所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中裁切所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層的所 述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍至所述預(yù)定人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)范圍的步驟還包含平均所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)層中所有像素的人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)來取得 一人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值；加入一上限設(shè)定值至所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值來取得所述第一人 類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值；以及從所述人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)平均值中減去一下限設(shè)定值來取得所述第二 人類視覺系統(tǒng)反應(yīng)臨界值。
14. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中取得所述影像的所述第一亮度層的 步驟包含在所述原始亮度層上執(zhí)行一低通濾波運(yùn)算來產(chǎn)生所述第一亮度層。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述原始亮度層代表所述影像的一 前景亮度層，以及所述第一亮度層代表所述影像的一背景亮度層。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中在所述原始亮度層上執(zhí)行所述低通 濾波運(yùn)算的步驟包含針對(duì)所述影像中每一像素決定所述原始亮度層的一特定區(qū)域，其中所述像素包含在所述特定區(qū)域 內(nèi)；以及通過平均所述特定區(qū)域中多個(gè)像素的多個(gè)亮度值所取得的一平均值來 決定所述第一亮度層中所述像素的一亮度值。
17. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中提高所述第一亮度層的所述相對(duì)暗 區(qū)以使其亮于所述下限亮度臨界值以及降低所述第一亮度層的所述相對(duì)亮 區(qū)以使其暗于所述上限亮度臨界值的步驟包含根據(jù)所述第二亮度范圍中的所述上限亮度臨界值來決定所述下限亮度 臨界值；黯淡化所述第一亮度層至所述第二亮度范圍中的所述上限亮度臨界值 來產(chǎn)生一黯淡亮度層；以及針對(duì)所述黯淡亮度層中每一像素的 一 亮度值在所述亮度值上執(zhí)行一比例運(yùn)算來產(chǎn)生所述第二亮度層中一相對(duì)應(yīng)像素的一調(diào)整亮度值；將所述調(diào)整亮度值與所述下限亮度臨界值作比較；當(dāng)所述調(diào)整亮度值小于所述下限亮度臨界值時(shí)，以所述下限亮度臨界值 來取代所述調(diào)整亮度值；以及當(dāng)所述調(diào)整亮度值不小于所述下限亮度臨界值時(shí)，將所述調(diào)整亮度值乘
全文摘要
一種增加影像的可辨性的方法，包含以下步驟依據(jù)該影像的第一亮度特性以及第二亮度特性來處理該影像，其中具有第一亮度特性的多個(gè)像素較具有第二亮度特性的多個(gè)像素亮；壓縮具有該第一亮度特性的多個(gè)像素；以及調(diào)整具有該第二亮度特性的多個(gè)像素。
文檔編號(hào)G09G5/10GK101551991SQ20091012665
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者陳宏銘, 黃泰翔, 黃鈴琇 申請(qǐng)人:陳宏銘;奇景光電股份有限公司