CN101198070B

CN101198070B - 用于提高图像可见度的设备和方法

Info

Publication number: CN101198070B
Application number: CN2007101819570A
Authority: CN
Inventors: 金仁智; 玉贤旭; 朴斗植; 赵良镐
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2027-10-17
Also published as: EP1914980A1; JP2008104177A; KR100843089B1; US20080089604A1; US8463067B2; KR20080034690A; CN101198070A; JP5383995B2

Abstract

一种用于提高图像可见度的设备和方法。所述设备包括：图像输入模块，接收图像；照度感测模块，感测外部照度；可见度补偿模块，通过根据感测的外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域来补偿输入图像；图像输出模块，输出经补偿的图像。

Description

用于提高图像可见度的设备和方法

本中请要求于2006年10月17日在韩国知识产权局提交的第2006-100954号韩国专利申请的利益，该申请完全公开于此，以资参考。

技术领域

本发明的各方面涉及一种用于提高图像可见度的设备和方法，更具体地讲，涉及一种当诸如数码相机、相机电话或摄像机的设备在高照度(illuminance)环境下提供图像时用于提高图像可见度的设备和方法。

背景技术

通常，具有“可携带性”和“可移动性”的个人便携式终端(诸如蜂窝电话和PDA)允许用户在任何环境下观看显示屏上的内容。

然而，由于显示在个人便携式终端的显示屏上的图像会被诸如照度和色温的环境影响，所以同一图像根据环境看起来可能有所不同。具体地讲，当显示屏周围的照度高于显示屏的照度时(例如，在阳光充足的户外)，显示在显示屏上的图像的可见度急剧降低。

可见度降低可能是减小个人便携式终端的各种优点的因素之一。

因此，即使环境改变，显示在显示屏上的图像的可见度也需要保持，具体地讲，必须防止由于高照度环境而导致的图像可见度的降低。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种通过在一个物理显示设备中执行色域映射而在高照度环境下提高图像可见度的设备和方法。

本发明的各方面不限于上述方面，本领域技术人员通过下面的描述将清楚地理解本发明的其他目的。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于提高图像可见度的设备，该设备包括：图像输入模块，接收图像；照度感测模块，感测外部照度；可见度补偿模块，通过根据感测的外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域来补偿输入图像；图像输出模块，输出经补偿的图像。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于提高图像可见度的设备，该设备包括：色域映射模块，根据外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域；图像输出模块，输出色域映射后的图像。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于提高图像可见度的设备，该设备包括：查询表(LUT)产生模块，产生LUT，在该LUT中设置了对应于输入图像的图像数据的高照度环境下的图像数据，以根据外部照度增加输入图像的亮度和色度并校正蓝色色调；图像映射模块，根据产生的LUT将输入图像的图像数据映射到高照度环境下的图像数据。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于提高图像可见度的方法，该方法包括：接收图像；感测外部照度；根据感测的外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域；输出色域映射后的图像。

根据本发明的第五方面，提供了一种用于提高图像可见度的方法，该方法包括：根据外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域；输出色域映射后的图像。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于提高图像可见度的方法，该方法包括：产生LUT，在该LUT中设置了对应于输入图像的图像数据的高照度环境下的图像数据，以根据外部照度增加输入图像的亮度和色度并校正蓝色色调；根据产生的LUT将输入图像的图像数据映射到高照度环境下的图像数据。

本发明的另外方面和/或优点将部分地在下面的描述中被阐述，部分地通过该描述将变得清楚，或者可通过实施本发明而被了解。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示出根据本发明实施例的用于提高图像可见度的设备的构造的框图；

图2是示出根据本发明实施例的可见度补偿模块的构造的框图；

图3是示出根据本发明实施例的提高图像可见度的方法的流程图；

图4是示出根据本发明实施例的色域映射的示图；

图5是示出根据本发明实施例的执行色域映射的方法的流程图；

图6是示出根据本发明实施例的用于增加亮度的曲线图的示图；

图7是示出根据本发明实施例的用于色调校正的曲线图的示图；

图8是示出根据本发明实施例的用于增加色度的曲线图的示图；

图9是示出根据本发明另一实施例的可见度补偿模块的构造的框图；

图10是示出根据本发明另一实施例的查询表(LUT)的示图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下参照附图来描述实施例以解释本发明。

以下参照根据本发明实施例的用于在高照度环境下提高图像可见度的设备和方法的框图或流程图来描述本发明的各方面。应该理解，流程图中的每个方框以及流程图中多个方框的组合可通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，从而经计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图中的某个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令还可以存储在可引导计算机或其他可编程数据处理设备按照特定方式运行的计算机可用或计算机可读存储器或介质中，从而存储在计算机可用或计算机可读存储器或介质中的指令产生包括用于实现流程图中的某个方框或多个方框中指定的功能的指令装置的一件产品。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置以及以载波实现的包括包含代码的压缩源代码段和包含代码的加密源代码段的计算机数据信号(诸如通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质还可以分布在联网的计算机系统上，从而计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。计算机程序指令还可被载入计算机或其他可编程数据处理设备，引起一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行，以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图中的某个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

流程图中的每个方框可表示包括一个或多个用于执行指定的逻辑功能的可执行指令的模块、代码段或部分代码。应该注意到，在一些可选择的实现中，方框中提到的功能可以不按顺序出现。例如，根据涉及的功能，两个连续显示的方框实际上可基本上被同时执行或者有时可按相反的顺序被执行。

同时，在下面的说明书中所使用的术语“高照度环境”是指由于便携式终端周围的高照度而导致用户几乎不能识别显示在显示屏上的图像或者由于周围的高照度用户识别出发生图像失真(例如，色调、亮度或色度的变化)。因此，高照度环境可被理解为是指图像可见度降低的环境，而非照度高于特定值的环境。

图1是示出根据本发明实施例的用于提高图像可见度的设备的构造的框图。

参照图1，根据本发明实施例的用于提高图像可见度的设备100包括图像输入模块120、照度感测模块140、可见度补偿模块200和图像输出模块160。

图像输入模块120包括用于捕获图像的图像捕获部件，捕获的图像被输入到图像输入模块120。

照度感测模块140包括用于感测设备100周围的照度的照度传感器，并将感测的照度信息提供给可见度补偿模块200。

可见度补偿模块200基于照度感测模块140提供的照度信息来补偿通过图像输入模块120输入的图像的可见度。

图像输出模块160通过显示屏将由可见度补偿模块200补偿的图像提供给用户。

这里使用的术语“模块”是指(但不限于)执行特定任务的软件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。模块可被有利地配置为存在于可寻址存储介质上，并被配置为在一个或多个处理器上执行。因而，作为示例，模块可包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件、过程、操作、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。所述组件和模块所提供的功能可以组合为更少的组件和模块，或者还可分为另外的组件和模块。

当通过图像输入模块120输入的图像被发送给可见度补偿模块200时，可见度补偿模块200基于从照度感测模块140接收的照度信息来补偿输入图像的数据以提高图像可见度。在这种情况下，可见度补偿模块200包括两种不同环境下的预定的色域(color gamut)数据，并通过两种色域之间的映射来提高输入图像的可见度。即，对于一个物理设备的图像显示屏而言，存在两种色域数据。这里，优选的是，所述两种色域数据是在暗室环境下的色域数据和在高照度环境下的色域数据。

图2是示出根据本发明实施例的可见度补偿模块的构造的框图。

参照图2，可见度补偿模块200包括第一颜色空间转换模块210、色域映射模块220和第二颜色空间转换模块230。

第一颜色空间转换模块210将通过图像输入模块120输入的图像的图像数据转换为用于色域映射的颜色空间中的坐标。

色域映射模块220基于照度感测模块140提供的照度信息对由第一颜色空间转换模块210转换的图像数据执行色域映射，以便在高照度环境下可以确保可见度。

第二颜色空间转换模块230基于照度感测模块140提供的照度信息将其色域已经被映射的图像数据转换为图像，转换的图像将通过图像输出模块160被显示给用户。

将参照图3所示的流程图来详细描述图2所示的可见度补偿模块的操作。

首先，第一颜色空间转换模块210将输入图像的图像数据转换为用于色域映射的颜色空间中的坐标。通过操作S310至S330来执行转换处理的示例。更具体地讲，当输入图像由RGB图像数据组成时，第一颜色空间转换模块210将RGB图像数据转换为CIEXYZ颜色空间中的坐标(操作S310)。在这种情况下，反映显示屏在暗室环境下的CIEXYZ特性来执行到坐标的转换。CIEXYZ特性的示例包括灰度特性(gamma characteristic)、比色特性等。

然后，CIEXYZ颜色空间中的坐标被转换为CIELab颜色空间中的坐标(操作S320)。反映显示屏在暗室环境下的白XYZ特性来执行该转换。

接下来，CIELab颜色空间中的坐标被转换为LCH(亮度、色度、色调)颜色空间中的坐标(操作S330)。

在输入图像的图像数据最终被转换为LCH颜色空间中的坐标之后，色域映射模块220基于照度感测模块140所感测的照度信息对转换的图像数据执行色域映射(操作S340)。

在本发明的该实施例中，两种不同环境下的色域被设置，并在图4中被示出。

参照图4，在根据本发明实施例的设备中，对显示屏而言，存在暗室环境下的色域430和高照度环境下的色域410。色域映射模块220将暗室环境下的色域430中的像素映射到高照度环境下的色域410中的像素(见标号420)。

通过调整LCH颜色空间中的亮度、色度和色调来执行映射420，详细的映射方法在图5至图8中示出。

参照图5，首先，色域映射模块220增加LCH颜色空间中的图像数据的亮度(操作S510)。即，增加亮度是指增加明度(luminance)。更具体地讲，使用图6所示的曲线图来执行亮度的增加。在图6中，水平轴和垂直轴分别表示从0(黑)到100(白)的亮度。参照图6，例如，当在LCH颜色空间中在任意像素上的亮度数据为0时，相应像素的亮度数据被增加到60。

根据本发明的亮度增加特性具有这样的特点，其中，随着LCH颜色空间中任意像素的亮度数据从0增加，垂直轴上的亮度数据从60逐渐增加。在该实施例中，当LCH颜色空间中任意像素的亮度数据为0时，相应像素上的增加的亮度数据Lout为60。然而，本发明不限于此。只要Lout能够确保可见度，就可使用本发明范围内的任何Lout。

当亮度增加时，明度增加。在这种情况下，用户所感知的蓝色(bluish)色调通常被改变。为此，色域映射模块220校正蓝色色调(操作S520)。

色调校正方法使用图7所示的曲线图。在图7中，蓝色色调存在于表示色调值的水平轴上的200和320之间，垂直轴所表示的亮度数据从0标至100。

例如，参照对应于色调值300的图形曲线710，可以看出，当亮度数据为100时，图形曲线710对应大约为270的色调值。即，即使对应于色调值300的像素数据通过将色调值校正到270来增加亮度，用户在视觉上也注意不到蓝色色调变差。参照图7所示的曲线图，可以看出，随着亮度增加，蓝色色调的色调值减小。

在执行上述色调校正之后，增加色度(操作S530)。色度增加方法可使用图8所示的曲线图。

参照图8，表示任意像素的色度值的水平轴从0标至100，垂直轴表示相应像素的增加的色度值。

图8示出用于增加色度的曲线图的示例，可通过实验获得用于确保图像可见度的增加量。

不但图8所示的曲线图，而且能够通过增加色度来确保图像可见度的任何曲线图都可应用于本发明以增加色度。

在根据上述方法增加色度之后，蓝色色调可能由于色度的增加而失真。为此，色域映射模块220如在操作S520中一样再次执行色调校正(操作S540)。

然后，检查在图4所示的高照度环境下的色域410的边界内是否存在其亮度、色度和色调已经被校正的输入图像的像素数据，从而确认在暗室环境下的色域430和在高照度环境下的色域410之间的映射420是否被正确地执行。

当按照上述方式对输入图像执行色域映射以获得L′C′H′颜色空间中的坐标时，L′C′H′颜色空间中的坐标被转换为CIEL′a′b′颜色空间中的坐标(操作S350)。

然后，CIEL′a′b′颜色空间中的坐标被转换为CIEX′Y′Z′颜色空间中的坐标(操作S360)。反映显示屏在高照度环境下的CIEX′Y′Z′特性来执行该坐标转换。CIEX′Y′Z′特性的示例包括灰度特性、比色特性等。

接下来，CIEX′Y′Z′颜色空间中的坐标被转换为R′G′B′图像数据，以输出可见度提高的RGB图像。当CIEX′Y′Z′颜色空间中的坐标被转换为R′G′B′图像数据时，显示屏在高照度环境下的白X′Y′Z′特性被反映。

同时，在该实施例中，为了对输入图像执行色域映射以获得可见度提高的图像，由第一颜色空间转换模块210和第二颜色空间转换模块230转换颜色坐标。上述转换处理是示例。在该实施例中，第一颜色空间转换模块210可被理解为提供如下功能的模块，即，通过反映显示屏在暗室环境下的特性将输入图像转换为用于色域映射的颜色空间中的坐标，第二颜色空间转换模块230可被理解为提供如下功能的模块，即，反向执行第一颜色空间转换模块210所执行的颜色坐标转换。

图9是示出根据本发明另一实施例的可见度补偿模块的构造的框图。

图9所示的可见度补偿模块900对应于图1所示的可见度补偿模块200，并且包括LUT(查询表)产生模块910和图像映射模块920。

在该实施例中，LUT产生模块910可基于图10所示的照度信息产生RGBLUT。RGB LUT具有如下特点，即，能够在提高黑色的亮度的同时提高整体明度，并能够提高色度。RGB LUT优选地具有如下特点，即，如图6至图8所示地提高亮度和色度，并补偿蓝色色调。

图像映射模块920通过使用LUT产生模块910所产生的RGB LUT，将输入图像的RGB图像数据映射为高照度环境下的图像数据。

如果与输入图像的任意像素的RGB图像数据对应的图像数据没有在产生的RGB LUT中被设置，那么可通过使用与相邻像素的RGB图像数据对应的图像数据进行插值来构造相应像素的图像数据以执行映射。在这种情况下，可通过传统插值方法来执行所述插值。

尽管已结合本发明的示例性实施例描述了本发明各方面，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，应该理解，上述实施例在所有方面均不是限制性的，而是示例性的。

根据本发明的各方面，可以增加在高照度环境下显示在显示屏上的图像的亮度和色度，并可防止蓝色色调的改变。

Claims

1.一种用于提高图像可见度的设备，该设备包括：

可见度补偿模块，通过根据外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域来补偿输入图像；

图像输出模块，输出经补偿的图像，

其中，可见度补偿模块通过在用于色域映射的颜色空间中调整输入图像的亮度、色度和色调来执行色域映射，所述第二色域是高照度环境下的色域，

其中，所述可见度补偿模块包括色域映射模块，所述色域映射模块增加在第一色域中图像数据的亮度和色度。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一色域是暗室环境下的色域。

3.如权利要求1所述的设备，其中，可见度补偿模块包括：

第一颜色空间转换模块，考虑图像输出模块的屏幕在暗室环境下的特性，将输入图像的图像数据转换为用于色域映射的颜色空间中的坐标；

所述色域映射模块将转换的图像数据从第一色域映射到第二色域；

第二颜色空间转换模块，根据感测的外部照度将色域映射后的图像数据转换为将显示给用户的图像。

4.如权利要求3所述的设备，其中，第二颜色空间转换模块反向执行第一颜色空间转换模块的转换处理。

5.如权利要求1所述的设备，其中，当在第一色域中图像的亮度数据对应于黑时，该亮度数据被增加到能够确保可见度的亮度。

6.如权利要求1所述的设备，其中，在第一色域中图像数据的色度的增加量是变化的以确保图像的可见度。

7.如权利要求1所述的设备，其中，色域映射模块校正在第一色域中图像数据的色调数据。

8.如权利要求7所述的设备，其中，被校正的色调数据对应于蓝色色调。

9.如权利要求8所述的设备，其中，色域映射模块通过减小蓝色色调的色调值来校正蓝色色调。

10.如权利要求1所述的设备，还包括：

图像输入模块，接收图像；

照度感测模块，感测外部照度。

11.一种用于提高图像可见度的方法，该方法包括：

根据外部照度将输入图像从第一色域映射到第二色域；

输出色域映射后的图像，

其中，所述映射步骤包括在用于色域映射的颜色空间中调整输入图像的亮度、色度和色调，所述第二色域是高照度环境下的色域，

其中，将输入图像从第一色域映射到第二色域的步骤包括：增加在第一色域中图像数据的亮度和色度。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一色域是暗室环境下的色域。

13.如权利要求11所述的方法，其中，输入图像的色域映射包括：

考虑输出色域映射后的图像的屏幕在暗室环境下的特性，将输入图像的图像数据转换为用于色域映射的颜色空间中的坐标，

将转换的图像数据从第一色域映射到第二色域；

根据感测的外部照度将色域映射后的图像数据转换为将显示给用户的图像。

14.如权利要求11所述的方法，其中，当在第一色域中图像的亮度数据对应于黑时，该亮度数据被增加到能够确保可见度的亮度。

15.如权利要求11所述的方法，其中，在第一色域中图像数据的色度的增加量是变化的以确保图像的可见度。

16.如权利要求11所述的方法，其中，转换的图像数据的色域映射还包括：校正在第一色域中图像数据的色调数据。

17.如权利要求16所述的方法，其中，被校正的色调数据对应于蓝色色调。

18.如权利要求17所述的方法，其中，通过减小蓝色色调的色调值来校正蓝色色调。

19.如权利要求11所述的方法，还包括：

接收图像；

感测外部照度。

20.一种用于提高图像可见度的设备，该设备包括：

查询表产生模块，产生查询表，在该查询表中设置了对应于输入图像的图像数据的高照度环境下的图像数据，以根据外部照度增加输入图像的亮度和色度并校正蓝色色调；

图像映射模块，根据产生的查询表将输入图像的图像数据映射到高照度环境下的图像数据。

21.如权利要求20所述的设备，其中，当与输入图像的任意像素的RGB图像数据对应的图像数据没有在产生的RGB查询表中设置时，图像映射模块对相邻图像数据进行插值并映射插值后的图像数据。

22.一种用于提高图像可见度的方法，该方法包括：

产生查询表，在该查询表中设置了对应于输入图像的图像数据的高照度环境下的图像数据，以根据外部照度增加输入图像的亮度和色度并校正蓝色色调；

根据产生的查询表将输入图像的图像数据映射到高照度环境下的图像数据。

23.如权利要求22所述的方法，其中，当与输入图像的任意像素的RGB图像数据对应的图像数据没有在产生的RGB查询表中被设置时，图像数据的映射包括：对相邻图像数据进行插值并映射插值后的图像数据。