CN105959584B - 一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置，在显示待显示帧图像数据之前，通过将待显示帧图像数据所有灰阶值划分成多个灰阶区域，再根据与各灰阶区域对应的第一比值与第二比值的大小比较，将各灰阶区域的类型分为第一灰阶区域或第二灰阶区域，最后再对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，从而根据调整后的灰阶值进行显示。即上述图像处理方法相当于增大了待显示帧图像数据中第一灰阶区域的范围，减低了第二灰阶区域的范围，从而通过简单的灰阶转换方式后进行显示时可以实现近似HDR的效果。

Description

一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置。

背景技术

在大光比环境下拍摄，普通相机因受到动态范围的限制，不能记录极端亮或者暗的细节。经高动态范围(High-Dynamic Range，简称HDR)处理的图像，即使在大光比情况拍摄下，无论高光、暗光都能够获得比普通图像更佳的层次。

经HDR处理的图像通常是由一张高曝光和一张低曝光的图像结合而成，从而使得我们可以分别观察到高亮度区域和低亮度区域的细节，由于人眼对于亮度变化比色彩变化更加敏感，所以具有更多细节的图像能够更好的反映出真实环境中的视觉效果。

但是HDR处理的图像需要使用两张以上不同曝光量的图像来合成，即视频的信号源必须是特别制作的。因此，现有技术中要实现HDR的效果是需要复杂的处理过程的。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置，用以通过简单的灰阶转换方式达到近似HDR的效果。

本发明实施例提供的一种图像处理方法，包括：

在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若所述第一比值大于所述第二比值则所述灰阶区域为第一灰阶区域，若所述第一比值小于所述第二比值则所述灰阶区域为第二灰阶区域；其中，所述第一比值为灰阶值属于所述灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，所述第二比值为所述灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，具体包括：

对各所述阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的所述第一灰阶区域包含在调整后的所述第一灰阶区域的范围内，调整后的所述第二灰阶区域包含在调整前的所述第二灰阶区域的范围内。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，具体包括：

根据各所述灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的所述第一比值，确定各所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值，其中，所述目标最小灰阶值与所述目标最大灰阶值的差值等于对应的所述第一比值乘以所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且所述第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于所述第一灰阶区域的最小灰阶值，所述第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于所述第一灰阶区域的最大灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于所述第二灰阶区域的最小灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于所述第二灰阶区域的最大灰阶值；

根据各所述灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各所述灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值的差值的比值，确定各所述灰阶区域对应的调整系数；

针对各所述灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将所述灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示所述灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示所述灰阶区域的最小灰阶值。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，相邻两个所述灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，在对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，还包括：

将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值之后，还包括：

若所述第一比值等于所述第二比值，则所述灰阶区域的灰阶值保持不变。

相应地，本发明实施例还提供了一种图像处理装置，包括：

区域划分单元，用于在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

比较单元，用于针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若所述第一比值大于所述第二比值则所述灰阶区域为第一灰阶区域，若所述第一比值小于所述第二比值则所述灰阶区域为第二灰阶区域；其中，所述第一比值为灰阶值属于所述灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，所述第二比值为所述灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

调整单元，用于对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，所述调整单元具体用于：

对各所述阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的所述第一灰阶区域包含在调整后的所述第一灰阶区域的范围内，调整后的所述第二灰阶区域包含在调整前的所述第二灰阶区域的范围内。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，所述调整单元具体包括：

第一确定模块，用于根据各所述灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的所述第一比值，确定各所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值，其中，所述目标最小灰阶值与所述目标最大灰阶值的差值等于对应的所述第一比值乘以所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且所述第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于所述第一灰阶区域的最小灰阶值，所述第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于所述第一灰阶区域的最大灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于所述第二灰阶区域的最小灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于所述第二灰阶区域的最大灰阶值；

第二确定模块，用于根据各所述灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各所述灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值的差值的比值，确定各所述灰阶区域对应的调整系数；

灰阶转换模块，用于针对各所述灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将所述灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示所述灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示所述灰阶区域的最小灰阶值。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，相邻两个所述灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，还包括：降值单元，用于在所述调整单元对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，将所述调整单元调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，所述调整单元还用于在所述比较单元比较的所述第一比值等于所述第二比值时，保持所述灰阶区域的灰阶值不变。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种图像处理装置。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的上述图像处理方法、图像处理装置及显示装置，在显示待显示帧图像数据之前，通过将待显示帧图像数据所有灰阶值划分成多个灰阶区域，再根据与各灰阶区域对应的第一比值与第二比值的大小比较，将各灰阶区域的类型分为第一灰阶区域或第二灰阶区域，最后再对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，从而根据调整后的灰阶值进行显示。即上述图像处理方法相当于增大了待显示帧图像数据中第一灰阶区域的范围，减低了第二灰阶区域的范围，从而通过简单的灰阶转换方式后进行显示时可以实现近似HDR的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的图像处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的图像处理方法中对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整的流程图；

图3为本发明实施例一提供的图像处理方法中各灰阶区域在调整前与调整后的关系图；

图4a至图4c分别为本发明实验一提供的图像演示图；

图5a至图5c分别为本发明实验二提供的图像演示图；

图6a至图6c分别为本发明实验三提供的图像演示图；

图7为本发明实施例提供的图像处理装置的结构示意图之一；

图8为本发明实施例提供的图像处理装置的结构示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供的一种图像处理方法，如图1所示，可以包括以下步骤：

S101、在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

S102、针对各灰阶区域，比较灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若第一比值大于第二比值则灰阶区域为第一灰阶区域，若第一比值小于第二比值则灰阶区域为第二灰阶区域；其中，第一比值为灰阶值属于灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，第二比值为灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

S103、对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度。

本发明实施例提供给的上述图像处理方法，在显示待显示帧图像数据之前，通过将待显示帧图像数据所有灰阶值划分成多个灰阶区域，再根据与各灰阶区域对应的第一比值与第二比值的大小比较，将各灰阶区域的类型分为第一灰阶区域或第二灰阶区域，最后再对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，从而根据调整后的灰阶值进行显示。即上述图像处理方法相当于增大了待显示帧图像数据中第一灰阶区域的范围，减低了第二灰阶区域的范围，从而通过简单的灰阶转换方式后进行显示时可以实现近似HDR的效果。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，灰阶区域的灰阶跨度是指灰阶区域中，按大小顺序排列的相邻两个灰阶值之间的差值，例如假设第一灰阶区域包含的灰阶值分别为2、4和6，即灰阶值2和4之间的灰阶跨度为2，灰阶值4和6之间的灰阶跨度为2，若为了增大第一灰阶区域的灰阶跨度对第一灰阶区域所包含的灰阶值进行调整后，假设灰阶值2变为1，灰阶值4不变，灰阶值6变为7，则调整后第一灰阶区域中，灰阶值1和4的灰阶跨度为3，灰阶值4和7的灰阶跨度为3。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，具体包括：

对各阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的第一灰阶区域包含在调整后的第一灰阶区域的范围内，调整后的第二灰阶区域包含在调整前的第二灰阶区域的范围内。即相当于将各第一灰阶区域进行区域扩展，将各第二灰阶区域进行区域压缩，从而使的灰阶值属于第一灰阶区域的像素之间的亮度差异更大，而灰阶值属于第二灰阶区域的像素之间的亮度差异更小，从而可以使得图像效果细节更为明显。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，步骤S103对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，如图2所示，具体包括：

S201、根据各灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的第一比值，确定各灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值；其中，目标最小灰阶值与目标最大灰阶值的差值等于对应的第一比值乘以待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于该第一灰阶区域的最小灰阶值，第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于该第一灰阶区域的最大灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于该第二灰阶区域的最小灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于该第二灰阶区域的最大灰阶值；

例如，一个第二灰阶区域的最小灰阶值为0，最大灰阶值为49，对应的第一比值为10％，一个第一灰阶区域的最小灰阶值为50，最大灰阶值为200，对应的第一比值为80％，待显示帧图像数据中的最大灰阶值为255。则可以根据第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于该第一灰阶区域的最小灰阶值，第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于该第一灰阶区域的最大灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于该第二灰阶区域的最小灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于该第二灰阶区域的最大灰阶值，以及目标最小灰阶值与目标最大灰阶值的差值等于对应的第一比值乘以该待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整。例如将第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值取为0，由于对应的目标最小灰阶值与目标最大灰阶值的差值等于对应的第一比值乘以该待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，因此第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值根据0+10％×255≈26应该取为26；例如将第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值取为30，同理第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值根据30+80％×255＝234应该取为234。

S202、根据各灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值差值的比值，确定各灰阶区域对应的调整系数；

例如，上述举例中第二灰阶区域的最小灰阶值为0，最大灰阶值为49，对应的目标最小灰阶值取为0，目标最大灰阶值为26，则第二灰阶区域对应的调整系数为26/49；第一灰阶区域的最小灰阶值为50，最大灰阶值为200，对应的目标最小灰阶值为30，则目标最大灰阶值为234，则第二灰阶区域对应的调整系数为204/150。

S203、针对各灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将该灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示灰阶区域的最小灰阶值。

例如，上述举例中针对第二灰阶区域可以根据公式将该第二灰阶区域包含的各灰阶值x调整为y后进行取整后得到调整后的第二灰阶区域中的各灰阶值，例如当第二灰阶区域中的x＝30时，则根据公式再对y≈15.92进行取整就能够得到第二灰阶区域中的灰阶值30进行调整后为16；同理针对第一灰阶区域根据公式将该第二灰阶区域包含的各灰阶值x调整为y后进行取整后得到调整后的第二灰阶区域中的各灰阶值，例如当第一灰阶区域中的x＝150时，则根据公式再对y＝166进行取整就能够得到第二灰阶区域中的灰阶值150进行调整后为166。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，相邻两个灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

例如上述举例中第二灰阶区域与第一灰阶区域为相邻灰阶区域，则第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值26与第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值30为相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值。因此，应该将第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值26与第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值30选取为相同值。例如均为24、26、28、30或35等。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，设定规则可以是根据图像数据确定的规则，也可是预先设定的，在此不作限定。

下面通过一个具体实施例说明本发明实施例提供的上述图像处理方法。

实施例一：

(1)在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；例如图3所示，灰阶值0～30为一个灰阶区域A1，灰阶值31～200为一个灰阶区域A2，灰阶值201～255为一个灰阶区域A3。假设共有100个像素，灰阶值属于灰阶区域A1的像素是10个，灰阶值属于灰阶区域A2的灰阶值是75个，灰阶值属于第三灰阶区域的像素是15个。

(2)针对灰阶区域A1，对应的第一比值为10％，对比的第二比值为30/255，由于10％<30/255，因此灰阶区域A2为第二灰阶区域；针对灰阶区域A2，对应的第一比值为75％，对比的第二比值为169/255，由于75％>119/255，因此灰阶区域A2为第一灰阶区域；针对灰阶区域A3，对应的第一比值为15％，对比的第二比值为54/255，由于15％<119/255，因此灰阶区域A2为第二灰阶区域。

(3)根据各灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、待显示帧图像数据中的最大灰阶值、以及对应的第一比值，确定各灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值；其中，第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于该第一灰阶区域的最小灰阶值，第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于该第一灰阶区域的最大灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于该第二灰阶区域的最小灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于该第二灰阶区域的最大灰阶值，目标最小灰阶值与目标最大灰阶值的差值等于对应的第一比值乘以待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且相邻两个灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。假设，第二灰阶区域A1对应的目标最小灰阶值取为0，则目标最大灰阶值根据根据0+10％×255取整应该取为26；第一灰阶区域A2对应的目标最小灰阶值26，则目标最大灰阶值根据26+75％×255取整应该取为217；第二灰阶区域A3对应的目标最小灰阶值217，则目标最大灰阶值根据217+15％×255取整应该取为255。

(4)根据第二灰阶区域A1对应的目标最大灰阶值取26和目标最小灰阶值0的差值26，与调整前该第二灰阶区域A1的最大灰阶值30和最小灰阶值0的差值30的比值26/30，确定第二灰阶区域A1对应的调整系数为26/30；根据第一灰阶区域A2对应的目标最大灰阶值取217和目标最小灰阶值26的差值191，与调整前该第一灰阶区域A2的最大灰阶值200和最小灰阶值31的差值169的比值191/169，确定第一灰阶区域A2对应的调整系数为191/169；根据第二灰阶区域A3对应的目标最大灰阶值取255和目标最小灰阶值217的差值38，与调整前该第二灰阶区域A3的最大灰阶值255和最小灰阶值201的差值54的比值38/54，确定第二灰阶区域A3对应的调整系数为38/54。

(5)针对第二灰阶区域A1，根据公式将该第二灰阶区域A1包含的各灰阶值x调整为y后进行取整后得到调整后的第二灰阶区域A1’中的各灰阶值y'；同理针对第一灰阶区域A2根据公式将该第一灰阶区域A2包含的各灰阶值x调整为y后进行取整后得到调整后的第一灰阶区域A2’包含的各灰阶值y'；同理针对第二灰阶区域A3根据公式将该第二灰阶区域A3包含的各灰阶值x调整为y后进行取整后得到调整后的第二灰阶区域A3’包含的各灰阶值y'。

在具体实施时，通过实验验证得出采用本发明实施例提供的上述图像处理方法虽然会实现近似HDR的效果，但是可能会提高功耗。

因此，进一步地，为了降低功耗，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，在对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，还包括：

将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，一般根据四舍五入的原则进行取整，在此不作限定。

进一步，通过三次实验将不经过图像处理就得到的图像与经过本发明实施例提供的上述图像处理方法后得到的图像进行比对。

实验一：具体如图4a至图4c所示，其中图4a表示没经过处理的图像，图4b表示通过采用实施例一提供的图像处理方法得到的图像，图4c表示在实施例一提供的图像处理方法上的基础上又将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整所得到的图像。从图4a至图4c中可以看出，图4b是显示效果最好的图像，其次图4c的显示效果虽然没有图4b的显示效果好，但是图4c相比图4a显示效果也是明显的提高了。并且，通过比较图4a至图4c所示图像对应的功耗发现，图4b对应的功耗是图4a的1.104倍，图4c对应的功耗是图4a的0.967倍。

实验二：具体如图5a至图5c所示，其中图5a表示没经过处理的图像，图5b表示通过采用实施例一提供的图像处理方法得到的图像，图5c表示在实施例一提供的图像处理方法上的基础上又将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整所得到的图像。从图5a至图5c中可以看出，图5b是显示效果最好的图像，其次图5c的显示效果虽然没有图5b的显示效果好，但是图5c相比图5a显示效果也是明显的提高了。并且，通过比较图5a至图5c所示图像对应的功耗发现，图5b对应的功耗是图5a的1.164倍，图5c对应的功耗是图5a的1.018倍。

实验三：具体如图6a至图6c所示，其中图6a表示没经过处理的图像，图6b表示通过采用实施例一提供的图像处理方法得到的图像，图6c表示在实施例一提供的图像处理方法上的基础上又将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整所得到的图像。从图6a至图6c中可以看出，图6b是显示效果最好的图像，其次图6c的显示效果虽然没有图6b的显示效果好，但是图6c相比图6a显示效果也是明显的提高了。并且，通过比较图6a至图6c所示图像对应的功耗发现，图6b对应的功耗是图6a的1.029倍，图6c对应的功耗是图6a的0.907倍。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理方法中，针对各灰阶区域，比较灰阶区域对应的第一比值和第二比值之后，还包括：若第一比值等于第二比值，则灰阶区域的灰阶值保持不变，即不进行灰阶值的调整。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种图像处理装置，如图7所示，包括：

区域划分单元01，用于在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

比较单元02，用于针对各灰阶区域，比较灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若第一比值大于第二比值则灰阶区域为第一灰阶区域，若第一比值小于第二比值则灰阶区域为第二灰阶区域；其中，第一比值为灰阶值属于灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，第二比值为灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

调整单元03，用于对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，调整单元03具体用于：

对各阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的第一灰阶区域包含在调整后的第一灰阶区域的范围内，调整后的第二灰阶区域包含在调整前的第二灰阶区域的范围内。

进一步地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，如图8所示，调整单元03具体包括：

第一确定模块31，用于根据各灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的第一比值，确定各灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值，其中，目标最小灰阶值与目标最大灰阶值的差值等于对应的第一比值乘以待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于第一灰阶区域的最小灰阶值，第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于第一灰阶区域的最大灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于第二灰阶区域的最小灰阶值，第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于第二灰阶区域的最大灰阶值；

第二确定模块32，用于根据各灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值的差值的比值，确定各灰阶区域对应的调整系数；

灰阶转换模块33，用于针对各灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示灰阶区域的最小灰阶值。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，相邻两个灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

较佳地，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，还包括：降值单元，用于在调整单元对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，将调整单元调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述图像处理装置中，调整单元还用于在比较单元比较的第一比值等于第二比值时，保持灰阶区域的灰阶值不变。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述图像处理装置解决技术问题的原理与上述实施例提供的图像处理方法相同，在此不作赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种图像处理装置。显示装置一般包括显示面板与配套的其它部件，在此不作详述。具体地，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述图像处理装置的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种图像处理方法、图像处理装置及显示装置，在显示待显示帧图像数据之前，通过将待显示帧图像数据所有灰阶值划分成多个灰阶区域，再根据与各灰阶区域对应的第一比值与第二比值的大小比较，将各灰阶区域的类型分为第一灰阶区域或第二灰阶区域，最后再对各灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大第一灰阶区域的灰阶跨度，减小第二灰阶区域的灰阶跨度，从而根据调整后的灰阶值进行显示。即上述图像处理方法相当于增大了待显示帧图像数据中第一灰阶区域的范围，减低了第二灰阶区域的范围，从而通过简单的灰阶转换方式后进行显示时可以实现近似HDR的效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：

在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若所述第一比值大于所述第二比值则所述灰阶区域为第一灰阶区域，若所述第一比值小于所述第二比值则所述灰阶区域为第二灰阶区域；其中，所述第一比值为灰阶值属于所述灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，所述第二比值为所述灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度。

2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，具体包括：

对各所述阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的所述第一灰阶区域包含在调整后的所述第一灰阶区域的范围内，调整后的所述第二灰阶区域包含在调整前的所述第二灰阶区域的范围内。

3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，具体包括：

根据各所述灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的所述第一比值，确定各所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值，其中，所述目标最小灰阶值与所述目标最大灰阶值的差值等于对应的所述第一比值乘以所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且所述第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于所述第一灰阶区域的最小灰阶值，所述第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于所述第一灰阶区域的最大灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于所述第二灰阶区域的最小灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于所述第二灰阶区域的最大灰阶值；

根据各所述灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各所述灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值的差值的比值，确定各所述灰阶区域对应的调整系数；

针对各所述灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将所述灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示所述灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示所述灰阶区域的最小灰阶值。

4.如权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，相邻两个所述灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

5.如权利要求1-4任一项所述的图像处理方法，其特征在于，在对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，还包括：

将调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

6.如权利要求1-4任一项所述的图像处理方法，其特征在于，针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值之后，还包括：

若所述第一比值等于所述第二比值，则所述灰阶区域的灰阶值保持不变。

7.一种图像处理装置，其特征在于，包括：

区域划分单元，用于在显示待显示帧图像数据之前，对接收的待显示帧图像数据中各像素的灰阶值进行统计，按照设定规则将所有灰阶值划分成多个灰阶区域；

比较单元，用于针对各所述灰阶区域，比较所述灰阶区域对应的第一比值和第二比值，若所述第一比值大于所述第二比值则所述灰阶区域为第一灰阶区域，若所述第一比值小于所述第二比值则所述灰阶区域为第二灰阶区域；其中，所述第一比值为灰阶值属于所述灰阶区域的像素数量与所有像素数量的比值，所述第二比值为所述灰阶区域的最大灰阶值与最小灰阶值的差值与所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值的比值；

调整单元，用于对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度。

8.如权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于，所述调整单元具体用于：

对各所述阶区域所包含的灰阶值进行调整，以增大所述第一灰阶区域的灰阶跨度，减小所述第二灰阶区域的灰阶跨度，且使调整前的所述第一灰阶区域包含在调整后的所述第一灰阶区域的范围内，调整后的所述第二灰阶区域包含在调整前的所述第二灰阶区域的范围内。

9.如权利要求8所述图像处理装置，其特征在于，所述调整单元具体包括：

第一确定模块，用于根据各所述灰阶区域的最小灰阶值、最大灰阶值、所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值以及对应的所述第一比值，确定各所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值和目标最大灰阶值，其中，所述目标最小灰阶值与所述目标最大灰阶值的差值等于对应的所述第一比值乘以所述待显示帧图像数据中的最大灰阶值后取整，且所述第一灰阶区域对应的目标最小灰阶值小于或等于所述第一灰阶区域的最小灰阶值，所述第一灰阶区域对应的目标最大灰阶值大于或等于所述第一灰阶区域的最大灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最小灰阶值大于或等于所述第二灰阶区域的最小灰阶值，所述第二灰阶区域对应的目标最大灰阶值小于或等于所述第二灰阶区域的最大灰阶值；

第二确定模块，用于根据各所述灰阶区域对应的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值的差值，与调整前各所述灰阶区域的最大灰阶值和最小灰阶值的差值的比值，确定各所述灰阶区域对应的调整系数；

灰阶转换模块，用于针对各所述灰阶区域，根据公式y-Y₀＝K·(x-X₀)将所述灰阶区域所包含的灰阶值x调整为y后进行取整，其中，K表示所述灰阶区域对应的调整系数，Y₀表示所述灰阶区域对应的目标最小灰阶值，X₀表示所述灰阶区域的最小灰阶值。

10.如权利要求9所述的图像处理装置，其特征在于，相邻两个所述灰阶区域对应的相邻的目标最大灰阶值和目标最小灰阶值相等。

11.如权利要求7-10任一项所述的图像处理装置，其特征在于，还包括：降值单元，用于在所述调整单元对各所述灰阶区域所包含的灰阶值进行调整之后，在显示待显示帧图像数据之前，将所述调整单元调整后的各灰阶区域所包含的灰阶值以预设比例减小后取整。

12.如权利要求7-10任一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述调整单元还用于在所述比较单元比较的所述第一比值等于所述第二比值时，保持所述灰阶区域的灰阶值不变。

13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7-12任一项所述的图像处理装置。