專利名稱：圖像處理裝置、圖像處理方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理裝置、圖像處理方法和程序。
背景技術(shù)：
如果具有發(fā)光器件的成像裝置(如攝像機(jī))用于圖像捕捉并且在顯示器上顯示 圖像，則如圖6A所示，產(chǎn)生照明光到達(dá)的部分和照明光未到達(dá)的周圍暗部分。如果在夜 間等的圖像捕捉環(huán)境中(即，在暗的地點(diǎn)中)被攝體(如，人)靠近成像裝置，則由于照明 光的反射的緣故，被攝體圖像褪色(blow out)且看起來很白(換句話說，出現(xiàn)高亮剪輯 (highlighting clipping))。圖6A和圖6B是均示出了圖像示例的說明圖。為了改進(jìn)具有小亮度差的部分(如，由其中高亮幾乎褪色的高亮度像素形成的 區(qū)域)的對比度，一般對圖像執(zhí)行色調(diào)校正。例如，在“Fredo Durandand Julie Dorsey， Fast Bi lateral Filtering for the Display of High-Dynamic-RangeImages, in SIGGRAPH' 02 Proceedings of the 29th annual conference oncomputer graphics and interactive techniques Q002)，pp. 257-266”中描述了與色調(diào)校正有關(guān)的已知技術(shù)。在 "Fast Bilateral Filtering for the Display of Hi gh-Dynami c-Range Images，，中描述的 技術(shù)中，對于每一區(qū)域的圖像或圖像的每一像素執(zhí)行色調(diào)校正。

發(fā)明內(nèi)容
通過線性處理(如，增益調(diào)整、伽馬校正等)來執(zhí)行圖像處理中的色調(diào)校正。在通過線性處理(如，增益調(diào)整、伽馬校正等)而執(zhí)行的色調(diào)校正中，如果對具有 大亮度差的圖像執(zhí)行調(diào)整以使得改進(jìn)暗部分的對比度，則損害亮部分的對比度。另一方面， 如果執(zhí)行調(diào)整以改進(jìn)亮部分的對比度，則損害暗部分的對比度。進(jìn)一步，當(dāng) 如"Fast Bilateral Filtering for the Display οfHigh-Dynamic-Range Images, in SIGGRAPH ' 02 !Proceedings of the 29th annualconference on computer graphics and interactive techniques (2002), PP. 257-266"中描述的那樣，對于每一區(qū)域或每一像素執(zhí)行色調(diào)校正時(shí)，一般而言，需要非 常大的硬件和軟件資源。例如，在使用安全相機(jī)的監(jiān)視系統(tǒng)中，重要的是改進(jìn)位于成像裝置附近且被照明 光照射的被攝體的可見度。然而，即使執(zhí)行通過線性處理(如增益調(diào)整、伽馬校正等)的普 通色調(diào)校正，位于成像裝置附近的人等仍然在圖像中褪色，并且不能以可靠的方式可視地 識別出被攝體圖像?？紤]到前述情況，期望提供新穎的和改進(jìn)的圖像處理裝置、圖像處理方法和程序， 其能夠改進(jìn)位于成像裝置附近且被照明光照射的被攝體圖像的對比度以及能夠減小電路 負(fù)荷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了圖像處理裝置，包括塊直方圖產(chǎn)生部件、像素直方圖 產(chǎn)生部件和輸出值確定部件。塊直方圖產(chǎn)生部件對于由多個(gè)像素形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范圍劃分為N個(gè)范圍(其中，N是大于1的整數(shù))，產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第 一直方圖(其中一個(gè)柱的寬度對應(yīng)于多個(gè)像素值)，從整個(gè)圖像的多個(gè)塊之中提取由具有 高亮度值的像素形成的高亮度塊的第一直方圖，將每一個(gè)塊的第一直方圖與高亮度塊的第 一直方圖進(jìn)行混合，并對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖。像素直方圖產(chǎn)生部件基于包括目標(biāo) 像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊的第二直方圖，計(jì)算取決于目標(biāo) 像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于每一個(gè)像素產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第三直方 圖。輸出值確定部件基于第三直方圖產(chǎn)生像素值與像素值的輸出值之間的關(guān)系，以使得第 三直方圖的最大累積頻率與像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)目標(biāo)像素的像素值計(jì)算 輸出值。在該配置中，塊直方圖產(chǎn)生部件根據(jù)像素值向頻率應(yīng)用加權(quán)。在該配置中，塊直方圖產(chǎn)生部件根據(jù)像素值，將頻率添加到與包括像素值的柱相 鄰的柱。在該配置中，像素直方圖產(chǎn)生部件通過以目標(biāo)像素和與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的 塊的中心之間的距離來歸一化第二直方圖，而將包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖和包括目 標(biāo)像素的塊相鄰的塊的第二直方圖進(jìn)行混合，并產(chǎn)生第三直方圖。在該配置中，通過連接各條線來獲得像素值與像素值的輸出值之間的關(guān)系，所述 各條線中的每一條通過將一個(gè)柱寬度的最小像素值的頻率連接到一個(gè)柱寬度的最大像素 值的頻率來形成。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了圖像處理方法，包括如下步驟對于由多個(gè)像素 形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范圍劃分為N個(gè)范圍(其中，N是大于1的整 數(shù))，并產(chǎn)生由N個(gè)組形成的第一直方圖(其中一個(gè)柱的寬度對應(yīng)于多個(gè)像素值)；從整個(gè) 圖像的多個(gè)塊之中提取由具有高亮度值的像素形成的高亮度塊的第一直方圖；將每一個(gè)塊 的第一直方圖與高亮度塊的第一直方圖進(jìn)行混合，并對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖；基于 包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊的第二直方圖，計(jì)算取 決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于每一個(gè)像素產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的 第三直方圖；以及基于第三直方圖產(chǎn)生像素值與像素值的輸出值之間的關(guān)系，以使得第三 直方圖的最大累積頻率與像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)目標(biāo)像素的像素值計(jì)算輸 出值。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了包括命令計(jì)算機(jī)用作如下單元的指令的程序 第一直方圖產(chǎn)生單元，對于由多個(gè)像素形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范圍劃 分為N個(gè)范圍(其中，N是大于1的整數(shù))，并產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第一直方圖(其中一個(gè) 柱的寬度對應(yīng)于多個(gè)像素值)；提取單元，從整個(gè)圖像的多個(gè)塊之中提取由具有高亮度值 的像素形成的高亮度塊的第一直方圖；第二直方圖產(chǎn)生單元，將每一個(gè)塊的第一直方圖與 高亮度塊的第一直方圖進(jìn)行混合，并對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖；第三直方圖產(chǎn)生單元， 基于包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊的第二直方圖，計(jì) 算取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于每一個(gè)像素產(chǎn)生由N個(gè)柱形 成的第三直方圖；以及輸出值確定單元，基于第三直方圖產(chǎn)生像素值與像素值的輸出值之 間的關(guān)系，以使得第三直方圖的最大累積頻率與像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)目 標(biāo)像素的像素值計(jì)算輸出值。
根據(jù)上述本發(fā)明，可以改進(jìn)位于成像裝置附近且被照明光照射的被攝體的圖像的 對比度，并且可以減小電路負(fù)荷。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100的框圖；圖2是示出了根據(jù)該實(shí)施例的視頻處理部件102的框圖；圖3是示出了根據(jù)該實(shí)施例的視頻處理部件102的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理的流程圖；圖4是示出了根據(jù)該實(shí)施例的每一個(gè)塊的累積直方圖產(chǎn)生處理的流程圖；圖5是示出了根據(jù)該實(shí)施例的每一個(gè)像素的累積直方圖產(chǎn)生處理的流程圖；圖6A和圖6B是均示出了圖像示例的說明圖；圖7是示出了圖像劃分的說明圖；圖8是示出了加權(quán)因子與亮度級別之間的關(guān)系的圖以及直方圖；圖9是示出了第一累積直方圖的圖；圖10是示意性地示出了圖像中的像素和塊的說明圖；圖11是示出了圖像中每一個(gè)塊的亮度分布的說明圖；圖12A到圖12C是均示出了直方圖的圖；以及圖13是示出了色調(diào)曲線和累積直方圖的圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在該說明書和附圖 中，具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且將省略這些結(jié)構(gòu) 元件的重復(fù)說明。注意，將以如下順序進(jìn)行描述。1.實(shí)施例的配置2.實(shí)施例的操作1.實(shí)施例的配置首先，將參照圖1說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置100。圖1是示出了根據(jù)本實(shí) 施例的顯示裝置100的框圖。例如，顯示裝置100是電視接收機(jī)、監(jiān)視器等。如圖1所示，例如，顯示裝置100包 括視頻處理部件102、面板驅(qū)動(dòng)部件104和顯示面板106。視頻處理部件102接收視頻輸入信號，并對視頻輸入信號執(zhí)行圖像處理，由此產(chǎn) 生顯示信號。例如，圖像處理包括色調(diào)校正、輪廓檢測、平滑處理等。視頻處理部件102是 圖像處理裝置的示例。面板驅(qū)動(dòng)部件104接收由視頻處理部件102產(chǎn)生的顯示信號，并產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號。例如，顯示面板106是液晶顯示面板、有機(jī)EL顯示面板等。顯示面板106基于由 面板驅(qū)動(dòng)部件104產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號在屏幕上顯示圖像。在顯示面板106上以矩陣方式排列 多個(gè)像素。接下來，將參照圖2說明根據(jù)本實(shí)施例的視頻處理部件102。圖2是示出了根據(jù)本 實(shí)施例的視頻處理部件102的框圖。
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在暗圖像捕捉環(huán)境中通過將照明光引導(dǎo)至被攝體上而拍攝的圖像中，視頻處理部 件102改進(jìn)被攝體圖像的可見度，以使得強(qiáng)烈反射照明光且在圖像方面很亮的被攝體圖像 不褪色。視頻處理部件102包括塊直方圖產(chǎn)生部件112、像素直方圖產(chǎn)生部件114、輸出亮 度級別確定部件116等。對于每一個(gè)像素，將視頻輸入信號的亮度值(輸入亮度電平)輸入到塊直方圖產(chǎn) 生部件112。亮度值是像素值的示例。進(jìn)一步，將用以將一個(gè)圖像劃分為多個(gè)塊的劃分?jǐn)?shù)輸 入到塊直方圖產(chǎn)生部件112。每一個(gè)塊都是多個(gè)像素的組。例如，塊的大小是整個(gè)圖像的大 約百分之一到二的面積。注意，可以根據(jù)顯示裝置100中提供的硬件(如，存儲器)來改變 塊的大小。如圖7所示，塊直方圖產(chǎn)生部件112基于劃分?jǐn)?shù)將整個(gè)圖像劃分為多個(gè)塊。圖7 是示出了圖像劃分的說明圖。塊直方圖產(chǎn)生部件112對于每一個(gè)塊對亮度值的頻率計(jì)數(shù)， 且由此產(chǎn)生每一個(gè)塊的直方圖。此時(shí)，塊直方圖產(chǎn)生部件112將亮度值的動(dòng)態(tài)范圍劃分為 N個(gè)范圍(其中N是大于1的整數(shù))，且由此產(chǎn)生第一累積直方圖。即，第一累積直方圖的 一個(gè)柱(bin)的寬度對應(yīng)于多個(gè)亮度值，且第一累積直方圖由N個(gè)柱形成。第一累積直方 圖是第一直方圖的示例。圖9示出了將亮度值(亮度級別)劃分為六個(gè)柱的第一累積直方圖。圖9是示出 了第一累積直方圖的圖。亮度值的動(dòng)態(tài)范圍的劃分?jǐn)?shù)N可以根據(jù)顯示裝置100中提供的硬 件(如，存儲器)來改變。進(jìn)一步，根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍的限度(extent)來確定劃分?jǐn)?shù)N。如果第 一累積直方圖的一個(gè)柱的寬度基于對數(shù)，則可以容易地包括使用指數(shù)表示的寬動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)塊直方圖產(chǎn)生部件112產(chǎn)生第一累積直方圖時(shí)，根據(jù)亮度值向頻率應(yīng)用加權(quán)。 進(jìn)一步，塊直方圖產(chǎn)生部件112還根據(jù)亮度值將頻率加到周圍的柱(例如，相鄰的柱)。在每 一個(gè)柱的寬度很寬的情況下，如果亮度值的頻率集中在某一柱與相鄰柱之間的邊界附近， 則不合適地產(chǎn)生色調(diào)曲線(這將在稍后描述)。即使當(dāng)每一個(gè)柱具有某一寬度時(shí)，可以通過 還根據(jù)亮度值將頻率加到周圍到柱來分散頻率。因此，可以產(chǎn)生合適的色調(diào)曲線。塊直方圖產(chǎn)生部件112從圖像中包括的多個(gè)塊之中提取最亮的塊。這里，也將提 取出的塊稱為高亮度塊。然后，塊直方圖產(chǎn)生部件112將每一個(gè)塊的第一累積直方圖與高 亮度塊的第一累積直方圖進(jìn)行混合，由此對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二累積直方圖。第二累積直 方圖是第二直方圖的示例。結(jié)果，整個(gè)圖像具有使得給予“最亮區(qū)域”優(yōu)先級的色調(diào)。像素直方圖產(chǎn)生部件114將包括目標(biāo)像素的塊的第二累積直方圖與周圍的塊的 第二累積直方圖進(jìn)行混合，且由此對于每一個(gè)像素產(chǎn)生第三累積直方圖。第三累積直方圖 是第三直方圖的示例。第三累積直方圖包括N個(gè)柱，其中N是與第一累積直方圖的N相同 的數(shù)。當(dāng)通過混合第二累積直方圖來產(chǎn)生第三累積直方圖時(shí)，取決于目標(biāo)像素的塊中的 像素位置來計(jì)算第三累積直方圖。因此，可以防止亮度值在目標(biāo)像素與相鄰像素之間不自 然地中斷的情形。基于對于每一個(gè)像素產(chǎn)生的第三累積直方圖，輸出亮度電平確定部件116對于每 一個(gè)像素產(chǎn)生輸入亮度值與輸出亮度值之間的關(guān)系(色調(diào)曲線)。然后，基于對于每一個(gè)像 素產(chǎn)生的色調(diào)曲線，輸出亮度級別確定部件116對于每一個(gè)像素，根據(jù)輸入亮度值來確定輸出亮度值。當(dāng)產(chǎn)生色調(diào)曲線時(shí)，使得第三累積直方圖的最大累積頻率(即，整個(gè)圖像中的 像素?cái)?shù))與輸出亮度值的最大值匹配，如圖13所示。然后，根據(jù)第三累積直方圖的每一個(gè) 柱的頻率值來分配輸出亮度值。結(jié)果，如圖13所示，例如，在不存在像素的輸入亮度值的范圍中，色調(diào)曲線平坦， 而在存在像素的輸入亮度值的范圍中，色調(diào)曲線是線性的。圖13是示出了色調(diào)曲線和累積 直方圖的圖。如圖13所示，形成色調(diào)曲線，以使得每一個(gè)柱范圍中最小像素值處的累積頻 率與每一個(gè)柱范圍中最大像素值處的累積頻率連接，以形成每一個(gè)柱的線，且然后連接所 有柱的線。輸出亮度級別確定部件116確定所有像素的輸出亮度值，因此產(chǎn)生圖像，所述圖 像由關(guān)于輸入亮度值已經(jīng)進(jìn)行了色調(diào)轉(zhuǎn)換的輸出亮度值形成。2.實(shí)施例的操作接下來，將參照圖3說明根據(jù)本實(shí)施例的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理操作。圖3是示出了根據(jù) 本實(shí)施例的視頻處理部件102的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理的流程圖。在本實(shí)施例中，將特別地對于如 下的情況給出說明其中，處理在暗圖像捕捉環(huán)境中通過將照明光引導(dǎo)至被攝體上來捕捉 的圖像。這里，例如，圖像是通過捕捉紅外光而獲得的紅外圖像，并且照明光是照射到被攝 體上的紅外光。注意，圖像不限于紅外圖像，并且可以是可見光圖像，并且可以代替紅外光 而照射可見光。首先，如圖7所示，將一個(gè)圖像劃分為多個(gè)塊(步驟S101)。劃分?jǐn)?shù)是預(yù)先確定的值。接下來，在每一個(gè)塊中，產(chǎn)生第一累積直方圖，以使得將亮度值的動(dòng)態(tài)范圍劃分為 N個(gè)柱，如圖9所示(步驟S102)。此時(shí)，根據(jù)亮度值來加權(quán)頻率值。稍后將描述包括加權(quán) 處理的第一累積直方圖產(chǎn)生處理。然后，從多個(gè)塊之中提取最亮的塊(步驟S103)。在通過將紅外光照射到被攝體上 來捕捉被攝體的情況下，通常來講，圖像中亮區(qū)域的可見度的重要性最高，如圖11中的ARl 所示。例如，基于塊中包括的多個(gè)像素的亮度值的平均值來確定塊的亮度。這里，提取出的 塊也被稱為高亮度塊。亮塊的提取不限于最高亮度塊的提取，并且可以提取具有接近于最 高亮度塊的亮度的亮度的高亮度塊。接下來，混合每一個(gè)塊的第一累積直方圖和高亮度塊的第一累積直方圖，由此對 于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二累積直方圖(步驟S104)。結(jié)果，利用紅外光照射區(qū)域ARl的信息，整 個(gè)圖像具有使得給予“最亮區(qū)域”優(yōu)先級的色調(diào)。圖12A到圖12C均示出了混合累積直方圖的示例。圖12A到圖12C是均示出了直 方圖的圖。圖12A示出了某一塊的第一累積直方圖。圖12B示出了高亮度塊的第一累積直 方圖。圖12C示出了通過混合第一累積直方圖而獲得的第二累積直方圖。假設(shè)如下的情況 其中，在紅外光照射區(qū)域ARl以外的某一塊中，如圖12A所示那樣獲得第一累積直方圖，并 且在最亮塊中獲得第一累積直方圖，如圖12B所示。在這種情況下，通過將紅外光照射區(qū)域 ARl以外的某一塊的第一累積直方圖與高亮度塊的第一累積直方圖進(jìn)行混合，來產(chǎn)生紅外 光照射區(qū)域ARl以外的某一塊的第二累積直方圖，如圖12C所示那樣。以類似的方式，可以 在所有塊中產(chǎn)生第二累積直方圖。此后，混合包括目標(biāo)像素的塊的第二累積直方圖和周圍的塊的第二累積直方圖， 并且對于每一個(gè)像素產(chǎn)生第三累積直方圖(步驟S105)。當(dāng)包括目標(biāo)像素的塊的第二累積直方圖和周圍的塊的第二累積直方圖進(jìn)行混合時(shí)，取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置來計(jì) 算第三累積直方圖。稍后將描述第三累積直方圖產(chǎn)生處理。最終，基于對于每一個(gè)像素產(chǎn)生的第三累積直方圖，對于每一個(gè)像素產(chǎn)生輸入亮 度值與輸出亮度值之間的關(guān)系(色調(diào)曲線)，并且根據(jù)每一個(gè)像素的輸入亮度值來確定輸 出亮度值(步驟S106)。通過確定所有像素的輸出亮度值而產(chǎn)生圖像，所述圖像由關(guān)于輸入 亮度值已經(jīng)進(jìn)行了色調(diào)轉(zhuǎn)換的輸出亮度值形成。根據(jù)上述一系列色調(diào)轉(zhuǎn)換處理操作，在暗圖像捕捉環(huán)境中通過將照明光引導(dǎo)至被 攝體上而捕捉的圖像中，視頻處理部件102抑制反射照明光的被攝體褪色。因此，例如，如 圖6B所示，對于具有接近于高亮剪輯的亮度值的像素區(qū)域，顯示裝置100可以顯示在可見 度方面出色的圖像。進(jìn)一步，在本實(shí)施例的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理中，盡管對于每一個(gè)像素確定輸 出亮度值，但是與"FastBilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images, inSIGGRAPH' 02 Proceedings of the 29th annual conference on computer graphic sand interactive techniques (2002), pp.邪7166” 中描述的方法不同，對于每一 個(gè)塊產(chǎn)生直方圖，或者使用少量柱來產(chǎn)生直方圖。結(jié)果，本實(shí)施例的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理可以減小 電路負(fù)荷，且可以使用非常少的資源來實(shí)現(xiàn)。加權(quán)處理接下來，將參照圖4說明根據(jù)本實(shí)施例的加權(quán)處理。圖4是示出了根據(jù)本實(shí)施例 的對于每一個(gè)塊的累積直方圖產(chǎn)生處理的流程圖。首先，對于每一個(gè)塊來對每一個(gè)亮度值處的像素?cái)?shù)計(jì)數(shù)(步驟S111)。將每一個(gè)亮 度值處的像素?cái)?shù)加到N個(gè)柱之一。當(dāng)產(chǎn)生第一累積直方圖時(shí)，根據(jù)輸入亮度值，在每一個(gè)柱 范圍中對頻率(計(jì)數(shù)的數(shù)量)進(jìn)行加權(quán)(步驟S112)。圖8是示出了加權(quán)因子與亮度級別之間的關(guān)系的圖以及直方圖。圖8中所示的直 方圖表示一個(gè)柱的寬度對應(yīng)于三個(gè)亮度值的情況。如圖8所示，在每一個(gè)柱范圍中位于中 心處的亮度值的加權(quán)因子是1，而在每一個(gè)柱范圍中位于左端或右端的亮度值的加權(quán)因子 是0. 67。加權(quán)頻率是通過將某一亮度值的頻率乘以加權(quán)因子而獲得的值。關(guān)于位于各個(gè)柱之間的邊界附近的亮度值，還將亮度值的頻率加到相鄰的柱(步 驟Sli;3)。例如，在圖8中，在位于各柱之間的邊界附近的亮度值處，將頻率乘以0. 33的加 權(quán)因子。然后，將已加權(quán)的頻率加到相鄰的柱。根據(jù)上述一系列操作，對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第一累積直方圖(如圖9中所示的)(步 驟S114)。注意，圖8中所示的直方圖的每一個(gè)柱的寬度僅為示例，并且每一個(gè)柱的寬度可 對應(yīng)于m個(gè)亮度值(其中m是3以外的整數(shù))。根據(jù)每一個(gè)柱的寬度等可以確定加權(quán)因子 的值。進(jìn)一步，已加權(quán)的頻率不僅可以加到相鄰的柱，而且可以加到各周圍柱(在其之間存 在一個(gè)或多個(gè)柱)。第三累積直方圖產(chǎn)生處理接下來，將參照圖5說明根據(jù)本實(shí)施例的第三累積直方圖產(chǎn)生處理。圖5是示出 了根據(jù)本實(shí)施例的對于每一個(gè)像素的累積直方圖產(chǎn)生處理的流程圖。首先，計(jì)算包括對于其要產(chǎn)生累積直方圖的像素(在下文中也稱為目標(biāo)像素)的 塊的第二累積直方圖(步驟S121)。例如，通過參照圖3說明的步驟SlOl到步驟S104來計(jì) 算第二累積直方圖。接下來，計(jì)算周圍塊(如，與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊)的第二累積直方圖(步驟S122)。然后，如圖10所示，計(jì)算目標(biāo)像素與包括目標(biāo)像素的塊的中心之間的距離以及目 標(biāo)像素與各周圍塊的中心之間的距離(步驟S123)。圖10是示意性地示出了圖像中的像素 和塊的說明圖。在圖10中，陰影像素是目標(biāo)像素，由LO表示目標(biāo)像素與包括目標(biāo)像素的塊 的中心之間的距離，并且由Li、L2和L3表示目標(biāo)像素與各周圍塊的中心之間的距離。接下來，對于每一個(gè)像素通過距離來歸一化包括目標(biāo)像素的塊的第二累積直方圖 以及周圍塊的第二累積直方圖，并對上述第二累積直方圖進(jìn)行混合(步驟SlM)。如果包括 目標(biāo)像素的塊的直方圖由HO表示，并且周圍塊的直方圖由H1、H2和H3表示，則由如下公式 來表示對于每一個(gè)目標(biāo)像素產(chǎn)生的直方圖H。如下公式示出了圖10中所示的目標(biāo)像素是 (i，j) = (4,4)的情況。H(4,4) = (H0/L0+H1/L1+H2/L2+H3/L3)/(1/L0+1/L1+1/L2+1/L3)結(jié)果，通過距離來歸一化包括目標(biāo)像素的塊的第二累積直方圖以及周圍塊的第二 累積直方圖，并對上述第二累積直方圖進(jìn)行混合，并且產(chǎn)生每一個(gè)像素位置處的累積直方 圖(步驟S125)。換句話說，計(jì)算取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并且 對于每一個(gè)像素計(jì)算累積直方圖。在已知技術(shù)中，當(dāng)對于每一個(gè)區(qū)域或每一個(gè)像素執(zhí)行色調(diào)校正時(shí)，一般而言，需要 非常大量的硬件和軟件資源。相比之下，根據(jù)本實(shí)施例，在暗圖像捕捉環(huán)境中通過將紅外光 引導(dǎo)至被攝體上而捕捉的紅外圖像中，強(qiáng)烈地反射紅外光，并且抑制圖像中亮的被攝體圖 像褪色。結(jié)果，例如，顯示裝置100改進(jìn)了被攝體圖像的可見度，如圖6B所示。進(jìn)一步，在 本實(shí)施例的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理中，盡管對于每一個(gè)像素確定亮度值，但是對于每一個(gè)塊產(chǎn)生直 方圖或使用少量柱來產(chǎn)生直方圖。因此，與已知技術(shù)相比，本實(shí)施例的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理可以減 小電路負(fù)荷，并且可以通過使用非常少的資源來實(shí)現(xiàn)。以上參照附圖詳細(xì)地描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于上述示 例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素可以出現(xiàn)各種修改、組合、部分 組合和變更，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍內(nèi)即可。本申請包含與于2010年2月10日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2010-(^8040中公開的主題有關(guān)的主題，通過引用的方式將其合并在此。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，包括塊直方圖產(chǎn)生部件，對于由多個(gè)像素形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范圍 劃分為N個(gè)范圍，產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第一直方圖，從整個(gè)圖像的多個(gè)塊之中提取由具有高 亮度值的像素形成的高亮度塊的第一直方圖，將每一個(gè)塊的第一直方圖與所述高亮度塊的 第一直方圖進(jìn)行混合，并對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖，其中N是大于1的整數(shù)，且其中一 個(gè)柱的寬度對應(yīng)于多個(gè)像素值；像素直方圖產(chǎn)生部件，基于包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊 相鄰的塊的第二直方圖，計(jì)算取決于所述目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并 對于每一個(gè)像素產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第三直方圖；以及輸出值確定部件，基于所述第三直方圖產(chǎn)生像素值與像素值的輸出值之間的關(guān)系，以 使得所述第三直方圖的最大累積頻率與所述像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)所述目 標(biāo)像素的像素值來計(jì)算輸出值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述塊直方圖產(chǎn)生部件根據(jù)所述像素值向頻率應(yīng)用加權(quán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其中，所述塊直方圖產(chǎn)生部件根據(jù)像素值將頻率加到與包括像素值的柱相鄰的柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述像素直方圖產(chǎn)生部件通過以目標(biāo)像素和與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊的中 心之間的距離來歸一化第二直方圖，而將包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖和包括目標(biāo)像素 的塊相鄰的塊的第二直方圖進(jìn)行混合，并產(chǎn)生所述第三直方圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中通過連接各條線來獲得所述像素值與所述像素值的輸出值之間的關(guān)系，所述各條 線中的每一條通過將一個(gè)柱寬度的最小像素值的頻率連接到一個(gè)柱寬度的最大像素值的 頻率來形成。
6.一種圖像處理方法，包括如下步驟對于由多個(gè)像素形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范圍劃分為N個(gè)范圍，并 產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第一直方圖，其中N是大于1的整數(shù)，且其中一個(gè)柱的寬度對應(yīng)于多個(gè) 像素值；從整個(gè)圖像的多個(gè)塊之中提取由具有高亮度值的像素形成的高亮度塊的第一直方圖；將每一個(gè)塊的第一直方圖與所述高亮度塊的第一直方圖進(jìn)行混合，并對于每一個(gè)塊產(chǎn) 生第二直方圖；基于包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊相鄰的塊的第二直方 圖，計(jì)算取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于每一個(gè)像素產(chǎn)生由N 個(gè)柱形成的第三直方圖；以及基于所述第三直方圖產(chǎn)生所述像素值與所述像素值的輸出值之間的關(guān)系，以使得所述 第三直方圖的最大累積頻率與所述像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)所述目標(biāo)像素的 像素值來計(jì)算輸出值。
7. 一種程序，包括命令計(jì)算機(jī)用作如下單元的指令第一直方圖產(chǎn)生單元，對于由多個(gè)像素形成的每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，將動(dòng)態(tài)范 圍劃分為N個(gè)范圍，并產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第一直方圖，其中N是大于1的整數(shù)，且其中一 個(gè)柱的寬度對應(yīng)于多個(gè)像素值；提取單元，從整個(gè)圖像的多個(gè)塊之中提取由具有高亮度值的像素形成的高亮度塊的第一直方圖；第二直方圖產(chǎn)生單元，將每一個(gè)塊的第一直方圖與高亮度塊的第一直方圖進(jìn)行混合， 并對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖；第三直方圖產(chǎn)生單元，基于包括目標(biāo)像素的塊的第二直方圖以及與包括目標(biāo)像素的塊 相鄰的塊的第二直方圖，計(jì)算取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于 每一個(gè)像素產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第三直方圖；以及輸出值確定單元，基于所述第三直方圖產(chǎn)生所述像素值與所述像素值的輸出值之間的 關(guān)系，以使得所述第三直方圖的最大累積頻率與所述像素值的輸出值的最大值匹配，并根 據(jù)所述目標(biāo)像素的像素值來計(jì)算輸出值。
全文摘要
提供了圖像處理裝置、圖像處理方法和程序。該圖像處理裝置對于每一個(gè)塊計(jì)算像素值的頻率，產(chǎn)生由N個(gè)柱形成的第一直方圖，將高亮度塊的第一直方圖與每一個(gè)塊的第一直方圖進(jìn)行混合，且由此對于每一個(gè)塊產(chǎn)生第二直方圖。基于包括目標(biāo)像素的塊和相鄰塊的第二直方圖，計(jì)算取決于目標(biāo)像素的塊中的像素位置的像素值的頻率，并對于每一個(gè)像素產(chǎn)生第三直方圖?；诘谌狈綀D產(chǎn)生像素值與像素值的輸出值之間的關(guān)系，以使得第三直方圖的最大累積頻率與像素值的輸出值的最大值匹配，并根據(jù)目標(biāo)像素的像素值來計(jì)算輸出值。
文檔編號G06T5/40GK102147916SQ20111003420
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者大槻盛一 申請人:索尼公司