CN100362849C - 电视图像动态景深提升方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电视图像动态景深提升方法，首先统计输入画面在确定范围内的亮度信息，所述亮度信息是指处于各亮度信号值的像素数目和亮度平均值；如果处于高亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的白电平扩展处理启动门限，则进行白电平扩展处理；如果亮度平均值大于黑电平扩展处理启动门限，则进行黑电平扩展处理；如果处于低亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的亮度曲线校正处理启动门限一或亮度平均值小于亮度曲线校正处理启动门限二，则进行亮度曲线校正处理。本发明有益的效果在于：根据每帧输入画面的特点来确定具体的处理方式，使得调节方式动态化，始终保持显示画面具有良好的景深表现，大大改善了视觉效果。

Description

电视图像动态景深提升方法
【技术领域】
本发明涉及电视图像处理技术，具体涉及一种电视图像动态景深提升方法。
【背景技术】
近年来数字电视广播的发展十分迅猛，美国、日本、欧洲等发达国家已进入全面推行电视广播数字化的阶段，美国不仅致力于增加高清晰度数字电视的节目，而且决定于2006年全面停播模拟电视，而我国众多大中城市有线高清数字电视已经开播，同时确定于2015年全面停播模拟电视。由于数字电视的传输对节目质量几乎不会造成损伤，所以，用户在家里可以得到几乎等同于演播室的信号质量。但是，现在市场上销售的电视机(特别是采用新型显示器件的电视机，如LCDTV，PDPTV，DLPTV……)，由于种种问题，并不能高质量地进行显示。
彩色电视在播放某些图像信号时，由于拍摄环境不佳或记录特殊场景等原因，往往画面过亮或过暗而无法分辨出图像的细节，同时也不符合人眼的视觉习惯。在这种时候，某些电视可以允许用户通过调整显示设备的亮度来进行改善，但这种调整是固定的，一经应用，所有显示的图像都会被作相同的处理，而电视画面绝不是一成不变的，因此难以达到理想的效果。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据所显示图像的特点进行动态调整的电视图像动态景深提升方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，电视图像动态景深提升方法，包括如下步骤：首先统计输入画面在确定范围内各像素的亮度信息，所述亮度信息包括处于各亮度信号值的像素数目和亮度平均值；如果处于高亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的白电平扩展处理启动门限，则进行白电平扩展处理，使得该比值降低；如果亮度平均值大于设定的黑电平扩展处理启动门限，则进行黑电平扩展处理，使得该亮度平均值降低；如果处于低亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的亮度曲线校正处理启动门限一或亮度平均值小于设定的亮度曲线校正处理启动门限二，则按照设定的校正强度进行亮度曲线校正处理，使得该比值降低或该亮度平均值提高。
所述亮度信号值可以按照显示设备的亮度表现能力划分。
优选的是，
所述高亮度信号值是指高于设定的白电平扩展启始点的亮度信号值。
所述低亮度信号值是指低于亮度曲线校正处理启动门限二的亮度信号值。
进一步优选的是，
所述亮度信号值分为256级，所述白电平扩展启始点为128～255。
所述亮度信号值分为256级，所述亮度曲线校正处理启动门限二为0～127。
本发明采用上述技术方案，有益的效果在于：1)根据每帧输入画面的特点来确定具体的处理方式，使得调节方式动态化，始终保持显示画面具有良好的景深表现，大大改善了视觉效果；2)采用直方图和取平均值的统计方法作为调整判断的依据，具有实现简单计算快速的优点；3)优选方式中对高、低亮度信号值的划分和白电平扩展处理启动门限、亮度曲线校正处理启动门限二的设定是申请人经过反复大量的实验，充分研究了人眼的视觉习惯，在同时考虑到较小的计算量及出色的动态处理效果的情况下得出的。
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：
【附图说明】
图1是处理前的图像信号1。
图2是图1的亮度信息直方图。
图3是亮度校正曲线图。
图4是处理前的图像信号2。
图5是图2的亮度信息直方图。
图6是黑/白电平扩展处理示意图。
图7是图像信号1和2处理后的效果图。
图8是图7的亮度信息直方图。
图9(a)、(b)分别是一连续信号进行动态处理前、后的截图。
图10(a)、(b)分别是另一连续信号进行动态处理前、后的截图。
图11(a)、(b)分别是又一连续信号进行动态处理前、后的截图。
【具体实施方式】
电视图像动态景深提升方法，包括如下步骤：首先统计输入画面在确定范围内各像素的亮度信息，所述亮度信息包括处于各亮度信号值的像素数目和亮度平均值；如果处于高亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的白电平扩展处理启动门限，则进行白电平扩展处理，使得该比值降低；如果亮度平均值大于设定的黑电平扩展处理启动门限，则进行黑电平扩展处理，使得该亮度平均值降低；如果处于低亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的亮度曲线校正处理启动门限一或亮度平均值小于设定的亮度曲线校正处理启动门限二，则按照设定的校正强度进行亮度曲线校正处理，使得该比值降低或该亮度平均值提高。所述黑/白电平扩展处理可以通过设定黑/白电平扩展最大斜率、最小斜率、黑电平扩展起始点的上下限以及白电平扩展起始点的上下限来进行。所述亮度曲线校正处理可以通过设定亮度校正强度及亮度校正曲线的终点来进行。
在本例中，采用的显示器件是三星SDI公司生产的S42SD-YD05等离子模组，将其亮度由暗至亮分为0～255共256级，取128～255为高亮度信号值，0～127为低亮度信号值，设置亮度曲线校正处理启动门限二和黑电平扩展处理启动门限均为80，白电平扩展处理启动门限为30％，亮度曲线校正处理启动门限一为30％，采样范围为输入图像的正中732×400像素。对于调整过程的设置：亮度曲线校正强度为80，白电平扩展启始点范围为215～255，黑电平扩展启始点范围为32～64，白电平扩展最大斜率为1.125，黑电平扩展最小斜率为0.79687。
具体实现过程：输入图像信号1，如图1所示，其亮度信息以直方图的形式示于图2，图2中横轴表示0～255由暗到亮的各亮度信号值，纵轴表示此输入图像处于各亮度信号值的像素数目。由图2可以看出，过多的图像内容堆积在左边暗的一端，处于低亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值约为45％，高于亮度曲线校正处理启动门限一，亮度平均值约为60，低于亮度曲线校正处理启动门限二，由图1也可以直观的看出图像昏暗，细节难于分辨。因此对此图像进行亮度曲线校正处理，如图3所示，图3中横轴表示输入亮度信号值YI，纵轴表示输出亮度信号值YO，可以通过设定亮度校正强度及亮度校正曲线的终点来进行调整，这是在图像处理领域常用的亮度校正方法。图3中虚线为调整前的亮度曲线，实线为调整后的亮度校正曲线。
输入图像信号2，如图4所示，其亮度信息以直方图的形式示于图5。由图5可以看出，过多的图像内容堆积在右边极亮的一端，处于高亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值约为40％，高于白电平扩展处理启动门限，同时，亮度平均值超过150，高于黑电平扩展处理启动门限，由图4也可以直观的看出图像过亮，亮区细节难于分辨。因此对此图像进行黑/白电平扩展处理，如图6所示，图6中横轴表示输入亮度信号值YI，纵轴表示输出亮度信号值YO，可以通过设定最大斜率、最小斜率、黑电平扩展起始点的上下限以及白电平扩展起始点的上下限来进行调整，这是在图像处理领域常用的黑/白电平扩展方法。图6中虚线为调整前的亮度曲线，实线为调整后的黑/白电平扩展曲线。
图像信号1和2分别经过亮度曲线校正和黑/白电平扩展处理后，即能够得到较好的表现，如图7所示，图8为图7的亮度信息直方图。由图8可以看出，图像内容几乎涵盖整个动态范围，由图7也可以直观的看出图像的景深感较好，细节较为清晰。
上述是对静止图像的处理过程，而对于连续的图像信号，例如实时电视信号，都可以看作是由多帧静止图像组成的，对每一幅图像分别进行采集处理，就可以实现对连续图像的动态景深提升，从而达到良好的视觉效果。图9～图11是对连续信号进行动态处理的截图，各图的(a)部分为未作处理的图片，(b)部分为动态景深提升后的图片，比较各图的、部分可以看出，动态景深提升后，图片亮暗分明，图像更加鲜明，立体感更强，画面更有层次，同时对较弱光线也有明显的改善效果。
在实际应用中，为了提高处理速度，更快的对图片的处理方式作出判断，可以不对全部像素进行采样，而是对某一确定的区域进行，本案例就是采用部分区域采样。

Claims (6)

1.一种电视图像动态景深提升方法，其特征在于，包括如下步骤：首先统计输入画面在确定范围内各像素的亮度信息，所述亮度信息包括处于各亮度信号值的像素数目和亮度平均值；如果处于高亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的白电平扩展处理启动门限，则进行白电平扩展处理，使得该比值降低；如果亮度平均值大于设定的黑电平扩展处理启动门限，则进行黑电平扩展处理，使得该亮度平均值降低；如果处于低亮度信号值的像素数目与总采样像素数目的比值大于设定的亮度曲线校正处理启动门限一或亮度平均值小于设定的亮度曲线校正处理启动门限二，则按照设定的校正强度进行亮度曲线校正处理，使得该比值降低或该亮度平均值提高。
2.根据权利要求1所述的电视图像动态景深提升方法，其特征在于：所述亮度信号值按照显示设备的亮度表现能力划分。
3.根据权利要求1或2所述的电视图像动态景深提升方法，其特征在于：所述高亮度信号值是指高于设定的白电平扩展启始点的亮度信号值。
4.根据权利要求3所述的电视图像动态景深提升方法，其特征在于：所述亮度信号值分为256级，所述白电平扩展启始点为128～255。
5.根据权利要求1或2所述的电视图像动态景深提升方法，其特征在于：所述低亮度信号值是指低于亮度曲线校正处理启动门限二的亮度信号值。
6.根据权利要求5所述的电视图像动态景深提升方法，其特征在于：所述亮度信号值分为256级，所述亮度曲线校正处理启动门限二为0～127。
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