[发明专利]对比增强装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及对比增强(contrast enhancement)，特别涉及使用可调 (adjustable)及可适(adaptable)转换函数的对比增强。

背景技术

对比增强为一种重要的数字影像处理，通常用以改善不良强度 (intensity)分布的影像的视觉品质。例如，一个褪色的影像，其强度的分 布会局限于部分的灰阶值。

传统的色谱等化(histogram equalization)方法常用以重新分配或等化 整个影像的色谱曲线。然而，由于其需要大量的计算，因此是一种耗时缓 慢的运算方法。二元(binary)对比增强或临界法(thresholding)也是传统 的对比增强方法之一。在此方法中，所有小于临界值的亮度值被设为黑(0)， 而所有大于临界值的亮度值则被设为白(255)。由于二元对比增强方法产 生极为高对比的影像，因此其应用受到限制，例如用于辨识影像中物件的 轮廓或形状。鉴于此，一般的对比增强使用较不陡峻的转换曲线。

查表(lookup table)方式也是传统对比增强的常用方式之一。然而， 此查表方式需要相当大的存储空间，且自存储器读取数据时需要耗用许多 的读取周期。片段式线性近似法(piecewise linear approximation)是传统对 比增强的另一种常用方式。然而，此种方式需要许多的暂存器以储存片段 的端点(end points)，且容易产生近似误差。

因此，亟需提出一种快速且简便的方式来进行对比增强。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的之一为提供一种快速且简便的对比增强方式。 此种对比增强方法及其转换曲线所需的计算远比传统方法来得少。再者， 使用者也可方便地缩放(scale)转换曲线的形状，调整其强度(strength)， 且可改变其临界点(或转换点(transitional point))。

根据本发明实施例，使用可调混合单元以混合线性对比函数与非线性 对比函数，因而形成可调对比曲线。该非线性对比函数可通过混合参数来 作调整，使得对比曲线至线性对比曲线的距离得以改变。该对比曲线还可 通过强度参数来作调整，使得对比曲线的转换点或临界点受到改变。

附图说明

图1的方块图显示了本发明实施例的一个对比增强装置；

图2显示了本发明实施例的对比增强方法；

图3显示了各种混合参数所相对应的对比曲线；

图4显示了各种强度参数所相对应的对比曲线。

具体实施方式

图1的方块图显示了本发明实施例的一个对比增强(contrast enhancement)装置100，图2则显示了本发明实施例的对比增强方法200。 本实施例的装置100及方法200用以改善不良强度(intensity)分布的影像 的视觉品质。本实施例使用8位来表示亮度值，因此总共有256灰阶(亦 即，0至255)。然而，也可根据特定系统设计需求而使用其他的位数。

在本实施例中，对比增强转换函数定义如下：

Y”＝Y+(Y’-Y)*b    (2)

a＝round(avgBrightness*p)(3)

其中，Y代表输入像素的亮度值(或luma值)，

Y’代表基本(base)对比曲线的输出值，

Y”代表输出像素的亮度值，

p为定义对比增强的强度(strength)参数，及

b为定义对比增强曲线至线性对比增强曲线的接近度(closeness)的参数。

第(3)式中的avgBrightness代表目前影像的平均亮度值。在本实施例中， 在步骤20(图2)中，针对整个影像图框或欲进行对比增强的影像视窗部分 的像素，以可适(adaptable)亮度值单元10(图1)来取得平均亮度值。在 本说明书中，“单元”一词可用以指电路、程序片段或其组合。此平均亮度 值通过亮度值“a”以影响式(1)的输出值Y’，并进一步影响式(2)的Y”。装置 100及方法200可调适地(adaptable)针对变化的平均亮度值以自动改变其 对比增强。此可适性尤其在装置100从不同影像装置输入不同平均亮度的 影像时特别有用。