專利名稱：一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路的制作方法
一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手持消費(fèi)類電子設(shè)備，具體涉及一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路。背景技術(shù)：
觀看視頻是手持消費(fèi)類電子設(shè)備的主要應(yīng)用，在觀看視頻時(shí)，如果場景進(jìn)入陰暗場景，由于拍攝或者亮度采集原因會(huì)使原始圖像容易出現(xiàn)整體偏暗，由于人眼對黑暗的顏色的不敏感，很容易分辨不清黑暗中的顏色和細(xì)節(jié)。同樣地，場景進(jìn)入過于明亮的場景，由于拍攝或者亮度采集原因會(huì)使原始圖像容易出現(xiàn)整體偏亮，此時(shí)相對較暗的顏色和細(xì)節(jié)會(huì)被掩蓋和不易被察覺。
因此，現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示控制器有以下缺點(diǎn)1.在觀看視頻時(shí)，如果因?yàn)檫M(jìn)入陰暗場景或者明亮場景，由于拍攝或者亮度采集原因會(huì)使原始圖像容易出現(xiàn)整體偏暗或者整體偏亮，使得圖像對比度低，顯示效果不好；2.普通圖像處理單元路徑為從存儲(chǔ)單元讀取圖像經(jīng)過處理后再回存存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)多，系統(tǒng)帶寬大。
有鑒于此，本發(fā)明人針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷深入研究，并有本案產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題
—種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路，包括圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、灰度分布統(tǒng)計(jì)單元、灰度延展計(jì)算單元、宏塊邊緣對比度平滑處理單元、圖像寫控制單元、已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；
所述圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)解碼后的宏塊數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元；
所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元，對宏塊的灰度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度延展計(jì)算單元；
所述灰度延展計(jì)算單元，根據(jù)配置信息，參考當(dāng)前宏塊和周圍宏塊的灰度延展信息對當(dāng)前宏塊的灰度值進(jìn)行延展處理，并將處理后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；
所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)已經(jīng)經(jīng)過處理的宏塊的灰度延展信息，并把存儲(chǔ)信息送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述灰度延展計(jì)算單元以供參考；
所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元，根據(jù)當(dāng)前宏塊的灰度延展比例和已處理的周邊宏塊灰度延展信息，對當(dāng)前宏塊的塊邊沿進(jìn)行對比度平滑處理，避免宏塊之間出現(xiàn)明顯的對比度塊效應(yīng)，并將處理之后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述圖像寫控制單元；
所述圖像寫控制單元，根據(jù)配置信息中的目標(biāo)圖像存儲(chǔ)地址，將處理完畢的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為灰度延展后的圖像文件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、在觀看視頻時(shí)，如果因?yàn)檫M(jìn)入陰暗場景或者明亮場景，會(huì)動(dòng)態(tài)判斷待顯示圖像的灰度分布，來動(dòng)態(tài)延展圖像的灰度分布，達(dá)到提高對比度的效果，同時(shí)會(huì)參考?xì)v史幀灰度分布信息，實(shí)現(xiàn)幀與幀之間對比度變化的漸進(jìn)性，避免灰度延展范圍突變造成顯示效果的不自然；2、直接緊耦合于視頻解碼單元后，在處理完后直接存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元，這樣相對于從存儲(chǔ)單元讀取圖像經(jīng)過處理后再回存存儲(chǔ)單元減少了存儲(chǔ)器的讀寫次數(shù)，從而減少了系統(tǒng)帶寬。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明當(dāng)前幀已統(tǒng)計(jì)宏塊灰度信息存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)替換機(jī)制圖。
圖3是本發(fā)明當(dāng)前宏塊和上宏塊和左宏塊的位置關(guān)系圖。
圖4是本發(fā)明為邊緣平滑處理的宏塊邊緣示意圖。
圖5是本發(fā)明灰度延展前示意圖。
圖6是本發(fā)明灰度延展后示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，視頻解碼單元對要播放的視頻源數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且將解碼后的圖像數(shù)據(jù)送往對比度自適應(yīng)調(diào)整電路，由于視頻解碼是以宏塊為基本單位，所以圖像數(shù)據(jù)也以宏塊數(shù)據(jù)流方式進(jìn)入動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路，經(jīng)動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路處理后，圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為灰度延展后的圖像文件。
動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路包括圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、灰度分布統(tǒng)計(jì)單元、灰度延展計(jì)算單元、宏塊邊緣對比度平滑處理單元、圖像寫控制單元、已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元。
所述圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)解碼后的宏塊數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元；
所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元，對宏塊的灰度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度延展計(jì)算單元；
所述灰度延展計(jì)算單元，根據(jù)配置信息，參考當(dāng)前宏塊和周圍宏塊的灰度延展信息對當(dāng)前宏塊的灰度值進(jìn)行延展處理，并將處理后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；
所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)已經(jīng)經(jīng)過處理的宏塊的灰度延展信息，并把存儲(chǔ)信息送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述灰度延展計(jì)算單元以供參考；
所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元，根據(jù)當(dāng)前宏塊的灰度延展比例和已處理的周邊宏塊灰度延展信息，對當(dāng)前宏塊的塊邊沿進(jìn)行對比度平滑處理，避免宏塊之間出現(xiàn)明顯的對比度塊效應(yīng)，并將處理之后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述圖像寫控制單元；
所述圖像寫控制單元，根據(jù)配置信息中的目標(biāo)圖像存儲(chǔ)地址，將處理完畢的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為灰度延展后的圖像文件。
電路工作流程詳細(xì)描述
在電路工作前，需要對電路進(jìn)行配置，配置信息有灰度延展范圍(灰度延展上/下限)，圖像中值灰度(用于判定使用向上延展的像素和向下延展的像素)，圖像寬度，目標(biāo)圖像存儲(chǔ)地址，配置完畢后電路可以開始工作。
1.首先視頻解碼單元對要播放的視頻源數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且將解碼后的圖像數(shù)據(jù)送往對比度增強(qiáng)電路中的圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，由于視頻解碼是以宏塊為基本單位，所以圖像數(shù)據(jù)也以宏塊數(shù)據(jù)流方式進(jìn)入對比度增強(qiáng)電路并被存儲(chǔ)；
2.圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元接收并存儲(chǔ)解碼后的宏塊數(shù)據(jù)，然后把宏塊數(shù)據(jù)送往灰度分布統(tǒng)計(jì)單元；
3.灰度分布統(tǒng)計(jì)單元對宏塊的灰度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并把數(shù)據(jù)送往灰度延展計(jì)算單元；
4.灰度延展計(jì)算單元根據(jù)配置信息中的灰度延展范圍和圖像中值灰度，參考當(dāng)前宏塊和周圍宏塊的灰度延展信息對當(dāng)前宏塊的灰度值進(jìn)行延展處理，并將處理后的宏塊數(shù)據(jù)送往宏塊邊緣對比度平滑處理單元和已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；
5.已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元接收并存儲(chǔ)已經(jīng)經(jīng)過處理的宏塊的灰度延展信息，并把存儲(chǔ)信息送往宏塊邊緣對比度平滑處理單元和灰度延展計(jì)算單元以供處理； 存儲(chǔ)量為當(dāng)前宏塊之前的一個(gè)宏塊行的宏塊灰度延展信息；
6.宏塊邊緣對比度平滑處理單元根據(jù)當(dāng)前宏塊的灰度延展比例和已處理的周邊上宏塊和左宏塊灰度延展信息，對當(dāng)前宏塊的塊邊沿進(jìn)行對比度平滑處理，避免宏塊之間出現(xiàn)明顯的對比度塊效應(yīng)，并將處理之后的宏塊數(shù)據(jù)送往圖像寫控制單元；
7.圖像寫控制單元根據(jù)配置信息中的目標(biāo)圖像存儲(chǔ)地址，將處理完畢的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為灰度延展后的圖像文件。
當(dāng)前幀已統(tǒng)計(jì)宏塊灰度信息存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)內(nèi)容控制
由于視頻宏塊解碼順序是從上到下，從左到右，所以已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元需要存儲(chǔ)的宏塊信息為，當(dāng)前宏塊的上一宏塊行中當(dāng)前宏塊位置之后處理的所有宏塊，存儲(chǔ)總量為一個(gè)宏塊行的宏塊灰度分布信息；
當(dāng)存儲(chǔ)內(nèi)容滿了之后，每來一個(gè)新的宏塊灰度分布信息，就將存儲(chǔ)單元中最早的那個(gè)宏塊灰度分布信息替換，根據(jù)配置到的圖像寬度可以計(jì)算出每個(gè)宏塊行有幾個(gè)宏塊；
已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)宏塊控制
由于視頻宏塊解碼順序是從上到下，從左到右，所以已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元需要存儲(chǔ)的宏塊信息為，當(dāng)前宏塊的上一宏塊行中當(dāng)前宏塊位置之后處理的所有宏塊，存儲(chǔ)總量為一個(gè)宏塊行；
當(dāng)存儲(chǔ)內(nèi)容滿了之后，每來一個(gè)新的宏塊灰度分布信息，就將存儲(chǔ)單元中最早的那個(gè)宏塊信息替換。根據(jù)配置到的圖像寬度可以計(jì)算出每個(gè)宏塊行有幾個(gè)宏塊。
圖2示意為當(dāng)前幀已統(tǒng)計(jì)宏塊灰度信息存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)替換機(jī)制，圖中灰色部分為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的宏塊灰度信息，說明了當(dāng)前宏塊計(jì)算完畢后，哪些宏塊的灰度信息新增加入當(dāng)前幀已統(tǒng)計(jì)宏塊灰度信息存儲(chǔ)單元，哪些宏塊被系統(tǒng)被替代。(注已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元機(jī)制類似，只是存儲(chǔ)信息為宏塊延展信息。)
宏塊邊緣對比度平滑處理單元工作過程詳細(xì)描述如下
當(dāng)前宏塊的對比度邊緣平滑需要使用當(dāng)前宏塊的上宏塊和左宏塊數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元獲得。圖3是當(dāng)前宏塊和上宏塊和左宏塊的位置關(guān)系圖。 具體處理過程是
1.獲得上宏塊和左宏塊的灰度延展信息后，和當(dāng)前宏塊的灰度延展比例計(jì)算后， 得到當(dāng)前宏塊和上宏塊的平均灰度延展比例，當(dāng)前宏塊和左宏塊的平均灰度延展比例，當(dāng)前宏塊和上宏塊和左宏塊三個(gè)宏塊的平均灰度延展比例；
2.按照圖4所示，將當(dāng)前宏塊和上宏塊相鄰的第一行使用當(dāng)前宏塊和上宏塊平均灰度延展；
3.按照圖4所示，將當(dāng)前宏塊和左宏塊相鄰的第一列使用當(dāng)前宏塊和左宏塊平均灰度延展；
4.將當(dāng)前宏塊左上角的像素點(diǎn)使用當(dāng)前宏塊和上宏塊和左宏塊三個(gè)宏塊的平均灰度延展。
例如上宏塊灰度向上延展20%，向下延展30% ；左宏塊灰度向上延展10%，向下延展40% ；當(dāng)前宏塊向上延展15%向下延展35% ；則當(dāng)前宏塊和上宏塊相鄰的第一行灰度向上延展比例為當(dāng)前宏塊和上宏塊平均灰度延展，也就是向上延展12. 5%向下延展 37. 5% ；當(dāng)前宏塊和左宏塊相鄰的第一列灰度向上延展比例為當(dāng)前宏塊和左宏塊平均灰度延展，也就是向上延展17. 5%向下延展32.5% ；當(dāng)前宏塊左上角的像素點(diǎn)灰度向上延展比例為當(dāng)前宏塊和上宏塊和左宏塊三個(gè)宏塊的平均灰度延展，也就是向上延展15%向下延展 35%。
灰度延展計(jì)算單元工作過程詳細(xì)描述如下
1.在得到當(dāng)前塊的灰度分布信息后，首先計(jì)算出當(dāng)前塊的灰度最大值和配置信息灰度延展上限之間的差值，和當(dāng)前塊的灰度最小值和配置信息灰度延展下限之間的差值， 然后計(jì)算出當(dāng)前宏塊灰度向上延展向下延展的比例；
2.查詢當(dāng)前宏塊的上宏塊和左宏塊的灰度上下延展比例，為了避免相鄰宏塊之間的灰度延展相差過大而造成視覺效果變差，所以當(dāng)前宏塊的延展比例與上宏塊和左宏塊中較小的延展比例不能相差超過5%，如果超過5%，則把相鄰宏塊中延展比例較小的值增大 5%作為最終的灰度延展比例。
例如上宏塊的上下灰度延展比例為20%和40%，左宏塊的上下灰度延展比例為 30%和30%，當(dāng)前宏塊計(jì)算得到的初始上下灰度延展比例為30%和40% ；上宏塊和左宏塊中上延展比例較小的是上宏塊的20%，和當(dāng)前宏塊相差10%，所以當(dāng)前宏塊的上延展比例最終為相鄰宏塊中延展比例較小的20%增大5%后的25%作為最終的灰度上延展比例；上宏塊和左宏塊中下延展比例較小的是左宏塊的30%，和當(dāng)前宏塊相差10%，所以當(dāng)前宏塊的上延展比例最終為相鄰宏塊中延展比例較小的30%增大5%后的35%作為最終的灰度上延展比例。
3.得到當(dāng)前宏塊的上下灰度延展比例后，根據(jù)配置的圖像中值灰度，在平均灰度以上的灰度值使用向上延展比例進(jìn)行延展，在平均灰度以下的灰度值使用向下延展比例進(jìn)行延展；把結(jié)果送往宏塊邊緣對比度平滑處理單元。
圖5和圖6分別是灰度延展前后的示意圖。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在觀看視頻時(shí)，如果場景進(jìn)入陰暗場景，此時(shí)經(jīng)過圖像處理整體拉伸原始圖像的亮度，將黑暗場景原始圖像的對比度整體提升，也就是把圖像的亮度表現(xiàn)范圍向上拉升，黑的部分還是原來的黑度，最亮的部分變得更亮，其他部分都相應(yīng)線性向上拉伸亮度，從而大幅加大整體圖像的對比度，把用戶看到的圖像主要亮度提升到人眼的敏感區(qū)，由此得到更好的顯示效果；同樣地，場景進(jìn)入過于明亮的場景，此時(shí)經(jīng)過圖像處理整體向下拉伸原始圖像的亮度，也就是最亮的部分還是原來的亮度，最暗的部分變得更暗，其他部分都相應(yīng)線性向下拉伸，實(shí)現(xiàn)大幅加大整體圖像的對比度，使得在明亮場景下的圖像中暗部分的表項(xiàng)更加出色。
本發(fā)明的有益效果在于1、在觀看視頻時(shí)，如果因?yàn)檫M(jìn)入陰暗場景或者明亮場景， 會(huì)動(dòng)態(tài)判斷待顯示圖像的灰度分布，來動(dòng)態(tài)延展圖像的灰度分布，達(dá)到提高對比度的效果， 同時(shí)會(huì)參考?xì)v史幀灰度分布信息，實(shí)現(xiàn)幀與幀之間對比度變化的漸進(jìn)性，避免灰度延展范圍突變造成顯示效果的不自然；2、直接緊耦合于視頻解碼單元后，在處理完后直接存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元，這樣相對于從存儲(chǔ)單元讀取圖像經(jīng)過處理后再回存存儲(chǔ)單元減少了存儲(chǔ)器的讀寫次數(shù)，從而減少了系統(tǒng)帶寬。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施用例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圖。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1. 一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路，其特征在于包括圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、灰度分布統(tǒng)計(jì)單元、灰度延展計(jì)算單元、宏塊邊緣對比度平滑處理單元、圖像寫控制單元、已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；所述圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)解碼后的宏塊數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元；所述灰度分布統(tǒng)計(jì)單元，對宏塊的灰度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并把數(shù)據(jù)送往所述灰度延展計(jì)算單元；所述灰度延展計(jì)算單元，根據(jù)配置信息，參考當(dāng)前宏塊和周圍宏塊的灰度延展信息對當(dāng)前宏塊的灰度值進(jìn)行延展處理，并將處理后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元；所述已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)已經(jīng)經(jīng)過處理的宏塊的灰度延展信息， 并把存儲(chǔ)信息送往所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元和所述灰度延展計(jì)算單元以供參考；所述宏塊邊緣對比度平滑處理單元，根據(jù)當(dāng)前宏塊的灰度延展比例和已處理的周邊宏塊灰度延展信息，對當(dāng)前宏塊的塊邊沿進(jìn)行對比度平滑處理，避免宏塊之間出現(xiàn)明顯的對比度塊效應(yīng)，并將處理之后的宏塊數(shù)據(jù)送往所述圖像寫控制單元；所述圖像寫控制單元，根據(jù)配置信息中的目標(biāo)圖像存儲(chǔ)地址，將處理完畢的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為灰度延展后的圖像文件。
全文摘要
一種視頻解碼緊耦合的動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)電路，包括圖像宏塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、灰度分布統(tǒng)計(jì)單元、灰度延展計(jì)算單元、宏塊邊緣對比度平滑處理單元、圖像寫控制單元、已處理宏塊灰度延展信息存儲(chǔ)單元。經(jīng)過本發(fā)明電路處理后在觀看視頻時(shí)，如果因?yàn)檫M(jìn)入陰暗場景或者明亮場景，會(huì)動(dòng)態(tài)判斷待顯示圖像的灰度分布，來動(dòng)態(tài)延展圖像的灰度分布，達(dá)到提高對比度的效果，本發(fā)明直接緊耦合于視頻解碼單元后，在處理完后直接存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元，這樣相對于從存儲(chǔ)單元讀取圖像經(jīng)過處理后再回存存儲(chǔ)單元減少了存儲(chǔ)器的讀寫次數(shù)，從而減少了系統(tǒng)帶寬。
文檔編號H04N7/26GK102547071SQ201210025108
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者廖裕民 申請人:福州瑞芯微電子有限公司