CN112465729B - 基于电视直方图动态调整图像对比度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电视图像信号处理技术，具体涉及一种基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，实现了对存在高亮信号图像的对比度参数的动态调整，避免了出现图像过曝、细节丢失等问题，同时也提升了图像的景深层次。技术方案包括：获取电视当前显示画面的直方图数据，并进行归一化处理；然后设置直方图对比度参数值范围；并以直方图归一化后的每一位数据作为判断基准，制作对比度值调整表；然后根据直方图判断当前显示画面最大亮度阶对应的归一化数据；再根据对应的归一化数据查找对比度调整表确定当前画面对比度调整值；最后根据当前画面对比度调整值进行对比度调整。本发明适用于基于电视直方图动态调整图像对比度。

Description

基于电视直方图动态调整图像对比度的方法

技术领域

本发明涉及电视图像信号处理技术，具体涉及一种基于电视直方图动态调整图像对比度的方法。

背景技术

电视图像信号经过解码后，经过各信号模块处理后再上屏显示，其中对比度(Contrast)参数可调整图像的景深层次。但对比度参数一般为固定值，如果不去手动调整用户菜单中的对比度值，图像信号的对比度参数就始终固定。实际观看的信号中有大部分图像信号中无高亮信号，在提升对比度参数后，不会出现图像过曝、细节丢失的情况，并且图像整体层次提升明显；但如果用该对比度参数(提升后对比度值)去观看其它一些包含高亮信号的图像，就会出现图像过曝、细节丢失情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，实现了对存在高亮信号图像的对比度参数的动态调整，避免了出现图像过曝、细节丢失等问题，同时也提升了图像的景深层次。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，包括：

步骤(1)、获取电视当前显示画面的直方图数据，并进行归一化处理；

步骤(2)、设置直方图对比度参数值；

步骤(3)、以直方图归一化后的每一位数据作为判断基准，制作对比度值调整表；

步骤(4)、根据直方图判断当前显示画面最大亮度阶对应的归一化数据；

步骤(5)、根据对应的归一化数据查找对比度调整表确定当前画面对比度调整值；

步骤(6)、根据当前画面对比度调整值进行对比度调整。

进一步的是，在步骤(1)中，所述获取电视当前显示画面的直方图数据的具体方法包括：从电视机芯中采集获取当前显示画面的32位直方图数据，记录为Li，i＝0，1，…，31。

进一步的是，在步骤(1)中，所述进行归一化处理的具体方法包括：根据归一化公式将32位直方图数据信息进行归一化处理，所述归一化公式

Y_i为每一位归一化后的数值。

进一步的是，在步骤(5)中，所述确定当前画面对比度调整值的具体方法包括：

步骤501、对获取的归一化后的32位直方图数据Y31-Y0，从Y31开始依次进行非0判断，首位非0的数据作为最高位数据；

步骤502、对最高位数据设置判断条件，若最高位数据小于K，K为设置的阈值数据，则根据最高位数据查询对比度值调整表，确定当前画面可调整对比度值；否则当前画面可调整对比度值不变。

进一步的是，在步骤(6)中，所述根据当前画面对比度调整值进行对比度调整的具体方法包括：根据确定的当前画面可调整对比度值，通过电视软件中的driver层直接在底层数据进行对比度调整。

进一步的是，在步骤(2)中，所述对比度参数值的范围为Min-Max，以及对比度参数值的默认值为Mid，Min≤Mid≤Max，所述Min、Max以及Mid由电视对应UI中的对比度寄存器决定。

进一步的是，所述Min的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为0，16灰阶的1-8阶不发光，为最低电平时，此时的对比度寄存器值设置为Min。

进一步的是，所述Max的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为100，15阶与16阶出现过曝，达到最大电平时，此时的对比度寄存器值设置为Max。

进一步的是，所述Mid的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为50，16灰阶各阶分辨率达到阈值分别率，并且切换hivicast信号中的superwhite信号时，各信号的分辨率达到阈值分别率，此时的对比度寄存器值设置为mid。

进一步的是，在步骤(3)中，所述制作对比度值调整表的具体方法包括：

步骤301、将默认对比度参数Mid作为对比度调试基准；

步骤302、使用全白场信号作为测试信号，调整全白场信号的信号电平，确定不同信号电平分别对应直方图的32位数据Yi；

步骤303、在不同的全白场信号电平下，分别调整对比度值，使Yi对应的图像信号刚好出现过曝，将此时调整的对比度值与Mid的差值作为直方图第i位数据Yi所对应的对比度调整值Con(i)；

步骤304、将对比度调整值Con(i)设置为直方图Yi对应的对比度调整值最大值，即当直方图Yi的数据不为0时，对比度调整值为Con(i)，形成对比度值调整表。

本发明对直方图数据做了归一化处理，然后为归一化后的直方图数据设置了对比度参数，并制作对比度调整表，在对比度调整表的基础上，就可以根据当前显示画面最大亮度阶对应的归一化数据在对比度调整表里查找对应的对比度调整值，再根据对比度调整值进行对比度调整，实现了对存在高亮信号图像的对比度参数的动态调整，避免了出现图像过曝、细节丢失等问题，同时也提升了图像的景深层次。

附图说明

图1是本发明基于电视直方图动态调整图像对比度的方法流程图。

图2是本发明采集的电视机芯直方图数据。

具体实施方式

本发明基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其方法流程图如图1，包括：

步骤101、获取电视当前显示画面的直方图数据，并进行归一化处理；

步骤102、设置直方图对比度参数值范围；

步骤103、以直方图归一化后的每一位数据作为判断基准，制作对比度值调整表；

步骤104、根据直方图判断当前显示画面最大亮度阶对应的归一化数据；

步骤105、根据对应的归一化数据查找对比度调整表确定当前画面对比度调整值；

步骤106、根据当前画面对比度调整值进行对比度调整。

在步骤101中，所述获取电视当前显示画面的直方图数据的具体方法包括：从电视机芯中采集获取当前显示画面的32位直方图数据，记录为Li，i＝0，1，…，31。

其直方图数据如图2，横坐标为直方图数据位，纵坐标为其值。

在步骤101中，所述进行归一化处理的具体方法包括：根据归一化公式将32位直方图数据信息进行归一化处理，所述归一化公式

Y_i为每一位归一化后的数值。

在步骤105中，所述确定当前画面对比度调整值的具体方法包括：

步骤501、对获取的归一化后的32位直方图数据Y31-Y0，从Y31开始依次进行非0判断，首位非0的数据作为最高位数据；如当前画面Y₃₁，Y₃₀，Y₂₉，Y₂₈，Y₂₇均为0，Y₂₆为2，则确定当前画面对应的直方图数据最高位为第26位，即Y₂₆；

步骤502、对最高位数据设置判断条件，若最高位数据小于K，K为设置的阈值数据，则根据最高位数据查询对比度值调整表，确定当前画面可调整对比度值；否则当前画面可调整对比度值不变。

在步骤106中，所述根据当前画面对比度调整值进行对比度调整的具体方法包括：根据确定的当前画面可调整对比度值，通过电视软件中的diver层直接在底层数据进行对比度调整。

在步骤102中，所述对比度参数值的范围为Min-Max，以及对比度参数值的默认值为Mid，Min≤Mid≤Max，所述Min、Max以及Mid由电视对应UI中的对比度寄存器决定。

其中Min的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为0，16灰阶的1-8阶不发光，为最低电平时，此时的对比度寄存器值设置为Min，通常Min设置为60。

Max的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为100，15阶与16阶出现过曝，达到最大电平时，此时的对比度寄存器值设置为Max，通常Max设置为150。

Mid的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为50，16灰阶各阶分辨率达到阈值分别率，并且切换hivicast信号中的superwhite信号时，各信号的分辨率达到阈值分别率，此时的对比度寄存器值设置为Mid，通常Mid设置为128。

在步骤103中，所述制作对比度值调整表的具体方法包括：

步骤301、将默认对比度参数Mid作为对比度调试基准；

步骤302、使用全白场信号作为测试信号，调整全白场信号的信号电平，确定不同信号电平分别对应直方图的32位数据Yi；

步骤303、在不同的全白场信号电平下，分别调整对比度值，使Yi对应的图像信号刚好出现过曝，将此时调整的对比度值与Mid的差值作为直方图第i位数据Yi所对应的对比度调整值Con(i)；

步骤304、将对比度调整值Con(i)设置为直方图Yi对应的对比度调整值最大值，即当直方图Yi的数据不为0时，对比度调整值为Con(i)，形成对比度值调整表，如下：

本发明的具体实施例：

以使用某公司机芯的电视整机播放图像为例，其包括以下实施步骤：

a.从电视机芯中采集获取当前显示画面的32位直方图数据，记录为L_i，i＝0，1，…，31；将32位直方图数据信息进行归一化处理，每一位数值记为Y_i，i＝0，1，…，31；

b.设置电视对比度参数值范围为64～150，电视默认状态下对比度参数为128；

c.将电视默认状态下对比度参数128作为对比度调试基准；

使用全白场信号作为测试信号，调整全白场信号的信号电平level(0～255)，确定不同信号电平level分别对应直方图的32位数据Y_i，分别调整对比度值，使Y_i对应的图像信号刚好出现过曝(图像饱和)，记录此时调整的对比度值与Mid的差值作为直方图第i位数据Y_i所对应的对比度调整值Con(i)，形成对比度值调整查找表如下：

d.根据直方图确定显示第一帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₂₇＝2；

根据直方图确定显示第二帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₁₅＝1；

根据直方图确定显示第三帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₁＝0；

设置判断条件：当Y_i＜2时，按照对比度查找表调整对比度,

第一帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₂₇＝2，不满足条件，不调整对比度；

第一帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₁₅＝1，满足条件，对比度可调整增加10，即调整对比度参数为138；

第一帧画面最大亮度阶对应直方图数据为Y₁＝0，满足条件，对比度可调整增加20，即调整对比度参数为148；

e.根据步骤d中获得的对比度调整值，通过diver层实时调整，完成对比度调整。

综上所述，本发明实现了对存在高亮信号图像的对比度参数的动态调整，避免了出现图像过曝、细节丢失等问题，同时也提升了图像的景深层次。

Claims (9)

1.基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，包括：

步骤(1)、获取电视当前显示画面的直方图数据，并进行归一化处理；

步骤(2)、设置直方图对比度参数值；

步骤(3)、以直方图归一化后的每一位数据作为判断基准，制作对比度值调整表；

步骤(4)、根据直方图判断当前显示画面最大亮度阶对应的归一化数据；

步骤(5)、根据对应的归一化数据查找对比度调整表确定当前画面对比度调整值，具体包括：对获取的归一化后的直方图数据从高到低依次进行非0判断，首位非0的数据作为最高位数据，对最高位数据设置判断条件，若最高位数据小于K，K为设置的阈值数据，则根据最高位数据查询对比度值调整表，确定当前画面可调整对比度值；否则当前画面可调整对比度值不变；

步骤(6)、根据当前画面对比度调整值进行对比度调整。

2.根据权利要求1所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述获取电视当前显示画面的直方图数据的具体方法包括：从电视机芯中采集获取当前显示画面的32位直方图数据，记录为Li ，i=0，1，…，31。

3.根据权利要求2所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述进行归一化处理的具体方法包括：根据归一化公式将32位直方图数据信息进行归一化处理，所述归一化公式

，

为每一位归一化后的数值。

4.根据权利要求1所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述根据当前画面对比度调整值进行对比度调整的具体方法包括：根据确定的当前画面可调整对比度值，通过电视软件中的driver层直接在底层数据进行对比度调整。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述对比度参数值的范围为Min-Max，以及对比度参数值的默认值为Mid，Min≤Mid≤Max，所述Min、Max以及Mid由电视对应UI中的对比度寄存器决定。

6.根据权利要求5所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，所述Min的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为0，16灰阶的1-8阶不发光，为最低电平时，此时的对比度寄存器值设置为Min。

7.根据权利要求5所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，所述Max的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为100，15阶与16阶出现过曝，达到最大电平时，此时的对比度寄存器值设置为Max。

8.根据权利要求5所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，所述Mid的设置方法包括：当电视使用16灰阶，对应UI的对比度为50，16灰阶各阶分辨率达到阈值分别率，并且切换hivicast信号中的superwhite信号时，各信号的分辨率达到阈值分别率，此时的对比度寄存器值设置为Mid。

9.根据权利要求5所述的基于电视直方图动态调整图像对比度的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述制作对比度值调整表的具体方法包括：

步骤301、将默认对比度参数Mid作为对比度调试基准；

步骤302、使用全白场信号作为测试信号，调整全白场信号的信号电平，确定不同信号电平分别对应直方图的32位数据Y_i；

步骤303、在不同的全白场信号电平下，分别调整对比度值，使Y_i对应的图像信号刚好出现过曝，将此时调整的对比度值与Mid的差值作为直方图第i位数据Y_i所对应的对比度调整值Con(i)；

步骤304、将对比度调整值Con(i)设置为直方图Yi对应的对比度调整值最大值，即当直方图Yi的数据不为0时，对比度调整值为Con(i)，形成对比度值调整表。

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