CN101330576A - 图像显示装置和方法以及图像拾取装置、图像再现装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像显示装置和方法以及图像拾取装置、图像再现装置。提供了一种图像显示装置,该图像显示装置包括:基于图像信号来显示图像的显示器(5)。环境光测量单元(2)测量所述显示器(5)周围的环境光强度。亮度分布测量单元(1)测量在获得所述图像信号时的场景中的亮度分布。参数计算器(3)基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于校正所述图像的局部对比度的校正参数。对比度校正单元(4)通过使用计算出的所述校正参数来校正所述图像信号而对所述图像的局部对比度进行校正。
Description
技术领域
本发明涉及图像显示装置、图像拾取装置、图像再现装置以及图像显示方法。具体地说,本发明涉及可以提高在户外显示图像的可见度的图像显示装置、图像拾取装置、图像再现装置以及图像显示方法。
背景技术
在显示器的屏幕上显示的图像的可见度取决于显示器周围的环境光(ambient light)。具体地说,在诸如经常用在户外的数字摄像机的设备中设置的显示器中,可见度通常受环境光影响。
例如,日本专利No.3692321中提出了一种用于提高受环境光影响的显示器的可见度的技术。在日本专利No.3692321中,测量环境光的亮度,并且根据测得的环境光亮度来调节显示器的背光和显示图像的对比度,由此提高可见度。日本专利No.2733386提出了一种用于通过根据环境光亮度和物体亮度对显示信号执行γ校正来提高可见度的技术。
背光物体图像是在户外难以看到的场景的典型示例。为了提高这种背光场景的显示图像的可见度,必需考虑总体场景亮度分布和背光部分的曝光而在图像的恰当部分处进行校正。具体来说,必须通过使得比背景暗的背光部分更亮并且保持或强化原来明亮的背景来校正对比度。在日本专利No.3692321和No.2733386中,根据环境光亮度和物体亮度的组合统一地执行背光亮度校正和γ校正。即,没有考虑场景的局部特征,结果,由于降低了背景的对比度并使得背光部分变亮,从而一些场景将变得非常难以观看。
发明内容
本发明的目的是,提供一种无论场景是什么都能够提高在户外显示图像的可见度图像显示装置、图像拾取装置、图像再现装置以及图像显示方法。
根据本发明的第一方面,提供了一种图像显示装置,该图像显示装置包括:显示器,其基于图像信号而显示图像;环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;亮度分布测量单元,其测量在获得所述图像信号时的场景中的亮度分布;参数计算器,其基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于校正所述图像的局部对比度的校正参数;以及对比度校正单元,该对比度校正单元通过利用计算出的所述校正参数而校正所述图像信号来校正所述图像的局部对比度。
根据本发明的第二方面,提供了一种图像拾取装置,该图像拾取装置包括:图像拾取单元,其对场景进行拍照以获得图像信号;图像记录器,其将获得的所述图像信号记录在记录介质上;显示器,其基于所述图像信号来显示图像;环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;亮度分布测量单元,其测量在获得所述图像信号时的场景中的亮度分布;参数计算器,其基于所述场景中的所述亮度分布来计算用于对要记录在所述记录介质上的图像的局部对比度进行校正的记录校正参数,并且基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于对要在所述显示器上显示的图像的局部对比度进行校正的显示校正参数;以及对比度校正单元,其通过使用所述记录校正参数对要记录在所述记录介质上的图像的局部对比度进行校正,并且通过使用所述显示校正参数对要在所述显示器上显示的图像的局部对比度进行校正。
根据本发明的第三方面,提供了一种图像再现装置,该图像再现装置包括:读取单元,其从记录介质中读取通过对一场景进行拍照而获得的图像信号和用于计算当再现所述图像信号时进行局部对比度校正所使用的再现校正参数的合成比确定参数;显示器,其再现读取的所述图像信号以显示图像;环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;参数计算器,其包括:(1)固定对比度校正表存储器,其存储用于对读取的所述图像信号进行固定对比度校正的固定对比度校正表;(2)累积直方图(histogram)计算器,其通过累积由所述亮度分布测量单元测得的所述亮度分布来计算累积直方图;以及(3)合成单元,其通过以基于所述合成比确定参数和由所述环境光测量单元测得的所述环境光强度而确定的合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图,从而计算所述再现校正参数;以及对比度校正单元,其通过使用计算出的所述再现校正参数来校正读取的所述图像信号而对所述图像的局部对比度进行校正。
根据本发明的第四方面,提供了一种图像显示方法,该图像显示方法包括以下步骤:测量显示器周围的环境光强度;测量在获得用于表示要在所述显示器上显示的图像的图像信号时的场景中的亮度分布;基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于校正所述图像的局部对比度的参数;通过利用计算出的所述参数来校正所述图像信号而对所述图像的局部对比度进行校正;以及在所述显示器上显示校正了对比度的所述图像。
本发明的优点将在下面的说明中加以阐述,并且根据本说明书将部分地变得清楚,或者可以通过实施本发明而获知。通过下文中具体指出的手段和组合可以实现并获得本发明的优点。
附图说明
附图被并入并构成本说明书的一部分,附图例示了本发明的实施方式,并与上述总体描述和下述对实施方式的详细描述一起用于说明本发明的原理。
图1是示出根据本发明一个实施方式的包括图像显示装置的图像拾取装置的概念构造的框图;
图2是示出作为图1所示图像拾取装置的实施例的数字摄像机的构造的框图;
图3是示出直方图计算区域的实施例的图;
图4是示出当图2的数字摄像机处于即时取景模式或记录模式时的操作控制的流程图;
图5是示出由直方图计算器计算出的直方图的实施例的图;
图6是示出由直方图累积器计算出的累积直方图的实施例的图;
图7是示出校正表的实施例的图;
图8是示出计算校正表的方法的实施例的流程图;
图9A是示出用于判定合成比的第一实施例的表;
图9B是示出用于判定合成比的第二实施例的曲线图;以及
图10是示出图2的数字摄像机在播放模式下的操作控制的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出根据本发明一个实施方式的包括图像显示装置的图像拾取装置的概念构造的框图。如图1所示,根据该实施方式的图像拾取装置具有:亮度分布测量单元1、环境光测量单元2、参数计算器3、对比度校正单元4、显示器5以及记录器6。
亮度分布测量单元1测量从输入至图像拾取装置的图像信号而获得的场景中的亮度分布。环境光测量单元2测量显示器5周围的环境光亮度。
参数计算器3基于由亮度分布测量单元1测得的场景中的亮度分布和由环境光测量单元2测得的环境光的强度,针对每个预定区域(包括一个像素)计算用于在对比度校正单元4中对图像信号的对比度进行校正的校正参数。该校正参数根据输入至对比度校正单元4的图像信号是用于显示还是用于记录而不同。下面将对计算校正参数的方法进行详细说明。
对比度校正单元4利用由参数计算器3计算出的针对每个预定区域的校正参数,来校正对应预定区域中的图像信号的对比度。
显示器5基于在对比度校正单元4中校正了对比度的图像信号而显示图像。记录器6记录在对比度校正单元4中校正了对比度的图像信号。
下面对图1的图像拾取装置进行详细说明。图2是示出作为图1所示图像拾取装置的实施例的数字摄像机的构造的框图。图2所示数字摄像机具有:微型计算机101、操作单元102、环境光传感器103、图像拾取单元104、A/D转换器105、总线106、RAM 107、图像处理电路108、对比度校正电路109、显示器(LCD)110以及记录介质111。
微型计算机101假设对数字摄像机的各种顺序进行集中式控制。操作单元102和环境光传感器103连接至微型计算机101。操作单元102是包括以下部分的操作部件:用于开启/关闭数字摄像机的电源的电源按钮、用于向数字摄像机发出指令以记录图像的释放按钮、用于将数字摄像机设置为播放模式的播放按钮、用于设置场景模式的操作单元、以及各种输入键。当用户对操作单元102进行操作时,微型计算机101执行与操作单元102的操作相对应的各种顺序。充当环境光测量单元2的环境光传感器103围绕显示器110设置、接收显示器110周围的环境光并向微型计算机101输出与接收到的环境光的强度相对应的信号。
图像拾取单元104包括光学系统和图像拾取元件。该光学系统是用于会聚未示出物体的图像的光学器件。该图像拾取元件将进入到光学系统中的入射光转换成模拟电信号(图像信号)。A/D转换器1 05将从图像拾取单元104获得的模拟电信号转换成数字电信号(图像数据)。
总线106是用于将数字摄像机中生成的各种数据发送到摄像机的每个部分的传送路径。总线106连接至微型计算机101、A/D转换器105、RAM 107、图像处理电路108、对比度校正电路109、显示器110以及记录介质111。RAM 107临时存储A/D转换器105中获得的图像数据以及在图像处理电路108和对比度校正电路109中处理的各种数据。
图像处理电路108读取并处理在A/D转换器105中获得并存储在RAM 107中的图像数据。图像处理电路108具有:白平衡(WB)校正器108a、同步器108b、Y/C分离器108c、色彩转换器108d以及JPEG压缩器/解压缩器108e。
WB校正器108a通过将从RAM 107中读取的红色分量(R数据)和蓝色分量(B数据)乘以由微型计算机101指示的白平衡校正值来校正图像数据的白平衡。同步器108b根据从WB校正器108a输出的Bayer排列图像数据,生成采用三种颜色R、G和B作为一个像素分量的图像数据。Y/C分离器108c将从同步器108b输出的图像数据分离成亮度数据(Y)和色差数据(C)。Y/C分离器108c将亮度数据输出至RAM 107,而将色差数据输出至色彩转换器108d。色彩转换器108d根据由微型计算机101指示的色彩矩阵通过对从同步器108b输出的色差数据进行色彩转换来校正图像的颜色。色彩转换器108d将校正后的色差数据(C′)存储在RAM 107中。JPEG压缩器/解压缩器108e从RAM 107中读取经图像处理的图像数据(亮度数据Y′和色差数据C′),并根据JPEG方案对读取的图像数据进行压缩。JPEG压缩器/解压缩器108e还具有对经压缩的图像数据进行读取并解压缩的功能。
对比度校正电路109对Y/C分离器108c中获得的亮度数据的对比度进行校正。对比度校正电路109具有:直方图计算器109a、直方图累积器109b、校正表计算器109c以及对比度校正器109d。
具有作为亮度分布测量单元1的功能的直方图计算器109a以预定直方图计算区域为单位而计算直方图,其中该直方图表示针对在Y/C分离器108c中获得的一个画面而从亮度数据获得的场景中的亮度分布。图3示出了直方图计算区域的一个实施例。直方图计算区域201是作为局部对比度校正目标的围绕像素202的正方形区域,稍后对此进行说明。只要校正了目标像素的对比度,直方图计算区域201就沿水平方向移位一个像素,并且只要完成了沿水平方向的对比度校正就沿垂直方向移位一个像素。在图3的实施例中,假设直方图计算区域201为65×65像素的区域,但这并不是一个限制。
直方图累积器109b通过从较低亮度侧起累积由直方图计算器109a计算出的直方图计算区域201中的直方图来获得累积直方图。校正表计算器109c通过使用由直方图累积器109b获得的累积直方图而计算作为用于对比度校正的校正参数的示例的校正表。对比度校正器109d基于由校正表计算器109c计算出的校正表来校正直方图计算区域201中的中心像素202的亮度数据的对比度,并且将校正了对比度的亮度数据(Y′)输出至RAM 107。
当针对直方图计算区域201中的中心像素202执行对比度校正时,在图3所示画面的末端部分处不能校正对比度。因此,希望将画面末端部分处的像素视为不用于显示和记录的像素。可以通过减少直方图计算区域201中的像素的数量来减少画面末端部分处的像素的数量。
显示器110例如是液晶显示器(LCD),并且显示通过图像拾取单元104获得的图像和记录在记录介质111上的各种图像。记录介质111是被构造成例如可随意插入数字摄像机并从数字摄像机移除的存储卡,并且记录由图像处理电路108中的JPEG压缩器/解压缩器108e压缩的图像数据。
下面对图2所示数字摄像机的操作进行说明。在该实施方式中,对比度校正根据数字摄像机操作模式是即时取景模式、记录模式还是播放模式而不同。在即时取景模式下,由图像拾取单元104获得的图像实时地显示在显示器110中。在记录模式下,由图像拾取单元104获得的图像被记录在记录介质111上。在播放模式下,将记录在记录介质111上的图像显示在显示器110中。
在该实施方式中,在开启电源之后,首先将数字摄像机操作模式设置成即时取景模式。在即时取景模式期间按下操作单元102的释放按钮时,操作模式改变成记录模式。在即时取景模式期间按下操作单元102的播放按钮时,操作模式改变成播放模式。
图4是示出当数字摄像机的操作模式处于即时取景模式或记录模式时的操作控制的流程图。在图4中,微型计算机101首先执行自动曝光调节(AE)和自动聚焦调节(AF)(步骤S1)。AE调节和AF调节可以通过常规的已知方法来执行。例如,通过根据在图像拾取单元104中获得的图像数据来估算拍照时场景的亮度并且根据该估算确定恰当的曝光条件而执行AE调节。通过根据在图像拾取单元104中获得的图像数据来估算图像的对比度并且移动包含在光学系统中的调焦透镜直到对比度变为最大为止而执行AF调节。
在AE和AF调节之后,微型计算机101控制施加至图像拾取单元104的光量和图像拾取单元104的曝光时间,以使图像拾取单元104中的曝光量变为最优(步骤S2)。通过该曝光控制,可以在图像拾取单元104中获得图像信号。随后,对图像拾取单元104中获得的图像信号进行处理(步骤S3)。通过该处理,图像拾取单元104中获得的图像信号在微型计算机101的控制下被读取、在A/D转换器105中被转换成数字图像数据并通过总线106存储在RAM 107中。当在即时取景模式下从图像拾取单元104中读取图像信号时,优选的是,不是从图像拾取单元104的所有像素读取图像信号,而是间断地读取图像数据。这是为了减少图像信号读取和处理时间,并使得能够实时显示。相反,当数字摄像机处于记录模式时,从图像拾取单元104的所有像素读取图像信号。
在将图像数据存储在RAM 107中之后,微型计算机101在图像处理电路108中执行图像处理。首先,WB校正器108a读取存储在RAM 107中的图像数据,并且通过将该图像数据乘以由微型计算机101指令的白平衡校正值而进行校正(步骤S4)。随后,同步器108b执行同步处理,以通过插值根据WB校正器108a的输出而生成采用三种颜色作为一个像素分量的图像数据(步骤S5)。Y/C分离器108c将同步器108b的输出分离为亮度数据和色差数据(步骤S6)。随后,色彩转换器108d根据由微型计算机101指示的色彩矩阵对Y/C分离器108c中分离的色差数据进行色彩转换(步骤S7)。随后,Y/C分离器108c将分离的亮度数据存储在RAM 107中。色彩转换器108d将经过色彩转换的色差数据存储在RAM107中(步骤S8)。
接下来,微型计算机101在对比度校正电路109中执行对比度校正。首先,直方图计算器109a针对存储在RAM 107中的一个画面的亮度数据而设置直方图计算区域201,并且读取在设置的直方图计算区域201中的亮度数据(步骤S9)。随后,直方图计算器109a根据读取的直方图计算区域201中的亮度数据的频率来计算直方图(步骤S10),并将与直方图计算区域201中的中心像素202相对应的亮度数据输出到对比度校正器109d。图5示出了在直方图计算器109a中计算出的直方图的实施例。图5所示直方图是通过从较低亮度侧起获得直方图计算区域201中的亮度数据的频率分布而计算出的。这种直方图表示画面中的与直方图计算区域201相对应的一部分中的亮度分布。
接下来,直方图累积器109b通过从较低亮度侧起顺序地累积由直方图计算器109a计算出的直方图来计算如图6所示累积直方图(步骤S11)。通常,通过使用图6所示累积直方图对直方图计算区域201中的亮度数据的对比度进行校正,大多数亮度数据被校正,从而使直方图计算区域201中的亮度分布最优(直方图计算区域201中的亮度数据的频率变均匀)。然而,当显示具有最优亮度分布的图像时,在特定条件的环境光下可见度可能变差。因此,在该实施方式中,除了场景中的亮度分布以外,还考虑环境光强度来计算校正表,并且基于该校正表进行对比度校正。
因此,校正表计算器109c根据环境光传感器103的测量结果和微型计算机101指示的数字摄像机操作模式,计算用于对直方图计算区域201中的中心像素202的亮度数据进行对比度校正的校正表(步骤S12)。图7示出了校正表的实施例。通过以预定比率将缺省校正表和累积直方图合成而获得校正表(图7所示最终校正表)。这里,缺省校正表是具有固定特征的校正表并预先存储在校正表计算器109c中,其中该固定特征是指校正前的亮度数据(输入亮度数据)和校正后的亮度数据(输出亮度数据)呈预定线性关系。
下面,参照图8,对计算校正表的方法进行说明。图8是示出计算校正表的方法的实施例的流程图。
首先,校正表计算器109c接收与微型计算机101指示的数字摄像机操作模式有关的信息,并且检查数字摄像机的当前操作模式是即时取景模式、记录模式、还是播放模式(步骤S31)。随后,校正表计算器109c接收与微型计算机101指示的环境光传感器103的环境光强度的测量结果有关的信息(步骤S32)。校正表计算器109c根据数字摄像机的当前操作模式和环境光强度确定缺省校正表和累积直方图的合成比(步骤S33)。在确定了合成比之后,校正表计算器109c通过使用所确定的合成比来合成缺省校正表和累积直方图(步骤S34),并随后完成图8所示的处理。
图9A是示出用于确定校正表的合成比的表的实施例的图。如图9A所示,合成比由数字摄像机的当前操作模式和环境光强度确定。当利用缺省校正表的较高比率进行合成时,对比度校正之后的像素亮度被校正为接近于在图像拾取单元104中获得的亮度。与此相反,当利用累积直方图的较高比率执行合成时,对比度校正之后的像素亮度被校正为使得直方图计算区域201中的亮度频率变得更均匀。
记录模式下的对比度校正是用于对图像中目标的亮度平衡进行校正。因此,在记录模式下,校正表是以均匀的合成比计算,而不依赖于环境光强度。在图9A的实施例中,在记录模式下,缺省校正表与累积直方图的合成比被设置成k∶1.0-k,其中,0.0≤k≤1.0。对于用于确定合成比的参数k,针对每个场景而优化的固定值可以存储在校正表计算器109c中,或者可以根据用户给出的校正强度指示来改变。k的值越小,累积直方图的影响就越大,并且对比度校正的效果就越好。例如,在背光场景中,通过将k设置成较小值而使图像亮度的频率分布均匀,并且将暗的目标与亮的背景清楚地隔开。
即时取景模式下的对比度校正是用于提高显示图像时的可见度。因此,在即时取景模式下,以考虑环境光强度的合成比来计算校正表。在图9A的实施例中,当设置了即时取景模式并且环境光强度小于第一阈值时(当显示器110周围的位置较暗时),将缺省校正表与累积直方图的合成比设置成与记录模式下相同,即k∶1.0-k(k是和记录模式下相同的值,下文中也是如此)。在这种情况下,假设图像的可见度基本上不受环境光影响而使用与记录模式下相同的合成比。因此,显示器110上显示的图像的对比度与记录在记录介质111上的图像的对比度一致。
当设置了即时取景模式并且环境光强度大于比第一阈值更大的第二阈值时(当显示器110周围的位置较亮时),缺省校正表与累积直方图的合成比被设置成0.1∶0.9。在这种情况下,环境光的影响大,因此增大对比度校正的效果以提高图像的可见度。
此外,当环境光强度大于第一阈值且低于第二阈值时,将对比度校正一定程度。在图9A的实施例中,缺省校正表与累积直方图的合成比被设置成k-0.2∶1.2-k。取决于所设置的k,合成比变得低于0.0或高于1.0。在这种情况下,合成比截取为0.0或1.0。对于后面要说明的播放模式也是如此。
在后面要说明的播放模式下,将合成比确定为利用与即时取景模式下相同的可见度来显示图像。即,由于在记录模式下已经对记录在记录介质111上的图像数据进行了对比度校正,通过考虑对比度校正而确定播放模式下的合成比。在图9A的实施例中,当设置了播放模式并且环境光强度低于第一阈值时(当显示器110周围的位置较暗时),缺省校正表与累积直方图的合成比被设置成1.0∶0.0。在这种情况下,不校正对比度,并且保持记录时图像的对比度(与在环境光较暗时即时取景模式下的对比度相同)。
当设置了播放模式并且环境光强度大于第二阈值时(当显示器110周围的位置较亮时),缺省校正表与累积直方图的合成比被设置成k+0.1∶0.9-k。通过利用这种合成比进行对比度校正,结果,进行与环境光强度较高时在即时取景模式下进行的对比度校正相同的对比度校正。
此外,当环境光强度大于第一阈值且低于第二阈值时,将缺省校正表与累积直方图的合成比设置成k+0.3∶0.7-k。
图9A的表用于针对每一种操作模式来设置阈值的三个等级,并用于从根据与环境光强度相对应的这些阈值划分的比率中选择一个合成比。与此相反,如图9B所示,可以根据环境光强度更精细地设置合成比。在图9B的实施例中,假设环境光强度大于或低于阈值时的合成比为恒定值(例如,和图9A中相同的值),并且通过线性关系而获得与中等强度相对应的合成比。
返回至图4的说明,在校正表计算器109c计算出校正表之后,对比度校正器109d对与直方图计算区域201中的中心像素202相对应的亮度数据进行对比度校正(步骤S13)。根据在步骤S12中计算出的校正表通过将中心像素202的亮度数据乘以增益量而进行该对比度校正。由此校正了图像的对比度的强度。在校正了对比度之后,对比度校正器109d将校正后的亮度数据存储在RAM 107中(步骤S14)。这样,校正了画面中一个像素的亮度数据的对比度。
在完成针对一个像素的亮度数据的对比度校正之后,对比度校正器109d通过对输入至对比度校正器109d的亮度数据的数量进行计数,来确认对一个画面中的所有像素完成了对比度校正(步骤S15)。如果作为步骤S15中判定的结果,发现没有对一个画面中的所有像素完成对比度校正,则对下一个像素进行对比度校正。因此,对比度校正器109d指示直方图计算器109a通过将直方图计算区域201沿水平方向或沿垂直方向移位一个像素来读取亮度数据。随后,操作过程回到步骤S9。
此外,如果作为步骤S15中判定的结果,发现对一个画面中的所有像素完成了对比度校正,则对比度校正器109d将其通知给微型计算机101。接收到该信息时,微型计算机101在显示器110中显示图像(步骤S16)。即,显示器110读取存储在RAM 107中的经过对比度校正的亮度数据和经过色彩转换的色差数据,根据这些亮度数据和色差数据生成视频信号,并将生成的视频信号显示为图像。随后,微型计算机101判定数字摄像机的当前操作模式是否为即时取景模式(步骤S17)。如果在步骤S17中判定数字摄像机模式为即时取景模式,则操作过程回到步骤S1,以显示下一帧。
如果在步骤S17中判定数字摄像机模式为记录模式,则微型计算机101使图像处理电路108中的JPEG压缩器/解压缩器108e对存储在RAM107中的经过对比度校正的亮度数据和经过色彩转换的色差数据进行压缩(步骤S18)。随后,微型计算机101通过将诸如拍照条件的预定头部信息添加到在JPEG压缩器/解压缩器108e中获得的图像数据来创建图像文件(步骤S19)。这里,在该实施方式中,用于确定合成比的上述参数k也被记录在图像文件头部信息中。这里记录的参数k用于播放模式下的对比度校正。在创建了图像文件之后,微型计算机101将创建的图像文件记录在记录介质111上(步骤S20),并随后完成图4的处理。
图10是示出播放模式下的数字摄像机的操作控制的流程图。在图10中,当用户通过对操作单元102进行操作而打开图像文件时(步骤S41),微型计算机101随后从该图像文件的头部信息中获得k(步骤S42)。微型计算机101获得相应图像文件的图像数据(步骤S43)。随后,微型计算机101使图像处理电路108中的JPEG压缩器/解压缩器108e对经压缩的图像数据进行解压缩(步骤S44)。在对经压缩的数据进行解压缩之后,JPEG压缩器/解压缩器108e将解压缩的图像数据(亮度数据和色差数据)存储在RAM 107中(步骤S45)。
接下来,微型计算机101在对比度校正电路109中执行对比度校正。首先,直方图计算器109a针对一个画面的亮度数据设置直方图计算区域201,并且读取所设置的直方图计算区域201中的亮度数据(步骤S46)。随后,直方图计算器109a根据读取的直方图计算区域201中的亮度数据的频率来计算直方图(步骤S47)。同时,直方图计算器109a将与直方图计算区域201中的中心像素202相对应的亮度数据输出到对比度校正器109d。
随后,直方图累积器109b通过从较低亮度侧起顺序地累积由直方图计算器109a计算出的直方图来计算累积直方图(步骤S48)。随后,校正表计算器109c利用图9A或9B所示的关系,根据由直方图累积器109b计算出的累积直方图、由微型计算机101指示的环境光传感器103的测量结果、以及k的值,来计算校正表(步骤S49)。在校正表计算器109c计算出校正表之后,对比度校正器109d对与直方图计算区域201中的中心像素202相对应的亮度数据的对比度进行校正(步骤S50)。在对比度校正之后,对比度校正器109d将经校正的亮度数据存储在RAM 107中(步骤S51)。在对一个像素的亮度数据完成了对比度校正之后,对比度校正器109d例如通过对输入至对比度校正器109d亮度数据的数量进行计数来判定是否对一个画面中的所有像素完成了对比度校正(步骤S52)。作为步骤S52中的判定结果,当发现没有完成对一个画面中的所有像素的对比度校正时,对比度校正器109d向直方图计算器109a发送指令,以通过将直方图计算区域201移位一个像素来读取亮度数据,从而对下一个像素执行对比度校正。随后,操作过程回到步骤S46。
与此相反,作为步骤S52的判定结果,当发现对一个画面中的所有像素完成了对比度校正时,对比度校正器109d将其通知给微型计算机101。在接收到该信息时,微型计算机101将图像显示在显示器110上(步骤S53)。随后,完成图10的操作过程。
图10所示播放模式下的操作不一定是在数字摄像机中执行。例如,图10所示操作可以在仅具有再现图像的功能的图像再现装置中执行。
如此处所述,在该实施方式中,根据由环境光传感器103测得的环境光强度和直方图计算区域201中的亮度分布来计算校正表,用于以一个像素为单位地校正图像的对比度。对图像的局部对比度进行校正。因此,能够在不需要校正显示器110的背光的亮度的情况下提高图像的可见度,并且即使在诸如背光场景的特殊场景中,可见度也不会降低。
此外,由于对比度校正随操作模式而不同,因而,可以根据操作模式而优化显示图像的可见度和记录图像的对比度。
在上述实施例中,一个像素接一个像素地移位直方图计算区域201,但如果直方图计算区域201中的像素的对比度被均匀地校正,则能够以65个像素为单位来移位直方图计算区域。
在上述实施方式中环境光强度由环境光传感器103来检测,但可以通过对由图像拾取单元104获得的图像的每个部分处的目标的亮度进行估算来检测环境光。
本领域技术人员将容易想到其它优点和修改。因此,本发明在其更广泛方面不限于在此示出并描述的具体细节和代表性实施方式。因此,在不脱离如所附权利要求及其等同物限定的一般发明概念的精神或范围的情况下,可以对本发明进行各种修改。
Claims (11)
1、一种图像显示装置,其特征在于该图像显示装置包括:
显示器,其基于图像信号显示图像;
环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;
亮度分布测量单元,其测量在获得所述图像信号时的场景中的亮度分布;
参数计算器,其基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于校正所述图像的局部对比度的校正参数;以及
对比度校正单元,其通过使用计算出的所述校正参数来校正所述图像信号,从而对所述图像的局部对比度进行校正。
2、根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,所述校正参数包括用于校正所述图像的对比度的强度的参数。
3、根据权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,所述参数计算器包括:
固定对比度校正表存储器,其存储用于对所述图像信号进行固定对比度校正的固定对比度校正表;
累积直方图计算器,其通过累积由所述亮度分布测量单元测得的所述亮度分布来计算累积直方图;以及
合成单元,其通过以根据由所述环境光测量单元测得的所述环境光强度而确定的合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图,从而计算所述校正参数。
4、一种图像拾取装置,其特征在于该图像拾取装置包括:
图像拾取单元,其对场景进行拍照以获得图像信号;
图像记录器,其将获得的所述图像信号记录在记录介质上;
显示器,其基于所述图像信号显示图像;
环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;
亮度分布测量单元,其测量在获得所述图像信号时的场景中的亮度分布;
参数计算器,其基于所述场景中的所述亮度分布来计算用于对要记录在所述记录介质上的图像的局部对比度进行校正的记录校正参数,并且基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于对要在所述显示器上显示的图像的局部对比度进行校正的显示校正参数;以及
对比度校正单元,其通过使用所述记录校正参数来校正要记录在所述记录介质上的图像的局部对比度,并且通过使用所述显示校正参数来校正要在所述显示器上显示的图像的局部对比度。
5、根据权利要求4所述的图像拾取装置,其特征在于,所述记录校正参数和所述显示校正参数包括用于校正所述图像的对比度的强度的参数。
6、根据权利要求4所述的图像拾取装置,其特征在于,所述参数计算器包括:
固定对比度校正表存储器,其存储用于对所述图像信号进行固定对比度校正的固定对比度校正表;
累积直方图计算器,其通过累积由所述亮度分布测量单元测得的所述亮度分布来计算累积直方图;以及
合成单元,其通过以预定合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图从而计算所述记录校正参数,并且通过以根据由所述环境光测量单元测得的所述环境光强度而确定的合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图从而计算所述显示校正参数。
7、根据权利要求6所述的图像拾取装置,其特征在于,所述图像记录器将用于确定所述预定合成比的合成比确定参数与所述图像信号一起记录在所述记录介质上。
8、根据权利要求7所述的图像拾取装置,其特征在于,所述合成单元以基于所述合成比确定参数和由所述环境光测量单元测得的所述环境光强度而确定的合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图,并且计算当对记录在所述记录介质上的图像信号进行再现时用于进行局部对比度校正的再现校正参数;
所述对比度校正单元通过使用所述再现校正参数对记录在所述记录介质上的图像的局部对比度进行校正;以及
所述显示器显示通过使用所述再现校正参数进行了对比度校正后的图像。
9、根据权利要求8所述的图像拾取装置,其特征在于,计算得到的所述再现校正参数使得通过使用所述再现校正参数进行校正后的图像的对比度与通过使用所述显示校正参数进行校正后的图像的对比度一致。
10、一种图像再现装置,其特征在于该图像再现装置包括:
读取单元,其从记录介质中读取合成比确定参数和通过对场景拍照而获得的图像信号,其中该合成比确定参数用于计算当再现所述图像信号时用于局部对比度校正的再现校正参数;
显示器,其再现所读取的所述图像信号以显示图像;
环境光测量单元,其测量所述显示器周围的环境光强度;
参数计算器,该参数计算器包括:
(1)固定对比度校正表存储器,其存储用于对读取的所述图像信号进行固定对比度校正的固定对比度校正表;
(2)累积直方图计算器,其通过累积由亮度分布测量单元测得的亮度分布来计算累积直方图;以及
(3)合成单元,其通过以基于所述合成比确定参数和由所述环境光测量单元测得的所述环境光强度而确定的合成比来合成所述固定对比度校正表和所述累积直方图,从而计算所述再现校正参数;以及
对比度校正单元,其通过使用计算出的所述再现校正参数对读取的所述图像信号进行校正从而校正所述图像的局部对比度。
11、一种图像显示方法,其特征在于该图像显示方法包括以下步骤:
测量显示器周围的环境光强度;
测量在获得表示要在所述显示器上显示的图像的图像信号时的场景中的亮度分布;
基于所述环境光强度和所述场景中的所述亮度分布来计算用于校正所述图像的局部对比度的参数;
通过使用计算出的所述参数来校正所述图像信号,从而对所述图像的局部对比度进行校正;以及
在所述显示器上显示校正了所述对比度的所述图像。
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Effective date of registration: 20151116 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: Olympus Corporation Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Olympus Imaging Corp. |
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Granted publication date: 20120404 Termination date: 20190619 |
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