CN1258993A - 视频信号对比度增强装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频信号对比度增强装置,能够增强诸如TV等视频显示装置中的视频信号的明暗部分的系数特性。在本发明中,根据高频分量和低频分量的电平来改变系数大小以对从视频信号中所分离出的低频分量进行增强,并利用所确定的系数和与低频分量增强系数成反比的系数,来对该低频电平进行补偿。因此本发明中,通过根据用户控制信号均匀地改变高频分量和低频分量的增强系数,其能够增强实时输入的视频信号的对比度。

Description

视频信号对比度增强装置

本发明一般涉及视频信号对比度增强装置，具体涉及一种能够通过增强(放大或衰减)所输入的视频信号来显著增强视频信号的对比度的对比度增强装置。

在一种用于增强视频信号对比度的方法中，其是通过选择视频信号的边界部分并对其进行增强来增强视频信号对比度的。在另一种方法中，则是通过利用同态滤波器增强明亮部分与黑暗部分之间的明暗比来增强对比度的。

如图1所示，由常规同态滤波器构成的视频信号对比度增强装置包括：代数变换单元100，用于将视频信号Yin变换为代数形式(log)；滤波单元200，用于将代数处理后的视频信号Ylog1分离为低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1；第一乘法器300，用于利用衰减系数“a”对低频分量Ylpf1进行衰减；第二乘法器400，用于利用放大系数“b”对高频分量Yhpf1进行放大；求和单元500，用于对衰减后的低频分量Ylpf2和放大后的高频分量Yhpf2进行求和；以及指数变换单元600，用于将由求和单元500求和所得的信号Ylog2变换为视频信号。

接下来将参照附图对常规的视频信号对比度增强装置的操作进行说明。

首先对从代数变换单元100输入的视频信号Yin进行代数处理，随后再利用滤波单元200将代数处理后的视频信号Ylog1分离为低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1。随后，将低频分量Ylpf1乘以衰减系数“a”以使其被衰减“a”倍，同时由第二乘法器400将高频分量Yhpf1乘以放大系数“b”以将其放大“b”倍，从而增强低频分量Ylpf1与高频分量Yhpf1的对比度。其中，由于衰减系数“a”和放大系数“b”具有固定的值，所以通过均匀地衰减或放大所输入的低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1，可以增强视频信号Yin的对比度。

此外，由于通过求和单元500对由第一乘法器300衰减的低频分量Ylpf1和由第二乘法器400放大的高频分量Yhpf1进行求和所得的信号Ylog2是一种代数变换所得的信号，所以将该信号输入到指数变换单元600中，并对其进行指数变换而将其恢复为视频信号Yout。

因此在同态滤波器中，通过利用固定的放大和衰减系数“a”和“b”来对输入视频信号Yin的低频分量Ylpf1进行衰减，以及对高频分量Yhpf1进行放大，将能够增强视频信号对比度。然而，由于上述系数“a”和“b”具有固定值，所以所有的视频信号将被放大或衰减固定的倍数，因此其不能适当地增强所有视频信号的对比度。

此外，在其中根据视频信号Yin将系数“a”和“b”设置为不同值的方法中，其很难适于实时处理，而在对低频分量Ylpf1进行衰减的情况中，由于会出现DC电平转变的现象，所以必须对最终输出Yout再次进行换算(scale)，并且必须求出信号分量的最小值和最大值，从而其将无法实现实时处理。

由于不能对视频信号进行实时处理，所以其将无法均匀地增强视频信号的对比度。

因此，本发明的一个目的是提供一种视频信号对比度增强装置，其能够在一种用于增强视频信号低频分量的方法中，利用高频分量电平和低频分量电平来确定低频分量的增强系数，利用DC电平对所确定的系数进行补偿，获得低频分量，并根据低频分量的增强系数确定高频分量的增强系数。此外，其根据用户的控制信号给予高频分量的增强系数和低频分量的增强系数一偏移值，使得能够通过根据高频分量和低频分量的电平可变地放大或衰减视频信号的对比度来增强明暗比。

为了实现上述目的，本发明提供了一种视频信号对比度增强装置，其包括：代数变换单元，用于对输入视频信号进行代数变换；滤波单元，用于将代数变换后的视频信号分离为低频信号和高频信号；低频系数映射单元，用于根据用户的调节产生随滤波单元所输出的高频信号和低频信号的电平而变化的低频增强系数；高频系数映射单元，用于产生反比于(in reverse proportion to)低频增强系数的高频增强系数；第一乘法器，用于将低频信号乘以低频增强系数；低频信号处理补偿单元，用于接收低频系数映射单元的输出以及第一乘法器的输出，并对低频信号电平进行补偿；第二乘法器，用于将高频信号乘以高频增强系数；求和单元，用于对低频信号处理补偿单元的输出以及第二乘法器的输出进行求和；以及指数变换单元，用于对求和单元的输出进行指数变换。

接下来的说明中将阐明本发明另外的优点和特性。

从接下来参照只出于例示目的所给出的，而并不对本发明构成限制的附图所作的详细说明中，将会对本发明有更完整地理解，其中：

图1所示为常规的视频信号对比度增强装置的结构示意图；

图2所示为根据本发明第一实施例的视频信号对比度增强装置的示意图；

图3所示为根据本发明第二实施例的视频信号对比度增强装置的示意图；

图4所示为根据本发明第三实施例的视频信号对比度增强装置的示意图；

图5所示为根据本发明的视频信号对比度增强装置的方框图；

图6所示为根据本发明的基于积分视频信号的低频系数的变化，以及视频信号系数发生器上的用户控制信号的变化的示意图。

根据本发明的视频信号对比度增强装置包括：代数变换单元，用于对输入视频信号进行代数变换；滤波单元，用于将代数变换后的视频信号分离为低频信号和高频信号；低频系数映射单元，用于根据用户的调节产生随滤波单元输出的高频信号和低频信号的电平而变化的低频增强系数；高频系数映射单元，用于产生反比于低频增强系数的高频增强系数；第一乘法器，用于将低频信号乘以低频增强系数；低频信号处理补偿单元，用于接收低频系数映射单元的输出和第一乘法器的输出，并对低频信号电平进行补偿；第二乘法器，用于将高频信号乘以高频增强系数；求和单元，用于对低频信号处理补偿单元的输出以及第二乘法器的输出进行求和；以及指数变换单元，用于对求和单元的输出进行指数变换。上述结构被定义为本发明的第一特征。

本发明中，作为本发明第二特征，低频系数映射单元产生与输入信号高频分量的大小成正比的系数信号，并且该系数信号的大小随输入视频信号的低频分量电平变化而变化，并反比于输入信号的均值，利用用户的调节信号可以改变该系数的大小。

作为本发明的第三特征，可以利用输入视频信号范围的最小值和最大值，以及低频系数映射单元来确定低频放大映射单元。

作为本发明的第四特征，高频系数映射单元产生与低频系数映射单元成反比的信号，而该信号的大小由用户的调节信号来改变。

作为本发明的第五特征，可以从图象信号中检测出最小值，并针对图象信号通过减法器减去所检测的值，并被输入到代数变换单元中，随后利用求和单元对指数变换单元的输出和所检测出的最小值进行求和。

作为本发明的第六特征，系数映射单元的系数可以根据输入视频信号的均值来变化。

图2所示为根据本发明的视频信号对比度增强装置的示意图，其包括：代数变换单元110，用于对视频信号Yin进行代数变换；滤波单元120，用于对代数变换后的视频信号Ylog1进行滤波，并将其分离为低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1；低频系数映射单元130，用于产生其值随低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1的电平变化而变化的低频增强系数“a”；高频系数映射单元140，用于产生其值反比于由低频系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”的高频增强系数“b”；第一乘法器150，用于进行倍乘，以根据由低频系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”来增强(放大或衰减)由滤波单元120滤波所得的低频分量Ylpf1；第二乘法器160，用于进行倍乘，以根据由高频系数映射单元140所产生的高频增强系数“b”来增强由滤波单元120滤波所得的高频分量Yhpf1；低频放大补偿单元170，用于从由低频系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”的相对增强值1-a，和视频信号的中心值log(Ymed)中检测出DC电平补偿系数“c”，并对增强后的低频分量Ylpf2的DC电平进行补偿；求和单元180，用于对其DC电平已由低频放大补偿单元170进行过补偿的低频分量Ylpf3，以及由第二乘法器160进行增强所得的高频分量Yhpf2进行求和；以及指数变换单元190，用于对由求和单元180求和所得的信号Ylog2进行指数变换并输出所恢复的视频信号Yout。

低频系数映射单元130输出其值随低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1的电平变化而变化的低频增强系数“a”，可以通过用户控制信号Ui1来改变所输出的低频增强系数“a”的大小，以由此均匀地改变低频分量Ylpf1的幅值和电平。高频系数映射单元140输出反比于低频增强系数“a”的高频增强系数“b”，可以通过用户控制信号Ui2来改变高频增强系数“b”的大小，以由此均匀地改变高频分量Yhpf1的幅值和电平。

低频放大补偿单元170包括：低频放大映射单元170A，用于相对于由低频系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”的相对增强值1-a，利用视频信号范围的中心值log(Ymed)，来检测低频补偿系数“c”；第二求和单元170B，用于利用由低频放大映射单元170A所检测出的低频补偿系数“c”对由第一乘法器150所增强的低频分量Ylpf2的低频电平进行补偿。

图3所示为根据本发明另一种实施例的对比度增强装置的示意图。在本发明的此种实施例中，与图2所示的结构相比，其另外提供了：减法器101，用于将所输入的视频信号Yin减去某一电平；最小值检测器102，用于检测所输入视频信号Yin的最小值；第三求和单元191，用于对减法器101的减数(即最小值检测器102所输出的最小值)和其它值进行求和。

图4所示为根据本发明另一种实施例的对比度增强装置的示意图。在本发明的此种实施例中，与图3所示的结构相比，其另外提供了用于对输入视频信号Yin求均值的均值单元103。

图5所示为图2所示结构的详细方框图。代数变换单元110利用ROM来存储代数变换所得的数值，并输出其数据值与输入视频信号Yin的地址ADDR相对应的代数变换信号Ylog1，而滤波单元120包括：低通滤波器(LPF)120A，用于对代数变换后的视频信号Ylog1进行滤波并输出低频分量Ylpf1  以及第一减法器120B，用于从代数变换后的视频信号Ylog1中减去低频分量Ylpf1并输出高频分量。

此外，低频系数映射单元130包括：第一积分器130A，用于进行积分运算以检测出低频分量Ylpf1的电平；系数发生单元130B，用于产生低频系数“d”，其值根据积分后的低频分量Ylpf1的电平和基于用户控制信号Uil的偏移值而变化；高频大小(size)检测器130C，用于获得高频分量Yhpf1的绝对值，并检测出其大小Yhabs1；第二减法器130D，用于执行减法以检测出由高频大小检测器130C所检测出的高频分量Yhabs1的相对大小Yhabs2；第二积分器130E，用于进行积分运算以检测出由第二减法器130D求减所得的高频分量的电平；以及第三乘法器130F，用于将由第二积分器130E积分所得的高频分量电平Yhabs3与由系数生成单元130B所产生的低频系数“d”相乘，并产生低频增强系数“a”。

高频系数映射单元140包括：第三减法器140A，用于对从第三乘法器130F所输出的低频增强系数“a”及其最大变化范围进行求减；以及第四乘法器140B，对第三减法器140A的减法输出值和用户控制信号Ui2进行相乘，并产生高频增强系数“b”。

此外，指数变换单元190利用ROM存储指数变换所得的数据，搜索由求和单元180进行求和所得的信号Ylog2的地址ADDR，并输出与之相对应的数据作为指数变换所得的视频信号。

接下来将参照图2对本发明的操作进行说明。

输入视频信号Yin被输入到代数变换单元110中，并被变换为代数(log函数)，随后将代数变换所得的视频信号Ylog1输入到滤波单元120中，而滤波单元120则将所输入的视频信号分离为低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1。

此外，由滤波单元120分离所得的低频分量Ylpf1被输入到低频系数映射单元130和第一乘法器150中，而高频分量Yhpf1则被输入到系数映射单元130和第二乘法器160中。

随后，低频系数映射单元130产生根据低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1的电平而变化的低频增强系数“a”，并对输入到第一乘法器150中的低频分量Ylpf1进行增强，以由此输出增强低频分量Ylpf2。

低频系数映射单元130根据用户控制信号以偏移值来均匀地改变低频增强系数“a”的大小。

如果低频增强系数在a＞0，0.5≤a≤1.5的范围内，则当a＝1时，低频分量Ylpf1将不被增强，而当a＝1.5时，低频分量Ylpf1将被放大1.5倍，而当a＝0.5时，低频分量Ylpf1则将被衰减0.5倍。

由低频系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”被分别输入到高频系数映射单元140和低频放大补偿单元170中。

高频系数映射单元140产生与所输入的低频增强系数“a”成反比的高频增强系数“b”，并根据用户控制信号以偏移值来均匀地改变所产生的高频增强系数“b”。

由高频系数映射单元140所产生的高频增强系数“b”将增强输入到第二乘法器160中的高频分量Yhpf1，并能够根据用户控制信号Ui2来改变高频分量Yhpf2的电平和幅值。

这里，如果高频增强系数在b＞0，0.5≤b≤1.5的范围内，则当b＝1时，高频分量Yhpf1将不被增强，而当b＝1.5时，高频分量Yhpf1将被放大1.5倍，而当b＝0.5时，高频分量Yhpf1则将被衰减0.5倍。

由此所产生的低频增强系数“a”根据低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1将输入到第一乘法器150中的低频分量Ylpf1增强“a”倍，而由于高频增强系数“b”与低频增强系数“a”成反比，所以输入到第二乘法器160中的高频分量Yhpf1将被增强b倍。

此外，为了对低频分量Ylpf2的DC电平进行补偿，低频放大补偿单元170的低频放大映射单元170A检测出相对于所输入低频增强系数“a”的相对增强值1-a，并将所检测出的数值与视频信号范围的中心值log(Ymed)相乘，以由此产生低频放大补偿系数“c”。即，c＝(1-a)(log(Ymed))。

随后将利用低频放大补偿系数“c”对基于增强低频分量Ylpf2的DC电平转变进行补偿。

即，当低频增强系数“a”为1时，由于低频分量Ylpf1未被增强，所以低频放大补偿系数“c”为0，而如果低频增强系数“a”大于1，则相对增强值1-a为负数，所以由DC电平补偿系数“c”所放大的低频分量Ylpf2的DC电平将减小。而如果低频增强系数“a”小于1，则相对增强值1-a为正数，所以由DC电平补偿系数“c”所放大的低频分量Ylpf2的DC电平将增大。

因此，由低频放大补偿单元170所检测出的DC电平补偿系数“c”最后将对由第一乘法器150所增强的低频分量Ylpf2的DC电平进行补偿。随后将补偿所得的低频分量Ylpf3输入到第一求和单元180中。

求和单元180对从低频放大补偿单元170输出的低频分量Ylpf3和由第二乘法器160所增强的高频分量Yhpf2进行求和，而随后指数变换单元190将对求和所得的信号Ylog2进行指数变换。

图3所示为根据本发明的对比度增强装置的另一种实施例。在本发明的此种实施例中，将检测所输入的视频信号的最小值并利用减法器从视频信号中减去该最小值，并将所得数值输入到代数变换单元中。最后再利用求和单元对指数变换单元的输出与所检测出的最小值进行求和。与图2所示结构相同元件的说明将被省略。

最小值检测器102检测输入视频信号Yin的最小值，并将所检测出的最小值传送给减法器101。减法器101从输入视频信号Yin中减去由最小值检测器102所检测出的最小值，并将其输出信号Yclp传送给代数变换单元110。此外，该最小值还将被传送给求和单元191，由其对指数变换单元190的输出信号Yexp和该最小值进行求和，以由此输出复原的视频信号Yout。

此外，假设视频信号范围的最大值为Ymax，得到公式c＝(1-a)log(Ymax)。此时，由于与输入视频信号Yin相连的减法器101所减去的视频信号最小值为“0”，所以“c”的大小将不受影响。

图4所示为根据本发明的对比度增强装置的另一种实施例。如图所示，除图3所示结构之外，其另外提供了低频处理电平调节单元230，用于对输入视频信号进行分析并对低频系数映射单元的输出电平进行调节。

低频处理电平调节单元230输出调节系数“a”，其是通过根据平均信号对来自低频系数映射单元130的调节系数Ya的电平进行调节，通过加减与均值电平相对应的某个电平，通过计算输入视频信号的均值来获得的。即，当均值较大时，数值“a”将减小，而当均值较小时，数值“a”将增大，从而使其能够对应于均值自适应地调节数值“a”的大小。

代数变换单元110对输入视频信号Yin进行代数变换而产生信号Ylog1，并将所产生的信号输出给滤波单元120。代数变换单元110将代数变换所得数值存储到ROM中，当把减法器101的输出信号Yclip加载到ROM的某个地址上时，其将根据ROM的数据输出通过代数变换所得的信号Ylog1。滤波单元120输出低频分量Ylpf1和通过从代数变换所得的信号Ylog1中减去低频分量Ylpf1所得的高频分量Yhpf1。

从滤波单元输出的低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1被加载到低频系数映射单元130上。如图5所示，在低频系数映射单元中，为了在各信号分量中检测出高频分量的总量，需利用ABS单元130C和相对检测器130D来计算数值1-Yhabs1。当输出数值Yhabs2时，积分器130E将求出积分值，以由此输出数值Yhabs3。

此外，为了检测低频分量的总量，将输出利用积分器130A对低频分量Ylpf1求积分所得的信号Ylpf1。用户控制信号Ui1和积分所得信号Ylpf1被输入到系数生成器130B中，从而输出信号“d”。从系数生成器130B中所输出的系数“d”和用户控制信号Ui1与积分信号Ylpf1之间的关系如图6所示。

利用乘法器将积分器130E的输出信号Yhabs3以及从系数生成器130B输出的系数“d”变为一个信号Ya。在低频处理电平调节单元230中，均值单元103计算输入视频信号的均值，而代数变换单元130G则对均值单元103的输出信号Yavg进行代数变换。将代数变换单元的输出Ylogavg加载到电平移位器130H上，从而输出电平移位的信号Ylavgs。

从信号Ya中减去电平移位信号Ylavgs，以由此获得低频增强系数“a”。

图5所示为图2所示电路的详细结构示意图。

为实现实时处理，代数变换单元110利用ROM来存储代数变换所得的数值。当视频信号Yin被加载到ROM的地址ADDR上时，其将搜索出对应数据并作为代数变换视频信号Ylog1来进行输出。

此外，滤波单元120利用低通滤波器(LPF)120A对代数变换视频信号Ylog1进行滤波，并输出低频分量Ylpf1，并利用第一减法器120B从代数变换视频信号Ylog1中减去滤波所得的低频分量Ylpf1，以由此输出高频分量Yhpf1。

将分离所得的低频分量Ylpf1输入到系数映射单元130和第一乘法器150中，而高频分量Yhpf1则被输入到系数映射单元130和第二乘法器160中。

系数映射单元130检测低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1的电平，并输出低频增强系数“a”。系数映射单元130的第一积分器130A对低频分量Ylpf1进行积分而检测出其电平，并将其输出给系数生成器130B。系数生成器130B根据积分低频分量Ylpf1的电平输出低频系数“d”。

此时，系数生成器130B如图6所示根据用户控制信号Ui1以偏移值来改变低频系数“d”的大小。

即，如图6所示，从系数生成器130B输出的低频系数“d”的最小值点位于积分低频分量Ylpf1的阈值处，而当积分低频分量Ylpf1大于或小于阈值Th时则其具有较大的数值。可以利用根据用户控制信号Ui1以偏移值来均匀地改变低频系数“d”的大小。

此时，系数生成器130B利用图6所示根据用户控制信号Ui1以偏移值来改变低频系数“d”。

即，如图6所示，从系数生成器130B输出的低频系数“d”的最小值点位于积分低频分量Ylpf1的阈值处，而当Ylpf1相对大于或小于阈值Th时，根据用户控制信号Ui1以偏移值可以均匀地改变低频系数“d”的大小。

接收高频分量Yhpf1的高频大小检测器130C得到高频分量Yhpf1的绝对值|Yhpf1|并检测出其大小Yhabs1，利用第二减法器130D执行(1-Yhabs1)运算，以由此检测出相对大小Yhabs2。利用第二积分器130E对求减所得的数值进行积分，并检测出高频分量Yhpfl的相对电平Yhabs3。

乘法器130F将低频系数“d”的相对电平乘以高频分量Yhpf1的相对电平，并将其作为低频增强系数“a”输出到第一乘法器中，从而将低频分量Ylpf1增强(放大或衰减)“a”倍，其中可以根据低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1的电平来改变系数“a”的大小。

接收低频增强系数“a”的高频系数映射单元140的第三减法器从低频增强系数“a”的最大变化范围(2∶0.5≤a≤1.5)中减去低频增强系数“a”，而乘法器140B将其乘以根据用户控制信号的偏移值，并输出高频增强系数“b”。

即，其是根据低频增强系数“a”和与低频增强系数“a”成反比的高频增强系数“b”并利用公式“2-a”来执行减法的，其中可以根据用户控制信号Ui2以偏移值来改变高频增强系数“b”的大小，从而可以改变增强高频分量Yhpf2的电平和幅值。

高频增强系数“b”将增强输入到第二乘法器160中的高频分量，而增强后的高频分量Yhpf2则被输入到第一求和单元180中。

此外，通过第一乘法器150将低频分量Ylpf2增强了系数映射单元130所产生的低频增强系数“a”倍后，并将其以低频分量Ylpf3的形式(其中低频放大补偿单元170利用相对增强值对低频电平进行了补偿)输入到第一求和单元180中。即，当低频分量Ylpf1通过第一乘法器150时所求出的低频幅值最大值，与视频信号的最大值之间的差值由第二求和单元170B进行补偿。

第一求和单元180向指数变换单元190输出其低频分量Ylpf3由低频放大补偿单元170进行低频补偿，而其高频分量Yhpf2则由第二乘法器160进行增强所得的信号Ylog2。

指数变换单元190利用ROM来存储要进行指数变换的值，以能够对代数变换所得视频信号进行实时处理，并在代数变换所得视频信号Ylog2被加载到ROM的地址ADDR上时搜索对应的数据，并将所搜索到的数据作为指数变换所得的视频信号Yout进行输出。

因此，为了增强滤波后的低频分量，其将确定随高频分量Yhpf1和低频分量Ylpf1变化而变化的低频增强系数“a”，同时还将根据所确定的系数“a”确定与之成反比的高频增强系数“b”。

为了防止增强后的低频分量Ylpf1出现转变(transition)现象，将利用相对于低频增强系数“a”的相对增强值1-a和视频信号的中心值log(Ymed)的低频电平补偿系数“c”，对最终滤波所得的低频分量Ylpf2的低频电平进行补偿。

此外，为了防止低频分量Ylpf1和高频分量Yhpf1发生饱和现象，可以利用用户控制信号Ui1和Ui2来改变其电平和幅值。

尽管上文中出于例示的目的对本发明的优选实施例进行了说明，但本领域的技术人员所应理解的是，在不背离附加权利要求中所阐明的本发明的范围和精神的条件下，可以对本发明进行多种形式的修改、添加和替换。

Claims (15)

1.一种视频信号对比度增强装置，包括：

代数变换器，用于对输入视频信号进行代数变换；

滤波器，用于将代数变换后的视频信号分离为低频信号和高频信号；

低频系数映射单元，用于根据用户的调节产生随滤波单元输出的高频信号和低频信号的电平而变化的低频增强系数；

高频系数映射单元，用于产生与低频增强系数成反比的高频增强系数；

第一乘法器，用于将低频信号乘以低频增强系数；

低频信号处理补偿单元，用于接收低频系数映射单元的输出和第一乘法器的输出，并对低频分量电平进行补偿；

第二乘法器，用于将高频信号乘以高频增强系数；

加法器，用于对低频信号处理补偿单元的输出和第二乘法器的输出进行求和；以及

指数变换器，用于对求和单元的输出进行指数变换。

2.一种视频信号对比度增强装置，包括：

代数变换器，用于对输入视频信号进行代数变换；

滤波器，用于将代数变换后的视频信号分离为低频分量和高频分量；

低频信号处理单元，用于增强滤波单元的低频输出；

高频信号处理单元，用于增强滤波单元的高频输出；

低频信号处理补偿单元，用于对低频信号处理单元的输出进行补偿；

加法器，用于对由低频信号处理补偿单元补偿所得的低频信号和高频信号进行求和；以及

指数变换器，用于对求和单元的求和信号进行指数变换。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述低频信号处理单元包括：

低频系数映射单元，用于产生随高频分量和低频分量的电平变化而变化的低频增强系数，并对低频分量进行增强；以及

乘法器，用于将从滤波单元输出的低频分量与来自低频系数映射单元的输出相乘。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述高频信号处理单元包括：

高频系数映射单元，用于产生与低频增强系数成反比的高频增强系数，并对高频分量进行增强；以及

乘法器，用于将来自滤波单元的高频分量与高频系数映射单元的输出相乘。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述低频信号处理补偿单元包括：

低频放大映射单元，用于从由低频分量增强单元所产生的低频增强系数和视频信号范围的中心值中，检测出低频电平补偿系数；以及

加法器，用于对放大后的低频分量进行求和。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述低频信号处理补偿单元包括：

低频放大映射单元，用于从由低频分量增强单元所产生的低频增强系数的相对增强值和视频信号范围的中心值中，检测出低频电平补偿系数；以及

求和单元，用于对放大后的低频分量进行求和。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述低频系数映射单元包括：

第一积分器，用于进行积分以检测出滤波低频分量的电平；

系数发生单元，用于根据积分低频分量的电平以及用户控制信号产生低频系数；

高频大小检测单元，用于获得滤波高频分量的绝对值并检测出其大小；

减法器，用于执行减法以检测出与高频大小检测单元所检测出的高频分量的大小有关的电平；

第二积分器，用于执行积分以检测出由减法器所求减的高频分量的电平；以及

乘法器，用于将第二积分器的检测电平与由系数发生单元所产生的低频系数相乘，以由此产生低频增强系数。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述高频系数映射单元包括：

减法器，用于将从低频系数映射单元输出的低频增强系数的最大可变范围减去低频增强系数，以检测出反比于低频增强系数的高频增强系数；以及

乘法器，用于将减法器所得数值与用户控制信号相乘而产生高频增强系数。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于其可以利用根据用户控制信号以偏移值来均匀地改变由低频系数映射单元所产生的低频增强系数和由高频系数映射单元所产生的高频增强系数的大小，以由此改变低频分量和高频分量的幅值和电平。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于低频增强系数和高频增强系数非线性并成反比关系。

11.一种视频信号对比度增强装置，包括：

最小值检测单元，用于检测输入视频信号的最小值；

减法器，用于从输入视频信号中减去由最小值检测单元所检测出的最小值；

视频信号增强处理单元，用于对输入视频信号进行增强；以及

加法器，用于对视频信号增强处理单元的输出和最小值进行求和。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于所述视频信号增强处理单元包括同态滤波器。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于所述视频信号增强处理单元包括：

代数变换器，用于对输入视频信号进行代数变换；

滤波器，用于根据带宽对输入视频信号进行滤波；

带宽处理单元，用于根据带宽来对滤波单元的输出进行检测；

加法器，用于对带宽处理单元的输出进行求和；以及

指数变换单元，用于对求和单元的输出信号进行指数变换。

14.一种视频信号对比度增强装置，包括

代数变换器，用于对输入的视频信号进行代数变换；

滤波器，用于将代数变换后的视频信号分离为低频分量和高频分量；

低频信号处理单元，用于增强滤波单元的低频输出；

高频信号处理单元，用于增强滤波单元的高频输出；

低频信号处理电平调节单元，用于对输入视频信号进行分析以及调节低频信号处理单元的输出电平；

低频信号处理补偿单元，用于对低频信号处理单元的输出进行补偿；

加法器，用于对由低频信号处理补偿单元补偿所得的低频信号和高频信号进行求和；以及

指数变换器，用于对求和单元的求和信号进行指数变换。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于所述低频信号处理电平调节单元包括均值单元，代数变换单元，电平移位器和求和单元。

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