[发明专利]数字图像增强

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像增强(digital image enhancement)，特别涉及增强 数字图像亮度和对比度的方法。

发明背景

数字图像，不管是静态图片或视频图像，都不可能总是在理想采光条 件下捕捉记录到的。自然采光条件经常可能是太亮或者太暗，而摄影工作 室外的人工采光则经常提供不规则的照明。从而导致捕捉到的图像具有较 差的视觉质量(visual quality)。

在现有技术里已经提出了多种技术用来改善或增强图像质量。最近， 在美国专利文献US 2008/0101719(发明人Lim等)，US 2008/0012992和 2007/0171310(发明人Arici等)以及US 2007/0071350(发明人Lee等) 披露了增强图像的许多方法。特别地，US 2008/0101719(发明人Lim等) 对多种改善图像质量的已知技术进行了有益的讨论。所有这些不同的方法 都成功地不同程度地对图像质量有所改善。

发明概述

在此披露了一种数字图像增强方法，用来调整输入图像的亮度以获得 一个亮度调整的图像，然后调整亮度调整图像的对比度以获得一个增强的 输出图像。

该方法包括：

调整输入图像的亮度而获得一个亮度调整的图像，包括：估计输入图 像的真实世界亮度、调整图像到估计的亮度、并压缩调整图像的动态范围，

使用一个低通滤波器从亮度调整的图像中提取背景信息，

从亮度调整的图像中删除背景信息以提取对比度信息，

调整对比度信息，以及

合并背景信息和调整后的对比度信息而获得输出图像。

优选地，亮度增强的图像被量化。

对比度信息是通过乘以一个对比度调整因子(contrast adjustment  factor)进行调整，对比度调整因子是背景信息的函数。

一种数字图像增强方法，用来调整输入图像的亮度以获得一个亮度调 整图像，包括：估计输入图像的真实世界亮度、调整图像到估计的亮度、 并压缩调整图像的动态范围。

一种数字图像增强方法，用来校正亮度调整图像的对比度，包括：

利用一个低通滤波器提取输入图像的背景信息，

从输入图像删除背景信息以提取输入图像的对比度信息，

调整对比度信息，以及

合并背景信息和调整的对比度信息以获得一个输出图像。

附图说明

现将依照范例并参考附图描述本发明的典型方式，其中：

图1是本发明图像增强基本步骤的原理框图；

图2是显示亮度调整步骤更多详情细节的原理框图；

图3是亮度调整的功能块图；

图4是显示对比度调整步骤更多详情细节的原理框图；和

图5是对比度调整的功能块图。

优选实施例详述

本发明的以下典型实施例仅通过范例提供，但这并不是意在限制本发 明的使用范围或功能。本发明包括两个方面，即亮度调整和对比度调整， 用来增强输入图像。每个方面的具体细节将被提供用来帮助理解本发明。 但是，本发明的其它实施例不需要包括这两个方面的每个步骤。技术人员 将会理解，利用任何数目的其它对比度调整方案，依照本发明通过实施亮 度控制可以增强图像质量。或者，在使用任何一种已知技术进行图像亮度 调整之后，通过实施对比度调整可以充分地增强图像。

图1描述本发明数字图像增强的基本步骤。输入图像10首先进行亮度 调整11。然后，经过亮度调整的图像I’进行对比度调整12，产生一个增强 的输出图像13。图2到图5详细描述亮度调整和对比度调整的每个步骤。

参照图2和3，输入图像10的亮度调整包括基于一个估计的真实世界 亮度L调整图像亮度，并压缩和量化亮度调整后的图像。

真实世界估计L是输入图像I、用来在图像动态范围和真实世界动态 范围之间进行调整的比例因子(scaling factor)S、以及最小亮度参数τ的 函数。

输入图像I的动态范围D是：