CN102547071A - 一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路 - Google Patents

Abstract

一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路，包括图像宏块数据存储单元、灰度分布统计单元、灰度延展计算单元、宏块边缘对比度平滑处理单元、图像写控制单元、已处理宏块灰度延展信息存储单元。经过本发明电路处理后在观看视频时，如果因为进入阴暗场景或者明亮场景，会动态判断待显示图像的灰度分布，来动态延展图像的灰度分布，达到提高对比度的效果，本发明直接紧耦合于视频解码单元后，在处理完后直接存储于存储单元，这样相对于从存储单元读取图像经过处理后再回存存储单元减少了存储器的读写次数，从而减少了系统带宽。

Description

一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路

【技术领域】

本发明涉及手持消费类电子设备，具体涉及一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路。

【背景技术】

观看视频是手持消费类电子设备的主要应用，在观看视频时，如果场景进入阴暗场景，由于拍摄或者亮度采集原因会使原始图像容易出现整体偏暗，由于人眼对黑暗的颜色的不敏感，很容易分辨不清黑暗中的颜色和细节。同样地，场景进入过于明亮的场景，由于拍摄或者亮度采集原因会使原始图像容易出现整体偏亮，此时相对较暗的颜色和细节会被掩盖和不易被察觉。

因此，现有技术的液晶显示控制器有以下缺点：1.在观看视频时，如果因为进入阴暗场景或者明亮场景，由于拍摄或者亮度采集原因会使原始图像容易出现整体偏暗或者整体偏亮，使得图像对比度低，显示效果不好；2.普通图像处理单元路径为从存储单元读取图像经过处理后再回存存储单元，存储器读写次数多，系统带宽大。

有鉴于此，本发明人针对现有技术的缺陷深入研究，并有本案产生。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路，包括图像宏块数据存储单元、灰度分布统计单元、灰度延展计算单元、宏块边缘对比度平滑处理单元、图像写控制单元、已处理宏块灰度延展信息存储单元；

所述图像宏块数据存储单元，存储解码后的宏块数据，并把数据送往所述灰度分布统计单元；

所述灰度分布统计单元，对宏块的灰度值分布进行统计，并把数据送往所述灰度延展计算单元；

所述灰度延展计算单元，根据配置信息，参考当前宏块和周围宏块的灰度延展信息对当前宏块的灰度值进行延展处理，并将处理后的宏块数据送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述已处理宏块灰度延展信息存储单元；

所述已处理宏块灰度延展信息存储单元，存储已经经过处理的宏块的灰度延展信息，并把存储信息送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述灰度延展计算单元以供参考；

所述宏块边缘对比度平滑处理单元，根据当前宏块的灰度延展比例和已处理的周边宏块灰度延展信息，对当前宏块的块边沿进行对比度平滑处理，避免宏块之间出现明显的对比度块效应，并将处理之后的宏块数据送往所述图像写控制单元；

所述图像写控制单元，根据配置信息中的目标图像存储地址，将处理完毕的图像数据存储为灰度延展后的图像文件。

本发明的优点在于：1、在观看视频时，如果因为进入阴暗场景或者明亮场景，会动态判断待显示图像的灰度分布，来动态延展图像的灰度分布，达到提高对比度的效果，同时会参考历史帧灰度分布信息，实现帧与帧之间对比度变化的渐进性，避免灰度延展范围突变造成显示效果的不自然；2、直接紧耦合于视频解码单元后，在处理完后直接存储于存储单元，这样相对于从存储单元读取图像经过处理后再回存存储单元减少了存储器的读写次数，从而减少了系统带宽。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明电路结构示意图。

图2是本发明当前帧已统计宏块灰度信息存储单元的存储替换机制图。

图3是本发明当前宏块和上宏块和左宏块的位置关系图。

图4是本发明为边缘平滑处理的宏块边缘示意图。

图5是本发明灰度延展前示意图。

图6是本发明灰度延展后示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，视频解码单元对要播放的视频源数据进行解码，并且将解码后的图像数据送往对比度自适应调整电路，由于视频解码是以宏块为基本单位，所以图像数据也以宏块数据流方式进入动态对比度增强电路，经动态对比度增强电路处理后，图像数据存储为灰度延展后的图像文件。

动态对比度增强电路包括图像宏块数据存储单元、灰度分布统计单元、灰度延展计算单元、宏块边缘对比度平滑处理单元、图像写控制单元、已处理宏块灰度延展信息存储单元。

所述图像宏块数据存储单元，存储解码后的宏块数据，并把数据送往所述灰度分布统计单元；

所述灰度分布统计单元，对宏块的灰度值分布进行统计，并把数据送往所述灰度延展计算单元；

所述灰度延展计算单元，根据配置信息，参考当前宏块和周围宏块的灰度延展信息对当前宏块的灰度值进行延展处理，并将处理后的宏块数据送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述已处理宏块灰度延展信息存储单元；

所述已处理宏块灰度延展信息存储单元，存储已经经过处理的宏块的灰度延展信息，并把存储信息送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述灰度延展计算单元以供参考；

所述宏块边缘对比度平滑处理单元，根据当前宏块的灰度延展比例和已处理的周边宏块灰度延展信息，对当前宏块的块边沿进行对比度平滑处理，避免宏块之间出现明显的对比度块效应，并将处理之后的宏块数据送往所述图像写控制单元；

所述图像写控制单元，根据配置信息中的目标图像存储地址，将处理完毕的图像数据存储为灰度延展后的图像文件。

电路工作流程详细描述：

在电路工作前，需要对电路进行配置，配置信息有灰度延展范围(灰度延展上/下限)，图像中值灰度(用于判定使用向上延展的像素和向下延展的像素)，图像宽度，目标图像存储地址，配置完毕后电路可以开始工作。

1.首先视频解码单元对要播放的视频源数据进行解码，并且将解码后的图像数据送往对比度增强电路中的图像宏块数据存储单元，由于视频解码是以宏块为基本单位，所以图像数据也以宏块数据流方式进入对比度增强电路并被存储；

2.图像宏块数据存储单元接收并存储解码后的宏块数据，然后把宏块数据送往灰度分布统计单元；

3.灰度分布统计单元对宏块的灰度值分布进行统计，并把数据送往灰度延展计算单元；

4.灰度延展计算单元根据配置信息中的灰度延展范围和图像中值灰度，参考当前宏块和周围宏块的灰度延展信息对当前宏块的灰度值进行延展处理，并将处理后的宏块数据送往宏块边缘对比度平滑处理单元和已处理宏块灰度延展信息存储单元；

5.已处理宏块灰度延展信息存储单元接收并存储已经经过处理的宏块的灰度延展信息，并把存储信息送往宏块边缘对比度平滑处理单元和灰度延展计算单元以供处理；存储量为当前宏块之前的一个宏块行的宏块灰度延展信息；

6.宏块边缘对比度平滑处理单元根据当前宏块的灰度延展比例和已处理的周边上宏块和左宏块灰度延展信息，对当前宏块的块边沿进行对比度平滑处理，避免宏块之间出现明显的对比度块效应，并将处理之后的宏块数据送往图像写控制单元；

7.图像写控制单元根据配置信息中的目标图像存储地址，将处理完毕的图像数据存储为灰度延展后的图像文件。

当前帧已统计宏块灰度信息存储单元存储内容控制：

由于视频宏块解码顺序是从上到下，从左到右，所以已处理宏块灰度延展信息存储单元需要存储的宏块信息为，当前宏块的上一宏块行中当前宏块位置之后处理的所有宏块，存储总量为一个宏块行的宏块灰度分布信息；

当存储内容满了之后，每来一个新的宏块灰度分布信息，就将存储单元中最早的那个宏块灰度分布信息替换，根据配置到的图像宽度可以计算出每个宏块行有几个宏块；

已处理宏块灰度延展信息存储单元存储宏块控制：

由于视频宏块解码顺序是从上到下，从左到右，所以已处理宏块灰度延展信息存储单元需要存储的宏块信息为，当前宏块的上一宏块行中当前宏块位置之后处理的所有宏块，存储总量为一个宏块行；

当存储内容满了之后，每来一个新的宏块灰度分布信息，就将存储单元中最早的那个宏块信息替换。根据配置到的图像宽度可以计算出每个宏块行有几个宏块。

图2示意为当前帧已统计宏块灰度信息存储单元的存储替换机制，图中灰色部分为存储在存储单元中的宏块灰度信息，说明了当前宏块计算完毕后，哪些宏块的灰度信息新增加入当前帧已统计宏块灰度信息存储单元，哪些宏块被系统被替代。(注：已处理宏块灰度延展信息存储单元机制类似，只是存储信息为宏块延展信息。)

宏块边缘对比度平滑处理单元工作过程详细描述如下：

当前宏块的对比度边缘平滑需要使用当前宏块的上宏块和左宏块数据，数据从已处理宏块灰度延展信息存储单元获得。图3是当前宏块和上宏块和左宏块的位置关系图。具体处理过程是：

1.获得上宏块和左宏块的灰度延展信息后，和当前宏块的灰度延展比例计算后，得到当前宏块和上宏块的平均灰度延展比例，当前宏块和左宏块的平均灰度延展比例，当前宏块和上宏块和左宏块三个宏块的平均灰度延展比例；

2.按照图4所示，将当前宏块和上宏块相邻的第一行使用当前宏块和上宏块平均灰度延展；

3.按照图4所示，将当前宏块和左宏块相邻的第一列使用当前宏块和左宏块平均灰度延展；

4.将当前宏块左上角的像素点使用当前宏块和上宏块和左宏块三个宏块的平均灰度延展。

例如：上宏块灰度向上延展20％，向下延展30％；左宏块灰度向上延展10％，向下延展40％；当前宏块向上延展15％向下延展35％；则当前宏块和上宏块相邻的第一行灰度向上延展比例为当前宏块和上宏块平均灰度延展，也就是向上延展12.5％向下延展37.5％；当前宏块和左宏块相邻的第一列灰度向上延展比例为当前宏块和左宏块平均灰度延展，也就是向上延展17.5％向下延展32.5％；当前宏块左上角的像素点灰度向上延展比例为当前宏块和上宏块和左宏块三个宏块的平均灰度延展，也就是向上延展15％向下延展35％。

灰度延展计算单元工作过程详细描述如下：

1.在得到当前块的灰度分布信息后，首先计算出当前块的灰度最大值和配置信息灰度延展上限之间的差值，和当前块的灰度最小值和配置信息灰度延展下限之间的差值，然后计算出当前宏块灰度向上延展向下延展的比例；

2.查询当前宏块的上宏块和左宏块的灰度上下延展比例，为了避免相邻宏块之间的灰度延展相差过大而造成视觉效果变差，所以当前宏块的延展比例与上宏块和左宏块中较小的延展比例不能相差超过5％，如果超过5％，则把相邻宏块中延展比例较小的值增大5％作为最终的灰度延展比例。

例如：上宏块的上下灰度延展比例为20％和40％，左宏块的上下灰度延展比例为30％和30％，当前宏块计算得到的初始上下灰度延展比例为30％和40％；上宏块和左宏块中上延展比例较小的是上宏块的20％，和当前宏块相差10％，所以当前宏块的上延展比例最终为相邻宏块中延展比例较小的20％增大5％后的25％作为最终的灰度上延展比例；上宏块和左宏块中下延展比例较小的是左宏块的30％，和当前宏块相差10％，所以当前宏块的上延展比例最终为相邻宏块中延展比例较小的30％增大5％后的35％作为最终的灰度上延展比例。

3.得到当前宏块的上下灰度延展比例后，根据配置的图像中值灰度，在平均灰度以上的灰度值使用向上延展比例进行延展，在平均灰度以下的灰度值使用向下延展比例进行延展；

4.完成延展计算后把结果送往宏块边缘对比度平滑处理单元。

图5和图6分别是灰度延展前后的示意图。

采用本发明的技术方案，在观看视频时，如果场景进入阴暗场景，此时经过图像处理整体拉伸原始图像的亮度，将黑暗场景原始图像的对比度整体提升，也就是把图像的亮度表现范围向上拉升，黑的部分还是原来的黑度，最亮的部分变得更亮，其他部分都相应线性向上拉伸亮度，从而大幅加大整体图像的对比度，把用户看到的图像主要亮度提升到人眼的敏感区，由此得到更好的显示效果；同样地，场景进入过于明亮的场景，此时经过图像处理整体向下拉伸原始图像的亮度，也就是最亮的部分还是原来的亮度，最暗的部分变得更暗，其他部分都相应线性向下拉伸，实现大幅加大整体图像的对比度，使得在明亮场景下的图像中暗部分的表项更加出色。

本发明的有益效果在于：1、在观看视频时，如果因为进入阴暗场景或者明亮场景，会动态判断待显示图像的灰度分布，来动态延展图像的灰度分布，达到提高对比度的效果，同时会参考历史帧灰度分布信息，实现帧与帧之间对比度变化的渐进性，避免灰度延展范围突变造成显示效果的不自然；2、直接紧耦合于视频解码单元后，在处理完后直接存储于存储单元，这样相对于从存储单元读取图像经过处理后再回存存储单元减少了存储器的读写次数，从而减少了系统带宽。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范图。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种视频解码紧耦合的动态对比度增强电路，其特征在于：包括图像宏块数据存储单元、灰度分布统计单元、灰度延展计算单元、宏块边缘对比度平滑处理单元、图像写控制单元、已处理宏块灰度延展信息存储单元；

所述图像宏块数据存储单元，存储解码后的宏块数据，并把数据送往所述灰度分布统计单元；

所述灰度分布统计单元，对宏块的灰度值分布进行统计，并把数据送往所述灰度延展计算单元；

所述灰度延展计算单元，根据配置信息，参考当前宏块和周围宏块的灰度延展信息对当前宏块的灰度值进行延展处理，并将处理后的宏块数据送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述已处理宏块灰度延展信息存储单元；

所述已处理宏块灰度延展信息存储单元，存储已经经过处理的宏块的灰度延展信息，并把存储信息送往所述宏块边缘对比度平滑处理单元和所述灰度延展计算单元以供参考；

所述宏块边缘对比度平滑处理单元，根据当前宏块的灰度延展比例和已处理的周边宏块灰度延展信息，对当前宏块的块边沿进行对比度平滑处理，避免宏块之间出现明显的对比度块效应，并将处理之后的宏块数据送往所述图像写控制单元；

所述图像写控制单元，根据配置信息中的目标图像存储地址，将处理完毕的图像数据存储为灰度延展后的图像文件。

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