[发明专利]图像处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置和方法，其用于产生具有增强或压缩对比度的图像。

发明背景

作为一种压缩动态范围的技术，将图像分为照度分量和反射分量(此后，将其称为“对比度分量”)，并对该照度分量进行压缩。可以压缩高对比度动态范围。

就输入图像的视频内容而言，该图像的照度分量通常与外部光或照明光相对应，并成为物体的统一亮度分量。换句话说，照度分量是个低空间频率分量。因此，施加在输入图像上的平滑滤波器是提取该图像照度分量的有效方式。例如，低通滤波器通常用作平滑滤波器。

作为分离照度分量的一种滤波器，通常可以使用以固定滤波器系数运算卷积的高斯滤波器(线性滤波器)。

在使用线性滤波器分离照度分量的情况下，常会在图像中物体边界处出现亮度模糊(此后，将其称为“晕圈(halo)”)。出现这种情况的原因如下：在使用线性滤波器的情况下，包括物体边缘在内的照度分量图像一起经过了滤波处理，结果，在相邻物体之间的边界处混合了错误信号。

作为一种减少晕圈的方法，通过使用多个分别具有不同尺度的线性平滑滤波器，将每个平滑滤波器获得的结果以加权比率相加。然而，这种方法的改善效果欠佳。为了减少晕圈，必须以高空间精度提取照度分量。

在JP-A2003-8935(Kokai)中公开了另一种用于减少晕圈的方法。在该专利参考文献中，ε滤波器(非线性滤波器)具有保留边缘的出众能力，可以将其用作分离照度分量的滤波器。此外，通过控制ε滤波器的门限，可以适当地提取物体的边界。结果，减少了晕圈的出现。

然而，在该专利参考文献中，从照度分量适当提取了物体的边界(边缘要素包括了一个片断或字符)。因此，在压缩照度分量的情况下，也压缩了物体的边界。此外，不是从对比度分量中提取物体的边界，而是从照度分量中提取物体的边界。即使对比度分量由照度分量组成，在对比度分量中也不包括该物体的边界。简言之，通过压缩照度分量，也压缩了物体的边界。

发明概述

本发明涉及通过使用一个滤波器提取对比度分量并使用另一个滤波器提取照度分量来产生高可见度图像的图像处理装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理图像的装置，包括：第一滤波器，配置为通过对输入图像进行平滑产生第一平滑图像；第二滤波器，配置为通过对所述输入图像进行平滑产生第二平滑图像，所述第二滤波器具有不同于所述第一滤波器的特性；对比度分量图像计算单元，配置为通过将所述输入图像的每个像素值除以所述第一平滑图像的像素值来产生对比度分量图像；以及图像合成单元，配置为通过将所述第二平滑图像与所述对比度分量图像进行合成来产生合成图像。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于处理图像的方法，包括：通过使用第一滤波器对输入图像进行滤波产生第一平滑图像；通过使用第二滤波器对输入图像进行滤波产生第二平滑图像，第二滤波器具有不同于第一滤波器的特性；通过将输入图像的每个像素值除以第一平滑图像的像素值来产生对比度分量图像；以及通过将第二平滑图像与对比度分量图像进行合成来产生合成图像。

附图简要说明

图1是根据第一实施例的图像处理装置的方框图；

图2是根据第二实施例的图像处理装置的方框图；

图3是根据第三实施例的图像处理装置的方框图；

图4是根据第四实施例的图像处理装置的方框图；

图5A和5B是ε滤波器示例的示意图；

图6是平均滤波器系数示例的示意图；

图7是根据第八实施例的图像处理装置的方框图；

图8是高斯滤波器系数示例的示意图；

图9是根据在先技术的图像处理装置的方框图；

实施例详细说明

下面，将通过参考所附各图说明本发明的各种实施例。本发明并不限于下列实施例。

(第一实施例)

图1是根据第一实施例的图像处理装置的方框图。图像处理装置10包括第一平滑滤波器处理单元12(第一平滑滤波器)、第二平滑滤波器处理单元14(第二平滑滤波器)、除法器16(对比度分量图像运算单元)、以及乘法器18(图像合成单元)。

第一平滑滤波器处理单元12将第一平滑滤波器叠加到输入图像上，并产生第一平滑图像LPF_P1如下：