TW201419855A - 提高影像可讀性的電子裝置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置包括：光感測器、演算引擎、調整引擎以及顯示器。光感測器用以偵測電子裝置的周圍亮度。演算引擎耦接至光感測器，用以根據周圍亮度來決定至少一調整函數。調整引擎耦接至演算引擎，用以根據至少一調整函數來調整影像的每一畫素的亮度分量，藉以提高該影像的亮度和/或對比度。顯示器耦接至調整引擎，用以顯示調整後的影像。

Description

提高影像可讀性的電子裝置及其方法
本揭露是有關於一種電子裝置所顯示的影像，且特別是有關於一種提高影像可讀性的電子裝置及其方法。
以智慧型手機或平板電腦等行動電子裝置而言，顯示畫面是主要元件。因此，改善影像的品質是顯示器產業致力發展的主要項目之一。
然而，當處於戶外且特別是有陽光的環境下，由於顯示器受到本身亮度的限制，容易造成影像的淡化而限制了行動電子裝置的用途。
本揭露提供一種可在明亮的環境下提高影像可讀性的電子裝置及其方法。
本揭露提出一種電子裝置，包括光感測器、演算引擎、調整引擎以及顯示器。光感測器用以偵測電子裝置的周圍亮度。 演算引擎耦接至光感測器，用以根據周圍亮度來決定至少一調整函數。調整引擎耦接至演算引擎，用以根據至少一調整函數來調整影像的每一畫素的亮度分量，藉以提高該影像的亮度和/或對比度。顯示器耦接至調整引擎，用以顯示調整後的影像。
本揭露提出一種提高影像可讀性的方法，此方法包括：根據電子裝置的光感測器來偵測電子裝置的周圍亮度；根據周圍亮度來決定至少一調整函數；根據至少一調整函數來調整影像的每一畫素的亮度分量，藉以提高影像的亮度和/或對比度；於電子裝置上顯示調整後的影像。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、300‧‧‧電子裝置
120‧‧‧光感測器
130‧‧‧分佈圖引擎
140‧‧‧演算引擎
160‧‧‧調整引擎
180‧‧‧顯示器
210~240‧‧‧提高影像可讀性的方法流程
510、520‧‧‧兩個部份
610、620、920、1110、1120、1130‧‧‧調整函數的曲線
710、720‧‧‧兩個部份
810、820、1010‧‧‧分佈圖
1021~1023‧‧‧組別
圖1繪示依據本揭露的一實施例的電子裝置的示意圖。
圖2繪示依據本揭露的一實施例的一種提高影像可讀性的方法流程圖。
圖3繪示依據本揭露的另一實施例的電子裝置的示意圖。
圖4繪示依據本揭露的另一實施例的一種提高影像可讀性的方法流程圖。
圖5繪示依據本揭露的一實施例的影像的分佈圖。
圖6繪示依據本揭露的一實施例的調整函數的曲線示意圖。
圖7繪示依據本揭露的一實施例的影像的分佈圖。
圖8繪示依據本揭露的一實施例的調整前的影像的分佈圖以及調整後的影像的分佈圖。
圖9繪示依據本揭露的一實施例的調整函數的曲線示意圖
圖10繪示依據本揭露的一實施例的影像的分佈圖。
圖11繪示依據本揭露的一實施例中針對一影像所採用的一些調整函數的曲線示意圖。
本揭露的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。
圖1繪示依據本揭露的一實施例的電子裝置100的示意圖。電子裝置100包括光感測器120、演算引擎140、調整引擎160以及顯示器180，其中演算引擎140耦接至光感測器120，調整引擎160耦接至演算引擎140，顯示器180耦接至調整引擎160。圖2繪示依據本揭露的一實施例的一種提高影像可讀性的方法流程圖。圖2的方法可以電子裝置100來實現。
首先，於步驟210中，光感測器120偵測電子裝置100的周圍亮度。接著，於步驟220中，演算引擎140根據周圍亮度來決定至少一調整函數。於步驟230中，調整引擎160根據上述至少一調整函數來調整影像中的每一畫素的亮度分量，藉以提高 影像的亮度及/或對比度。在此，上述影像可以是電子裝置100的靜態圖片、動態視訊的畫面或是圖形使用者介面(graphical user interface,GUI)。調整引擎160即可將影像中的每一畫素的亮度分量代入調整函數以取代原本每一畫素的亮度分量，並且將此調整函數輸出。最後，於步驟240中，顯示器180顯示已由調整引擎160調整後的影像。
演算引擎140可藉由光感測器120的輸出結果得知周圍環境的亮度強度，因此光感測器120可視為調整影像的板機(trigger)。舉例而言，當周圍亮度低於一個預設強度時，演算引擎140會輸出一個閒置調整函數至調整引擎160。閒置調整函數在此定義為一個輸入值等於輸出值的函數，也就是說調整引擎160不需要執行任何的調整。換句話說，對於影像的任一畫素A而言，LA'等於LA，其中LA表示畫素A在調整前的亮度分量，而LA'表示畫素A在調整後的亮度分量。
當周圍亮度大於或等於上述預設強度時，演算引擎140會輸出至少一非閒置函數至調整引擎160，以提高影像的亮度和/或對比度。演算引擎140可以僅決定一個調整函數至調整引擎160，使調整引擎160可以根據此調整函數來調整影像的所有畫素。另一方面，演算引擎140亦可以決定多個調整函數至調整引擎160，使調整引擎可以根據這些調整函數其中之一來調整影像的所有畫素。
調整引擎160僅針對每一畫素的亮度分量進行調整。例 如當影像以YCbCr等具有亮度分量的色域(color space)呈現時，調整引擎160可直接對影像中的每一畫素進行調整。例如當影像以RGB等不具有亮度分量的色域呈現時，對於影像的每一畫素，調整引擎160可先將該畫素自原有的色域轉換成具有亮度分量的色域，根據演算引擎140所決定的至少一調整函數來調整該畫素的亮度分量，再將該畫素轉換回原有的色域。
演算引擎140可以查詢表的型式提供每一上述調整函數至調整引擎160，其中調整引擎160是以查詢表的型式使用每一上述調整函數。
圖3繪示依據本揭露的一實施例的電子裝置300的示意圖。電子裝置300包括光感測器120、分佈圖引擎130、演算引擎140、調整引擎160以及顯示器180，其中調整引擎160耦接至顯示器180，演算引擎140耦接至光感測器120、分佈圖引擎130以及調整引擎160。在此，光感測器120、調整引擎160以及顯示器180與電子裝置100內相同符號的元件相同。圖4繪示依據本揭露的一實施例的一種提高影像可讀性的方法流程圖。圖4的方法可以電子裝置300來實現。圖4中的步驟210、230以及240與圖2中相同符號的步驟相同。於步驟215中，分佈圖引擎130產生影像的每一畫素的亮度分量的分佈圖(histogram)。於步驟225中，演算引擎140根據分佈圖引擎130所產生的分佈圖以及光感測器120所偵測的周圍亮度來決定至少一調整函數。
演算引擎140可根據分佈圖分別針對多個類型其中的每 一類型決定不同的調整函數，並根據分佈圖將影像分類至上述類型其中之一。調整引擎160可根據影像的類型所對應的調整函數來對影像的所有畫素進行調整。
以下將針對黑白文字以及彩圖兩種類型的影像進行說明。圖5繪示依據本揭露的一實施例的黑白文字類型的影像的分佈圖。其中，分佈圖的橫軸代表影像的畫素的亮度分量的數值，而分佈圖的縱軸代表每一亮度值的畫素數量。圖5的影像的分佈圖可包括兩個部份510以及520，其中510的部份代表黑色文字的分佈圖，而520的部份代表白色背景的分佈圖。
圖6繪示本實施例所採用的調整函數的曲線示意圖。其中，曲線610即為前述的閒置調整函數，也就是其輸入值等於其輸出值；曲線620為本實施例的演算引擎140所決定且被調整引擎160所採用的調整函數。圖6中的橫軸代表影像的畫素的亮度分量尚未經過調整引擎160調整的數值，而圖6中的縱軸代表影像的畫素的亮度分量已經過調整引擎160調整後的數值。
如圖6所示，對應於黑白文字類型的調整函數620抑制住較暗的畫素的亮度分量而提升較亮的畫素的亮度分量。也就是說，調整函數620提高了此影像的對比度。圖7繪示影像已經過調整引擎160調整後的分佈圖。其中，710以及720兩部份的間隔大於510以及520兩部份的間隔，也就是說在經過調整後，影像的對比度也因而改善。因此，此影像在明亮的環境下具有較高的可讀性。
以下再舉一例。圖8繪示依據本揭露的一實施例的調整前的彩圖類型的影像的分佈圖810以及同一影像在調整後的分佈圖820。圖9繪示本實施例中演算引擎140所決定且被調整引擎160所採用的調整函數的曲線920示意圖。相較於閒置調整函數610，對應於彩圖類型的調整函數920提高了此影像的畫素的亮度分量。因此，此影像在明亮的環境下具有較高的可讀性。
在本揭露的一實施例中，演算引擎140可根據影像的分佈圖將影像的畫素分成多個不同組別，並且針對每一組別決定不同的調整函數。對於每一組別，調整引擎160可根據該組別所對應的調整函數以調整該組別的所有畫素。
舉例而言，圖10繪示依據本揭露的一實施例的影像的分佈圖1010。演算引擎140可將影像的畫素分為三個組別1021-1023，其中組別1021包括最暗的畫素，組別1023包括最亮的畫素，而組別1022包括中等亮度的畫素。演算引擎140可決定三個不同的調整函數，並且調整引擎160將每一調整函數分別用於組別1021-1023其中之一。相較於對應於最暗的畫素的調整函數，對應於最暗的畫素的調整函數可提供更多的調整。基於此，調整引擎160可在明亮的環境下，藉由提高影像中暗區的亮度而提高影像的可讀性。
在本揭露的一實施例中，演算引擎140可提供一個或多個調整函數，相較於影像的較亮的畫素，影像的較暗的畫素得以獲得更多的調整。也就是說，對於影像中的任何兩個畫素A以及 B而言，當LA小於LB時，|LA'-LA|大於或等於|LB'-LB|，其中| |表示絕對值的運算，LA表示畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示畫素A在調整後的亮度分量，LB表示畫素B在調整前的亮度分量，而LB'表示畫素B在調整後的亮度分量。
在本揭露的一實施例中，演算引擎140可根據光感測器120所偵測的周圍環境的亮度來提供一個或多個調整函數，使得對於影像中的任一畫素A而言，|LA'-LA|會與周圍亮度的強度成正比。其中，| |代表絕對值的運算，LA表示畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示畫素A在調整後的亮度分量。也就是說，當周圍環境越亮，影像的畫素會獲得越多的調整。
舉例而言，圖11繪示依據本揭露的一實施例中演算引擎140針對一個影像所決定的三個調整函數的曲線1110、1120以及1130示意圖。當周圍亮度為預設強度L1時，調整引擎160可採用調整函數1110以調整影像的畫素的亮度分量。當周圍亮度增加至高於L1的另一預設強度L2時，調整引擎160可採用調整函數1120以調整影像的畫素的亮度分量。當周圍亮度增加至高於L2的另一預設強度L3時，調整引擎160可採用調整函數1130以調整影像的畫素的亮度分量。
前述的實施例提供本揭露一些基本的例子，然而其並非用以限定本揭露。由於在影像處理的領域中，已存在許多可提升影像亮度和/或對比度的技術，演算引擎140可根據影像處理的領域中任一現有的技術或其組合來提供至少一調整函數給調整引擎 160。
綜上所述，本揭露結合光感測器以及影像強化，在例如戶外的明亮環境中，得以改善電子裝置所顯示的影像的可讀性。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電子裝置
120‧‧‧光感測器
140‧‧‧演算引擎
160‧‧‧調整引擎
180‧‧‧顯示器

Claims (24)

  1. 一種電子裝置，包括：一光感測器，用以偵測該電子裝置的一周圍亮度；一演算引擎，耦接至該光感測器，用以根據該周圍亮度來決定至少一調整函數；一調整引擎，耦接至該演算引擎，用以根據該至少一調整函數來調整一影像的每一畫素的亮度分量，藉以提高該影像的亮度和/或對比度；以及一顯示器，耦接至該調整引擎，用以顯示調整後的該影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該調整引擎根據相同的該調整函數來調整該影像的每一上述畫素。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該演算引擎決定多個調整函數，該調整引擎根據該些調整函數其中之一來調整該影像的每一上述畫素。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中對於該影像的任何兩個畫素A以及B而言，當LA小於LB時，|LA'-LA|大於或等於|LB'-LB|，其中| |表示絕對值的運算，LA表示該畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示該畫素A在調整後的亮度分量，LB表示該畫素B在調整前的亮度分量，LB'表示該畫素B在調整後的亮度分量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中對於該影像的任一畫素A而言，當該周圍亮度低於一預設強度時，LA'等於 LA，其中LA表示該畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示該畫素A在調整後的亮度分量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中對於該影像的任一畫素A而言，|LA'-LA|與該周圍亮度的強度成正比，其中| |表示絕對值的運算，LA表示畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示畫素A在調整後的亮度分量。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，更包括：一分佈圖引擎，耦接至該演算引擎，用以產生該影像的該些畫素的亮度分量的一分佈圖，其中該演算引擎根據該分佈圖以及該周圍亮度來決定該至少一調整函數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該演算引擎根據該分佈圖將該影像的該些畫素分成多個組別，並且分別針對每一上述組別決定不同的一調整函數，對於每一上述組別，該調整引擎根據該組別所對應的該調整函數以調整該組別的所有該些畫素。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該演算引擎分別針對多個類型其中的每一類型決定不同的一調整函數，並且根據該分佈圖將該影像分類至該些類型其中之一，該調整引擎根據該影像的該類型所對應的該調整函數以調整該影像的所有該些畫素。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中對於該影像的每一上述畫素而言，該調整引擎將該畫素自一第一色域轉換 至一第二色域，並且根據該至少一函數調整該畫素的亮度分量，再將該畫素轉換回該第一色域，其中該第一色域不具有亮度分量，該第二色域具有亮度分量。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該演算引擎以一查詢表的型式提供每一上述調整函數至該調整引擎。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該影像為該電子裝置的一靜態圖片、一動態視訊的畫面或是一圖形使用者介面(graphical user interface,GUI)。
  13. 一種可提高一影像的可讀性的方法，包括：根據一電子裝置的一光感測器來偵測該電子裝置的一周圍亮度；根據該周圍亮度來決定至少一調整函數；根據該至少一調整函數來調整該影像的每一畫素的亮度分量，藉以提高該影像的亮度和/或對比度；以及於該電子裝置上顯示調整後的該影像。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中調整該影像的每一上述畫素的亮度分量的步驟包括：根據相同的該調整函數來調整該影像的每一上述畫素。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中調整該影像的每一上述畫素的亮度分量的步驟包括：決定多個調整函數；以及根據該些調整函數其中之一來調整該影像的每一上述畫素。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中對於該影像的任何兩個畫素A以及B而言，當LA小於LB時，|LA'-LA|大於或等於|LB'-LB|，其中| |表示絕對值的運算，LA表示該畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示該畫素A在調整後的亮度分量，LB表示該畫素B在調整前的亮度分量，LB'表示該畫素B在調整後的亮度分量。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中對於該影像的任一畫素A而言，當該周圍亮度低於一預設強度時，LA'等於LA，其中LA表示該畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示該畫素A在調整後的亮度分量。
  18. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中對於該影像的任一畫素A而言，|LA'-LA|與該周圍亮度的強度成正比，其中| |表示絕對值的運算，LA表示該畫素A在調整前的亮度分量，LA'表示該畫素A在調整後的亮度分量。
  19. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中決定該至少一調整函數的步驟包括：產生該影像的該些畫素的亮度分量的一分佈圖；以及根據該分佈圖以及該周圍亮度來決定該至少一調整函數。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，更包括：根據該分佈圖將該影像的該些畫素分成多個組別；分別針對每一上述組別決定不同的一調整函數；以及對於每一上述組別，根據該組別所對應的該調整函數以調整該組別的所有該些畫素。
  21. 如申請專利範圍第19項所述的方法，更包括：分別針對多個類型其中的每一類型決定不同的一調整函數；根據該分佈圖將該影像分類至該些類型其中之一；以及根據該影像的該類型所對應的該調整函數以調整該影像的所有該些畫素。
  22. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中對於該影像的每一上述畫素而言，調整該影像的每一上述畫素的亮度分量的步驟包括：將該畫素自一第一色域轉換至一第二色域；根據該至少一函數調整該畫素的亮度分量；以及將該畫素轉換回該第一色域，其中該第一色域不具有亮度分量，該第二色域具有亮度分量。
  23. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中每一上述調整函數是以一查詢表的型式被使用。
  24. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該影像為該電子裝置的一靜態圖片、一動態視訊的畫面或是一圖形使用者介面(graphical user interface,GUI)。
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