專利名稱：用于自適應(yīng)亮度控制的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種亮度控制裝置和方法，特別涉及一種能夠按照?qǐng)D像信號(hào)的平均亮度來(lái)自適應(yīng)地控制亮度而增加很少或不增加硬件的亮度控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
一般，在處理視頻圖像信號(hào)時(shí)，在圖像信號(hào)的亮度中不平衡或失真主要由于諸如照明、拍攝條件和視頻顯示器的特性的變化因素而頻繁地發(fā)生。事實(shí)上，在許多情況下，甚至同一圖像信號(hào)的亮度也會(huì)按照再現(xiàn)該圖像信號(hào)的視頻顯示器的類型而改變。例如，當(dāng)同一圖像信號(hào)被輸入和通過(guò)不同的視頻顯示器被再現(xiàn)時(shí)，所述圖像信號(hào)按照顯示所述圖像信號(hào)的視頻顯示器的特性而在低亮度和高亮度區(qū)域中具有不同的亮度。為了控制亮度上的這種不同，視頻顯示器中通常具有自動(dòng)增益控制(AGC)單元。AGC單元自動(dòng)工作，或可以由用戶人為控制，以提高或降低圖像亮度。
圖1是示出了具有AGC單元的傳統(tǒng)的亮度控制裝置的方框圖。
圖1所示的亮度控制裝置具有亮度級(jí)檢測(cè)單元10、AGC單元20和映射單元30。
亮度級(jí)檢測(cè)單元10計(jì)算輸入的圖像信號(hào)的亮度的平均值。如果在亮度級(jí)檢測(cè)單元10中計(jì)算的平均亮度值大于或小于預(yù)設(shè)的亮度值，則亮度控制單元20提高或降低輸入的圖像信號(hào)的亮度的輸出增益。即，亮度控制單元20輸出一個(gè)增益函數(shù)以提高或降低輸入的圖像信號(hào)的亮度值。
映射單元30按照從亮度控制單元20輸出的增益函數(shù)來(lái)對(duì)輸入的圖像信號(hào)執(zhí)行映射以輸出。
圖2A和圖2B是示出從亮度控制單元20輸出的增益函數(shù)的圖。
如果施加到亮度控制單元20的輸入圖像信號(hào)的亮度小于預(yù)先存儲(chǔ)在亮度控制單元20中的亮度值，則圖2A所示的增益函數(shù)被輸出到映射單元30。相反，如果施加到亮度控制單元20的輸入圖像信號(hào)的亮度大于預(yù)先存儲(chǔ)在亮度控制單元20中的亮度值，則圖2B所示的增益函數(shù)被輸出到映射單元30。因此，如果輸入圖像信號(hào)總體上具有很少的變化或沒(méi)有變化但是其上具有亮或暗的部分，則發(fā)生如下的現(xiàn)象當(dāng)輸入圖像信號(hào)被亮度控制單元20控制并在屏幕上顯示的時(shí)候圖像變得不必要地突然亮或暗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被設(shè)計(jì)來(lái)解決上述和/或其他問(wèn)題，因此本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種亮度控制裝置和方法，它在一種簡(jiǎn)單的硬件結(jié)構(gòu)中被實(shí)現(xiàn)并且自適應(yīng)地將亮度與輸入圖像信號(hào)的亮度匹配。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和/或其他方面和特征，提供了一種用于自適應(yīng)亮度控制的裝置，包括概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)的像素的像素值的分布來(lái)計(jì)算PDF；補(bǔ)償值計(jì)算單元，用于計(jì)算各個(gè)像素的像素值的平均值，并且按照平均亮度值的范圍來(lái)計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)；像素值補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所計(jì)算的函數(shù)來(lái)重新建立像素值的分布。
像素值補(bǔ)償單元包括PDF補(bǔ)償單元，用于將所計(jì)算的函數(shù)的值與通過(guò)PDF計(jì)算單元獲得的PDF值相比較；累積分布函數(shù)(CDF)產(chǎn)生單元，用于計(jì)算用于由像素值補(bǔ)償單元重新建立的PDF的累積分布函數(shù)；映射單元，用于根據(jù)所述累積分布函數(shù)來(lái)重新建立輸入圖像信號(hào)的像素值。
CDF產(chǎn)生單元根據(jù)下面的公式來(lái)計(jì)算用于PDF的CDFCDF(K)=Σt=0tPDF(t)]]>其中CDF(K)表示累積分布函數(shù)，PDF(t)是概率密度函數(shù)，t是當(dāng)在屏幕上顯示圖像信號(hào)時(shí)可以顯示的最大像素值。
還提供了累積分布函數(shù)(CDF)補(bǔ)償單元，它被提供在CDF產(chǎn)生單元和映射單元之間，用于根據(jù)下面的公式來(lái)從CDF產(chǎn)生單元的輸出計(jì)算補(bǔ)償?shù)腃DFCDF′(K)=CDF(K)-CDF(N-1)N-1K+F(K)]]>其中CDF’(K)表示被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)，CDF(K)是在補(bǔ)償前的累積分布函數(shù)，F(xiàn)(K)＝(圖像信號(hào)的像素的總數(shù)/(N-1))K，N-1是最大的像素值，CDF(N-1)是在最大像素值的累積分布函數(shù)的值。
補(bǔ)償值計(jì)算單元包括平均值計(jì)算單元，用于計(jì)算平均像素值；平均值范圍計(jì)算單元，用于設(shè)置所計(jì)算的平均像素值的范圍；函數(shù)值輸出單元，用于向像素值補(bǔ)償單元輸出與所計(jì)算的平均值的范圍對(duì)應(yīng)的函數(shù)。
所述函數(shù)是單調(diào)增加函數(shù)、單調(diào)下降函數(shù)和恒定函數(shù)之一。
所述像素值是下列之一亮度值，三基色R、G、B的灰度值，色差信號(hào)Y、Cb和Cr的灰度值。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，一種自適應(yīng)亮度控制方法包括操作根據(jù)輸入圖像信號(hào)的各個(gè)像素的像素值的分布來(lái)計(jì)算概率密度函數(shù)(PDF)；計(jì)算所檢測(cè)的像素值的平均值，并且按照平均亮度值的范圍來(lái)計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)；根據(jù)所計(jì)算的函數(shù)來(lái)重新建立像素值的分布。
用于重新建立亮度值分布的操作包括下述操作將所計(jì)算的函數(shù)的值與所計(jì)算的PDF值相比較；提高和降低PDF值的一部分；計(jì)算用于具有提高或降低的PDF值的PDF的累積分布函數(shù)；根據(jù)所述累積分布函數(shù)來(lái)重新建立輸入圖像信號(hào)的像素值。
計(jì)算累積分布函數(shù)的操作還包括下述操作根據(jù)下面的公式重新建立累積分布函數(shù)CDF′(K)=CDF(K)-CDF(N-1)N-1K+F(K)]]>其中CDF’(K)表示被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)，CDF(K)是在補(bǔ)償前的累積分布函數(shù)，F(xiàn)(K)＝(圖像信號(hào)的像素的總數(shù)/(N-1))K，N-1是最大的像素值，CDF(N-1)是在最大像素值的累積分布函數(shù)的值。
計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)的操作包括操作計(jì)算像素值的平均值；設(shè)置所計(jì)算的平均像素值的范圍；計(jì)算與所計(jì)算的平均像素值的范圍對(duì)應(yīng)的函數(shù)。
所述函數(shù)是單調(diào)增加函數(shù)、單調(diào)下降函數(shù)和恒定函數(shù)之一。
所述像素值是下列之一亮度值，三基色R\G\B的灰度值，色差信號(hào)Y、Cb和Cr的灰度值。
本發(fā)明的附加方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中給出，并且部分地從說(shuō)明書顯而易見(jiàn)，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)。


通過(guò)下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方面，本發(fā)明的這些和/或其他方面將變得清楚和更容易理解，其中圖1是傳統(tǒng)亮度控制裝置的方框圖；圖2A和圖2B是示出從圖1的亮度控制單元輸出的累積分布函數(shù)的圖；圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的亮度控制裝置的方框圖；圖4是圖3的補(bǔ)償值計(jì)算單元的方框圖；圖5A-圖6C是用于說(shuō)明圖3的亮度補(bǔ)償單元的操作的視圖；圖7是說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)方面的自適應(yīng)亮度控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面，其示例被在附圖中舉例說(shuō)明，其中在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)號(hào)表示相同的元件。下面說(shuō)明各個(gè)方面以便通過(guò)參照附圖來(lái)解釋本發(fā)明。
圖3是示出按照本發(fā)明的一個(gè)方面的亮度控制裝置的方框圖。
圖3所示的亮度控制裝置包括概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算單元100、補(bǔ)償值計(jì)算單元200、亮度控制(或門限下比特門限上比特(BUBO)單元300、累積分布函數(shù)(CDF)產(chǎn)生單元400、CDF補(bǔ)償單元410和映射單元500。
PDF計(jì)算單元100檢測(cè)形成輸入圖像信號(hào)的每個(gè)像素的像素值，并且根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果計(jì)算概率密度函數(shù)(PDF)。所述像素值可以是亮度值、三基色R、G、B的灰度值或色差信號(hào)Y、Cb、Cr的灰度值。而且，所述灰度值可以基于色調(diào)、飽和度或亮度。通過(guò)以8個(gè)比特表示灰度值將提供基色R、G、B和256級(jí)(即28級(jí))的飽和度。分別地，亮度值也可以通過(guò)256級(jí)來(lái)表達(dá)，并且色差信號(hào)Y、Cb、Cr可以以8比特來(lái)表達(dá)。因此，亮度值，基色信號(hào)的灰度值和色差信號(hào)的灰度值按照輸入圖像信號(hào)的亮度值的變化而改變，并且可以計(jì)算與輸入圖像信號(hào)的亮度的變化對(duì)應(yīng)的PDF。將主要針對(duì)輸入圖像信號(hào)的亮度值來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的亮度控制裝置。但是，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明可以等同地應(yīng)用到三基色R、G、B和色差信號(hào)的灰度值。
補(bǔ)償值計(jì)算單元200根據(jù)PDF計(jì)算亮度值的平均值，并且將所計(jì)算的平均值與預(yù)定的范圍相比較。而且，補(bǔ)償值計(jì)算單元200中具有對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)范圍的函數(shù)，并且按照比較的結(jié)果來(lái)向BUBO單元300輸出不同的函數(shù)。
BUBO單元300按照從補(bǔ)償值計(jì)算單元200輸出的函數(shù)來(lái)轉(zhuǎn)換從PDF計(jì)算單元100輸出的PDF。所轉(zhuǎn)換的PDF與輸出到BUBO單元300的函數(shù)相比較，并且小于所述函數(shù)的值的值被映射為函數(shù)值。
CDF產(chǎn)生單元400依序累加和計(jì)算從BUBO單元300輸出的PDF。累積分布函數(shù)在公式1中定義如下[公式1]CDF=Σi=0nPDF,]]>其中i＝0，1，2，3，…CDF補(bǔ)償單元410補(bǔ)償在CDF產(chǎn)生單元400中計(jì)算的累積分布函數(shù)(CDF)的最大值以使得等于輸入圖像信號(hào)的像素的總數(shù)，并且在補(bǔ)償累積分布函數(shù)后，被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)被歸一化。所述歸一化將亮度對(duì)像素?cái)?shù)量的累積分布函數(shù)轉(zhuǎn)換為輸入圖像信號(hào)的亮度級(jí)對(duì)與其相對(duì)應(yīng)的輸出的亮度級(jí)的函數(shù)。累積分布函數(shù)的補(bǔ)償和歸一化基于如下的公式2和公式3。
CDF′(K)=CDF(K)-CDF(N-1)N-1K+F(K)]]>其中CDF’(K)表示被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)，CDF(K)是在補(bǔ)償前的累積分布函數(shù)，F(xiàn)(K)＝(圖像信號(hào)的像素的總數(shù)/(N-1))K，N-1是最大的像素值，CDF(N-1)是在最大像素值的累積分布函數(shù)的值。
其中F(K)表示歸一化的累積分布函數(shù)，即映射函數(shù)，并且CDF`(K)是被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)。
映射單元500按照歸一化的結(jié)果映射形成輸入圖像信號(hào)的每個(gè)像素的亮度。
圖4是圖3的補(bǔ)償值計(jì)算單元200的詳細(xì)方框圖。圖4所示的補(bǔ)償值計(jì)算單元200包括平均值計(jì)算單元210、平均值范圍檢測(cè)單元220和函數(shù)值輸出單元230。
平均值計(jì)算單元210根據(jù)從PDF計(jì)算單元100施加的PDF計(jì)算輸入圖像信號(hào)的平均亮度值。補(bǔ)償值計(jì)算單元200檢測(cè)在平均值計(jì)算單元210中計(jì)算的平均亮度值處在哪個(gè)范圍內(nèi)。表1解釋了平均值計(jì)算單元210的操作，其中在范圍0～255中的亮度值被分類為4個(gè)級(jí)，并且示出了與所述級(jí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)。


如表1所示，所述平均值依賴于0～30、31～100、101～159、159～255的級(jí)別而具有對(duì)應(yīng)的函數(shù)。如果從平均值計(jì)算單元210輸出的平均值是20，則通過(guò)y＝-ax+b來(lái)表達(dá)對(duì)應(yīng)的函數(shù)，如果在160～255的范圍，則對(duì)應(yīng)的函數(shù)變?yōu)閥＝fx+g。表1示出了四級(jí)平均亮度值，以便解釋平均值范圍檢測(cè)單元220的操作，但是本發(fā)明不限于此。函數(shù)值輸出單元230中具有對(duì)應(yīng)于平均亮度值的范圍的函數(shù)，并且向BUBO單元300輸出對(duì)應(yīng)的函數(shù)。
圖5A-圖5C舉例說(shuō)明BUBO單元300的操作。
首先，圖5A是示出從PDF計(jì)算單元100輸出的圖像信號(hào)的PDF的視圖。在平均值計(jì)算單元210中，所示的PDF的平均值假定具有亮度值80。
圖5B示出了當(dāng)在平均值計(jì)算單元210計(jì)算的平均亮度值是80時(shí)對(duì)應(yīng)的PDF和函數(shù)。此時(shí)，BUBO單元300比較從補(bǔ)償值計(jì)算單元200施加的函數(shù)值與PDF，并且提高小于所述函數(shù)值的PDF值。圖5C示出了當(dāng)已經(jīng)提高了小于所述函數(shù)值的PDF值時(shí)的結(jié)果。如圖5C所示，當(dāng)在PDF中的具有低亮度值的區(qū)域中的PDF值提高時(shí)，輸入圖像信號(hào)的整體亮度按照被提高的PDF值而提高。此時(shí)，因?yàn)槔鐈＝-ax+b的函數(shù)單調(diào)下降，因此亮度值隨著PDF值的提高而在高和低區(qū)域中被同時(shí)補(bǔ)償。當(dāng)在輸入屏幕的顯示器上顯示這樣的一個(gè)被補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)時(shí)，圖像被亮度補(bǔ)償，防止了亮度的突變。
圖6A-圖6C是說(shuō)明當(dāng)在平均值計(jì)算單元210中計(jì)算的平均亮度值是170時(shí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)和PDF的視圖。對(duì)應(yīng)于該平均亮度值的函數(shù)被表達(dá)為表1所示的y＝fx+g，并且BUBO單元300比較PDF和函數(shù)值，并且提高小于所述函數(shù)值的PDF值。所述PDF值在低亮度級(jí)區(qū)域中被提高，即，在PDF的黑暗區(qū)域，并且這個(gè)區(qū)域的提高的亮度值降低輸入圖像信號(hào)的整體亮度。低和高亮度區(qū)域根據(jù)諸如y＝fx+g的函數(shù)被同時(shí)補(bǔ)償，以便當(dāng)在諸如屏幕的顯示器上顯示被補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)時(shí)圖像被亮度補(bǔ)償而不會(huì)變得突然暗。即，按照本發(fā)明通過(guò)亮度控制裝置補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)當(dāng)在屏幕上顯示時(shí)不突然變亮或變暗。而且，因?yàn)榭梢允褂靡蕾囉诿總€(gè)區(qū)域而施加的函數(shù)來(lái)補(bǔ)償亮度值，因此即使必須另外地補(bǔ)償亮度值的時(shí)候也不必具有另外的用于亮度值補(bǔ)償?shù)挠布?br> 圖7是示出按照本發(fā)明的一個(gè)方面的自適應(yīng)亮度控制方法的流程圖。
首先，PDF計(jì)算單元100檢測(cè)形成輸入圖像信號(hào)的各個(gè)像素的像素值，并且根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果來(lái)計(jì)算PDF(S100)。所述像素值可以是亮度值、三基色R、G、B的灰度值，色差信號(hào)Y、Cb和Cr的灰度值。而且，所述灰度值可以基于色調(diào)、飽和度或亮度。通過(guò)8個(gè)比特表示灰度值將提供基色R、G、B和256級(jí)(即28級(jí))的飽和度。分別地，亮度值也可以通過(guò)256級(jí)來(lái)表達(dá)，并且色差信號(hào)Y、Cb、Cr可以以8比特來(lái)表達(dá)。因此，亮度值，基色信號(hào)的灰度值和色差信號(hào)的灰度值按照通過(guò)輸入圖像信號(hào)的亮度值的變化而改變，并且可以計(jì)算與輸入圖像信號(hào)的亮度的變化對(duì)應(yīng)的PDF。在下面的說(shuō)明中，將主要針對(duì)輸入圖像信號(hào)的亮度值來(lái)說(shuō)明按照本發(fā)明的亮度控制裝置。但是，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明可以等同地應(yīng)用到三基色R、G、B和色差信號(hào)的灰度值。
接著，平均值計(jì)算單元210從所計(jì)算的PDF計(jì)算平均亮度值(S200)。此時(shí)的亮度值是通過(guò)相加在PDF中分布的所有亮度值并且將其除以像素的總數(shù)而獲得的值。接著，平均值范圍檢測(cè)單元220檢測(cè)在0～255級(jí)的亮度值中的平均亮度值位于哪個(gè)范圍。此時(shí)，平均值范圍檢測(cè)單元220將0～255的亮度級(jí)分類為四到十個(gè)范圍，例如0～30、31～100、101～159和159～255等，并且該檢測(cè)平均亮度值屬于哪個(gè)范圍。接著，函數(shù)值輸出單元230根據(jù)對(duì)應(yīng)于在平均值范圍檢測(cè)單元220中檢測(cè)的范圍的函數(shù)向BUBO單元300輸出函數(shù)值(S300)。在此，所述函數(shù)是單調(diào)提高的函數(shù)或單調(diào)下降的函數(shù)。BUBO單元300比較從函數(shù)值輸出單元230輸出的函數(shù)值與從PDF計(jì)算單元100輸出的PDF(S400)，在作為比較的結(jié)果PDF值小于函數(shù)值的情況下通過(guò)提高或降低PDF值來(lái)將PDF值映射為函數(shù)值，并且向CDF補(bǔ)償單元410輸出被映射的PDF(S500)。CDF補(bǔ)償單元410累加由BUBO單元300補(bǔ)償?shù)腜DF，并且計(jì)算累積分布函數(shù)(S600)。此時(shí)，當(dāng)BUBO單元300補(bǔ)償PDF時(shí)，提高或降低一些特定的亮度的度數(shù)(degree)以便當(dāng)根據(jù)所述提高或降低來(lái)計(jì)算累積分布函數(shù)時(shí)，所述累積分布函數(shù)的最后的累積值超過(guò)或變得小于輸入圖像信號(hào)所具有的像素值。因此，CDF補(bǔ)償單元410將在CDF產(chǎn)生單元400中計(jì)算的累積分布函數(shù)(CDF)的最大值補(bǔ)償為輸入圖像信號(hào)的像素的總數(shù)，并且將被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)轉(zhuǎn)換為輸入亮度值對(duì)輸出亮度值的關(guān)系。歸一化是根據(jù)上述的公式3來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
最后，映射單元500將輸入圖像信號(hào)映射到歸一化的累積分布函數(shù)(S700)。因此，本發(fā)明當(dāng)補(bǔ)償亮度值時(shí)按照從補(bǔ)償值計(jì)算單元200輸出的函數(shù)來(lái)控制BUBO單元300，以便當(dāng)增加用于補(bǔ)償亮度值的函數(shù)時(shí)避免附加的硬件。按照本發(fā)明的亮度控制裝置和方法可以通過(guò)改變或轉(zhuǎn)換在補(bǔ)償值計(jì)算單元200嵌入的函數(shù)來(lái)解決附加硬件的問(wèn)題。
如上所述，本發(fā)明當(dāng)需要用于補(bǔ)償附加的亮度值的函數(shù)時(shí)通過(guò)改變嵌入的函數(shù)值而不需要附加的硬件結(jié)構(gòu)。而且，本發(fā)明向亮度區(qū)域施加至少一個(gè)或多個(gè)嵌入的函數(shù)，以便當(dāng)補(bǔ)償圖像信號(hào)的亮度時(shí)避免亮度的突變，因此當(dāng)所述亮度控制裝置被應(yīng)用到圖像顯示器時(shí)圖像質(zhì)量不變差。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的實(shí)施例具體示出和說(shuō)明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于自適應(yīng)亮度控制的裝置，包括概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)的像素的像素值的分布來(lái)計(jì)算PDF；補(bǔ)償值計(jì)算單元，用于計(jì)算各個(gè)像素的像素值的平均值，并且按照平均亮度值的范圍來(lái)計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)；像素值補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所計(jì)算的函數(shù)來(lái)重新建立像素值的分布。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其中像素值補(bǔ)償單元包括PDF補(bǔ)償單元，用于將所計(jì)算的函數(shù)的值與通過(guò)PDF計(jì)算單元獲得的PDF值相比較；累積分布函數(shù)(CDF)產(chǎn)生單元，用于計(jì)算用于由像素值補(bǔ)償單元重新建立的PDF的累積分布函數(shù)；映射單元，用于根據(jù)所述累積分布函數(shù)來(lái)重新建立輸入圖像信號(hào)的像素值。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其中CDF產(chǎn)生單元根據(jù)下面的公式來(lái)計(jì)算用于PDF的CDFCDF(K)=Σt=0tPDF(t)]]>其中CDF(K)表示累積分布函數(shù)，PDF(t)是概率密度函數(shù)，而t是當(dāng)在屏幕上顯示圖像信號(hào)時(shí)可以顯示的最大像素值。
4.按照權(quán)利要求3的裝置，還包括累積分布函數(shù)(CDF)補(bǔ)償單元，它被提供在CDF產(chǎn)生單元和映射單元之間，用于根據(jù)下面的公式來(lái)轉(zhuǎn)換CDF產(chǎn)生單元的輸出CDF`(K)=CDF(K)-CDF(N-1)N-1K+F(K)]]>其中CDF’(K)表示被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)，CDF(K)是在補(bǔ)償前的累積分布函數(shù)，F(xiàn)(K)＝(圖像信號(hào)的像素的總數(shù)/(N-1))K，N-1是最大的像素值，CDF(N-1)是在最大像素值的累積分布函數(shù)的值。
5.按照權(quán)利要求1的裝置，其中補(bǔ)償值計(jì)算單元包括平均值計(jì)算單元，用于計(jì)算平均像素值；平均值范圍計(jì)算單元，用于設(shè)置所計(jì)算的平均像素值的范圍；函數(shù)值輸出單元，用于向像素值補(bǔ)償單元輸出與所計(jì)算的像素值的范圍對(duì)應(yīng)的函數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1的裝置，其中所述函數(shù)是單調(diào)增加函數(shù)、單調(diào)下降函數(shù)和恒定函數(shù)之一。
7.按照權(quán)利要求1的裝置，其中所述像素值是下列之一亮度值，三基色R、G、B的灰度值，色差信號(hào)Y、Cb和Cr的灰度值。
8.一種自適應(yīng)亮度控制方法，包括根據(jù)輸入圖像信號(hào)的各個(gè)像素的像素值的分布來(lái)計(jì)算概率密度函數(shù)(PDF)；計(jì)算所檢測(cè)的像素值的平均值，并且按照平均亮度值的范圍來(lái)計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)；根據(jù)所計(jì)算的函數(shù)來(lái)重新建立像素值的分布。
9.按照權(quán)利要求8的自適應(yīng)亮度控制方法，其中重新建立亮度值分布包括將所計(jì)算的函數(shù)的值與所計(jì)算的PDF值相比較，并提高和降低PDF值的一部分；計(jì)算用于具有提高的或降低的PDF值的PDF的累積分布函數(shù)；根據(jù)所述累積分布函數(shù)來(lái)重新建立輸入圖像信號(hào)的像素值。
10.按照權(quán)利要求9的自適應(yīng)亮度控制方法，其中計(jì)算累積分布函數(shù)還包括根據(jù)下面的公式重新建立累積分布函數(shù)CDF`(K)=CDF(K)-CDF(N-1)N-1K+F(K)]]>其中CDF’(K)表示被補(bǔ)償?shù)睦鄯e分布函數(shù)，CDF(K)是在補(bǔ)償前的累積分布函數(shù)，F(xiàn)(K)＝(圖像信號(hào)的像素的總數(shù)/(N-1))K，N-1是最大的像素值，CDF(N-1)是在最大像素值的累積分布函數(shù)的值。
11.按照權(quán)利要求8的自適應(yīng)亮度控制方法，其中計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)包括計(jì)算像素值的平均值；設(shè)置所計(jì)算的平均像素值的范圍；以及計(jì)算與所計(jì)算的像素值的范圍對(duì)應(yīng)的函數(shù)。
12.按照權(quán)利要求8的自適應(yīng)亮度控制方法，其中所述函數(shù)是單調(diào)增加函數(shù)、單調(diào)下降函數(shù)和恒定函數(shù)之一。
13.按照權(quán)利要求8的自適應(yīng)亮度控制方法，其中所述像素值是下列之一亮度值，三基色R\G\B的灰度值，色差信號(hào)Y、Cb和Cr的灰度值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠按照?qǐng)D像信號(hào)的平均亮度來(lái)自適應(yīng)地補(bǔ)償亮度值的亮度控制裝置和方法。所述自適應(yīng)亮度控制裝置包括概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入圖像信號(hào)的像素的像素值的分布來(lái)計(jì)算PDF；補(bǔ)償值計(jì)算單元，用于計(jì)算各個(gè)像素的像素值的平均值，并且按照平均亮度值的范圍來(lái)計(jì)算具有預(yù)定斜率的函數(shù)；像素值補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所計(jì)算的函數(shù)來(lái)重新建立像素值的分布。亮度控制裝置自適應(yīng)地對(duì)應(yīng)于防止閃爍的輸入圖像信號(hào)的亮度，并且當(dāng)另外需要用于補(bǔ)償亮度值的函數(shù)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換被嵌入的函數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的函數(shù)，而不需要附加的硬件結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H04N1/407GK1535000SQ20041002837
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者梁承埈, 姜賢, 吳才煥, 樸永濬, 梁承 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社