[发明专利]一种图像处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于图像显示领域，特别涉及一种图像处理方法和装置。

背景技术

显示技术是人机联系和信息展示的窗口，广泛应用于工业、军事、交通、娱乐、教育、航空航天，以及医疗等各个领域。自发光性显示设备(如发光二极管显示(OLED)设备)和非自发光性显示设备(如液晶显示(LCD)设备)。其中，LCD设备以其画质清晰，视角宽阔，轻巧便携，低辐射益健康，价格低廉等特点倍受工程师和消费者青睐而发展迅速，已成为当前的主流显示设备。

在LCD这样的非自发性显示设备中，背光的功耗占据了显示设备整体功耗的90％以上，因此为了降低显示设备的功耗，降低背光功耗是首先需要解决的问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

如果单纯的降低显示设备中背光的功耗，会直接导致非自发性显示设备显示亮度的降低，尤其在正午阳光这样的高亮度环境下，使得显示设备显示的内容无法看清，使得显示内容的可视性变差。如果为了保证显示内容可视性提高显示亮度则又违背了降低功耗的初衷。因此较高的显示内容可视性和较低的背光功耗似乎成为鱼和熊掌不可兼得的矛盾体。

发明内容

为了解决现有技术的问题，第一方面，本发明提供了一种图像处理方法，所述图像处理方法，包括：

将待显示图像进行色彩空间转换，得到转换后的第一图像；

确定亮度补偿策略；包括：

在第一显示亮度时，人眼感受到的设备第一亮度值为L＝B·t(k)＝b·B_max·t(k)，当在第二显示亮度时，人眼感受到的设备第二亮度值为L′＝b·B_max·t(y_k)；

令所述设备第一亮度值与所述设备第二亮度值相等，得到亮度补偿映射函数y

其中，L是人眼感知到的设备亮度，b为背光调整系数，B_max是背光最大值，t(k)＝ω₁+ω₂·(k/255)^γ是液晶屏透光率，k是图像像素值，ω₁＝0.057,ω₂＝1.224,γ＝1.691是三个设备参数，向量y表示亮度补偿映射函数，y_k表示将第一图像中像素值为k的像素映射为y_k；

结合所确定的亮度补偿映射函数，对所述第一图像中的亮度分量进行亮度补偿，得到亮度补偿图像；

确定对比度-色调映射策略，包括：

提取所述亮度补偿图像中的直方图；

根据所述直方图对所述亮度补偿图像的对比度进行最大化处理，即

s_j＝x_j-x_j-1，

其中，h表示所述直方图，向量x表示对比度-色调映射函数，其中的元素x_k表示将所述亮度补偿图像中值为k的像素映射为x_k，s_j表示两个相差为1的像素值j和j-1映射成x_j和x_j-1后的差值，像素值j的对比度定义为s_j+s_j-1，k、j、j-1均指亮度分量上的像素值；I是亮度补偿图像的最大像素值，p是概率密度函数；1是单位列向量，与所述直方图h具有相同维度，1^t为列向量的转置；p_j为概率密度函数p中像素值为j的像素概率密度；1^th代表对直方图各元素求和；

确定将所述亮度补偿图像进行映射时的损失函数；

构建对比度-色调映射优化约束条件

其中，目标函数maxmize表示最大化的对比度，(a)表示将输出图像的范围限定在显示设备最终可显示的范围内，(b)为所述损失函数

的简洁表达形式，D(s)≤d，参数d通常取2或3，(c)表示使色调映射的损失在可控范围内，参数的取值范围为t∈[1,2]；

根据所述优化约束条件，确定优化函数s，根据所述优化函数s确定对比度-色调映射函数x：

其中，D(s)中的s和优化函数s均代表两个相差为1的像素值映射后的差值，s为列向量；而s_j为s列向量中两个相差为1的像素值j和j-1映射后的差值；