TWI268104B - Apparatus and method for processing images - Google Patents

Description

1268104 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種用於處理數位影像以增強影像對比度 之裝置及方法。 【先前技術】 積體電路，包括晶粒，例如成像器晶粒（例如，電荷耦 合器件（CCD)與互補金氧半導體（CM〇s)晶粒）通常係用於 影像重製應用中。 成像器晶粒，例如CMOS成像器晶粒，通常在一單一晶 片上的一像素陣列中包含數千個像素。像素將光轉換成一 電氣#號’可接著儲存該電氣信號並可藉由一電裝置（例 如，處理器）再呼叫該電氣信號。可再呼叫所儲存的該等 電氣"ie號以在（例如）電腦榮幕或可列印媒體上產生一影 像。 範例性的CMOS成像電路、其處理步驟以及成像電路之 各種CMOS元件之功能之詳細說明已在（例如）美國專利第 6，140,630 號、第 6,376,868 號、第 6,310,366 號、第 6,326,652 號、第 6,204,524 號、第 6,333,205 號中進行說 明，此等專利中的每一個係讓渡給美光技術（Micr〇n Technology)公司。藉此以引用方式將前述專利中的每一個 的揭示内容全部併入。 圖1說明一成像器晶粒10之方塊圖，其具有一 CMOS成像 器器件8。該CMOS成像器器件具有一像素陣列14，其包含 於一預定數目的行與列中所配置的複數個像素。藉由一列 104521.doc 1268104 選擇線同時開啟像素陣列14中每一 個別的行選擇線選擇性輸出每一行之像::::二= 素陣列Μ提供複數個列與行線。藉由一列驅動器··= = /列位址解碼器2來依順序選擇性驅動該等列線 :行驅動器3回應於—行位址解碼器4來依每_列驅動: 選擇性驅動該等行線。藉由控制電路5來操作該⑽ =器件8,該控制電路5控制位址解碼器2、4用於為像辛 項出選擇合適的列與行線且控制列與行驅動器電路卜3用 於施加驅動電壓於該等被選定列與行線之驅動電晶體。 从像素輸出信號通常包括一像素重置信號I(其係在一電 4了儲存即點重置時’從該電荷儲存節點獲得）與一像素影 像信號Vsig(其係在將一影像所產生的電荷傳送至該節點之 後:從該儲存節點獲得）。藉由一取樣與保持電心來讀取 ^等vrst與Vsig信號且藉由一差動放大器7來進行減法運 算’該差動放大器7為每一像素單元產生一差信… 、)’其表示照射在該等像素上的光數量。藉由一類比至 數^轉換器9使此信號差數位化。接著將已數位化的像素 差信號饋送給-影像處理器η以形成-數位影像。此外， 士圖1所不，亦可在一單一半導體晶片上包括該CMOS成像 器器件8以形成該成像器晶粒10。該成像器晶粒10可包含 於許多影像重製應用中’其包括但不限於照相機、個人數 位助理（PDA)、掃描n、傳真機及複印機。 使用者經常希望看到影像重製應用（例如，一照片）中的 影像對比度明顯。此類影像在視覺上令人喜歡，因為看起 104521.doc 1268104 來生動、清晰且可看到許多鈿μ 夕細即。所熟知的用於改善 度的方法包括修改傳送函數（「 . _ 、匕 方圖等化及放大耀度成分。每一 直 母方法具有自己的缺點，可 能導致差的影像品質。 」 因此’需要處理影像以增加影像對比度，但不負 影像的視覺品質。 玲 【發明内容】

本發明係關於-種用於處理影像之方法及裝置。明確丄 之，該方法之-範例性具體實施例包含··將—影像輸入^ -產生像素輸iUt號之像素㈣巾；在該等像素輸出信號 上執行一影像邊緣偵測常式，其偵測定義一影像邊緣之像 素；基於該等邊緣定義像素之發光強度值而將該等邊緣定 義像素分組成複數個預定區域；使用該分組來定義該等邊 緣定義像素之一發光強度值範圍上之一非線性變換函數操 作；將該非線性變換函數應用於發光強度值；及使用已應 用該非線性變換函數之該等邊緣定義像素來由該輸入影像 產生一增強影像。該裝置之一範例性具體實施例包含一執 行上述該方法之程式化處理器。 【實施方式】 在下文之詳細說明中，將參考構成其一部份的附圖，其 中藉由圖解顯示可實施本發明的特定具體實施例。這些具 體實施例的說明已充分詳細能使熟習技術人士實踐本發 明，且必須瞭解也可以利用其他具體實施例，並可以完成 結構、邏輯及電方面的變化而不致背離本發明的精神與範 104521.doc 1268104 ' 嘴。所描述的處理步驟之進藉兔士炊 :I·但是，該等步驟之順月之具體實施例的範 : ^〜 1序並不限於此處所揭示者，其如 - 本技術所知地可以改變，w τ , /、 _步驟之外。 “除了-些必須以某個順序發生的 ;現在參考圖式’其中相同的參考數字表示相同元件。圖 2戒明-種用於處理—數位影像以增強影像對比度之方法 300之範例性具體實施例。可藉由—影像處理器（例如，影 •像處理器11(圖υ)或其他處理器(例如，成像器晶粒10外部 之處理器)來執行方法300 ’該等處理器係程式化以執行以 下步驟：輸人-影像（步驟31G)、執行—邊緣偵測常式（步 驟315)、基於每一邊緣定義像素之耀度值而將邊緣定義像 素分組成複數個預定群組（步驟32〇)、基於邊緣定義像素之 最初的耀度值而將-非線性函數應用於每一邊緣定義像素 之耀度值（步驟355)及輸出一影像（步驟365)。以下進一步 詳細說明方法3〇〇之步驟。 春方法300之第-步驟31〇之一具體實施例包含透過一像素 陣列（例如，像素陣列14(圖υ)之像素來輸入一輸入影像 41〇(圖4)。-旦輸入該等輸入影像，就依據本發明之一範 例性具體實施例來執行-邊緣摘測常式（步驟川）。輸入影 : 像之邊緣表示存在明亮/灰暗對比的影像區域。 - 除了如此項技術中所熟知Μ貞測水平與垂直邊緣之外， 邊緣價測常式亦辨識45與135度邊緣。通常在一像素團内 憤測影像邊緣。例如，圖3說明—成像器件（例如，成像器 晶粒10(圖D)之像素陣列14(圖1}之一部分9之自頂向下視 104521.doc 1268104 圖，具有像素171至17。像素陣列14(圖1)之每一像素具有 一關聯的發光強度值或耀度值，對於8位元灰階影像而 言，該耀度值之範圍為〇至255。 基於所關聯的發光強度值來檢查像素陣列之每一像素以

決定其是否為一邊緣定義像素。檢查像素（例如，明亮像 素175)時，亦分析周圍像素（鄰近像素17ι至、^6至 179)以決定鄰近像素171至174、176至179中的任一像素是 否與受檢查像素定義_邊緣。若受檢查像素之鄰近像素之 發光強度值不足以定義-邊緣，則將放棄受檢查像素了另 、 一 w、人似旦1豕I r/5)之鄰 近像素171至174、176至179中的-個或多個確實定義一邊 緣’則可進-步處理受檢查像素175及定義—邊緣之任何 其他鄰近像素。為了中i 之耀声Ml 邊緣，鄰近的明亮與灰暗像素 之啦度值差異必須超過—預定限定值，其可為_可程式化 值0 圖3說明受檢杳/A * 一像素175與鄰近像素171、172、173、 素175盘像专:8及Μ之間所定義之一邊緣；而在受檢查像 ” /、 ” 74之間未定義邊緣，因為發光強度值差里導 致偵測不到一邊鏠扣 又徂左…等 、、頰似地，偵測到受檢查像素174與鄰

St171及177定義-邊緣。因此，將所示像素17咖 ▲作邊緣定義像素並進_步進行處理。 應注意，先前^ $ 不以㈣以^=測常式僅為範例性具體實施例，並 的其他邊㈣測常式例如，可使用此項技财所熟知 104521.doc 1268104 ί考囷4疋義邊緣之像素可用以構造一邊緣映射42〇。 應注意，構造邊緣映射並不為方法3〇〇(圖2)之必需步驟， ^ 不需要加以執行。邊緣映射420僅呈現捕獲輸入影像41〇之 -邊緣像素所輪出之電氣信號。應注意，未被辨識成定義邊 緣之像素亦捕獲輸入影像41〇之部分。來自未定義邊緣之 此等像素之電氣信號係用以輸出一輸出影像（步驟365(圖 2))。 • 參考圖2，可基於每一像素之耀度值來將一預定數目的 邊緣定義像素分類成複數個預定群組（步驟32〇)。例如，可 將所有邊緣定義像素分類成256個群組中的一個，即〇至 255,每一群組表示一不同耀度值。參考圖5,可建立一輸 入耀度直方圖510來說明具有對應發光強度值之邊緣定義 像素分組情形。 在進步處理中，將一非線性函數應用於每一邊緣定義 像素所關聯之發光強度值（步驟335(圖2))。該非線性函數 • 應用一值於每一邊緣定義像素之發光強度值，藉此增大或 減小耀隸，如下文更詳細所述。邊緣定義像素之發光強 度值之增大/減小使輸入影像之對比度增大。在一輸出影 像中輸出已增大/減小的發光強度值（步驟365(圖。輸出 衫像因邊緣定義得更好而具有增強的對比度。 - 藉由首先基於每一像素所關聯的發光強度值而將邊緣定 義像素分組成區域來決定該非線性函數。如上所述，每一 像素具有-關聯的發光強度值，且將每一個分組成複數個 預定群、组，例如0至255。進一步將此等群組分類成複數個 104521.doc 1268104 預定區域。例如，將對應於一小於特定數字（例如8)之發光 強度值之邊緣像素分組在一起，作為區域丨。將對應於8至 ' 15之發光強度值之邊緣像素分組成區域2，等等，直到將 - 具有邊緣的所有像素分組到（例如）32個區域中，每一區域 具有8個發光強度值以涵蓋一像素之256個可能的發光強度 值，其本質上會建立一具有32個區域的直方圖。儘管所述 具體實施例係分成32個相等區域，但亦可基於所需應用而 籲將該等像素分成更少或更多區域，即，小於或大於32個區 域。此外，亦應注意，不需要相等地劃分此等像素。 旦將δ亥4像素分組成區域，就向每一區域指派一對比 度增強值。在一範例性具體實施例中，依據以下公式來指 派對比度增強值（cvx): (3) cyx = a(Nx/Ntml)r 其中X表示指派對比度增強值之區域，例如區域丨至32，以 與^係經驗常數，Νχ表示對應區域中的像素數目，及Ntotal • 表不像素陣列中的像素總數。例如，在計算32個區域中的 區域1的對比度增強值（例如）cvl時，川表示區域1中的像素 數目，而Ntotal表示像素總數。在一範例性具體實施例中， «等於1且r等於0.5。 : 在另一範例性具體實施例中，黑暗與明亮區域之對比度 : 增強值（Cvx)可加以設置。例如，可將區域1與32設置成值 1，即，〜與CD等於值i。如以下更詳細所述，黑暗與明亮 區域防止明免影像變得更亮、黑暗影像變得更暗。 參考圖6 ’ 一旦向該預定數目的區域中的每一個指派一 104521.doc 1268104 對比度增強值（Cvx)，就可建立一對比度增強映射6ι〇。在 所述範例中，將區域1、2及3之對比度增強值（例如，q、 - C2、C3)及區域32之對比度增強值（例如，以2)分別設置成值 — 1以建立黑暗與明亮區域。亦建立一區域0以獲得一基礎 值亦將區域〇(例如’ c〇)設置成值一。應注意，構造一對 比度增強映射61〇係可選擇步驟，並不以任何方式加以限 制。向像素定義邊緣所輸出之電氣信號指派對比度增強值 φ 並進一步進行處理。 接著，正規化每一對比度增強值（Cvx)。在一範例性具體 實施例中，依據以下公式來正規化每一對比度增強值 (Cvx) · (4) Cvx==cvx /sum (cj)5 其中j表示XH^Xhigh，即，Ci+C2 + C3 · · +C32。可映射每一 區域之正規化對比度增強值（Cvx)以建立一正規化對比度增 強值映射710(圖7)。如圖所示，落在水平線72〇下方之區域 # 中所包括的此等像素之發光強度值將具有所應用的一小於 1的值，藉此使該等像素更暗。水平線72〇上方之區域中所 包括的此等像素之發光強度值將具有所應用的一大於i的 值，藉此使該等像素更亮。應注意，映射正規化對比度增 : 強值係可選擇步驟’並不以任何方式加以限制。 : 因為向區域1、2、3及32指派一為1的對比度增強值，進 而使得正規化對比度增強值為1/32，所以，區域1、2、3 及32中所包括的像素之發光強度值不會增大或減小，藉此 防止最暗的像素變得更暗且防止最亮的像素變得更亮。應 104521.doc •12· 1268104 注意，將區域1、2、3及32設置成值1僅為可選擇步驟，不 萬要向該等區域指派等於1的對比度增強值。或者，應、、主 意’可向更多或更少的區域指派值等於i的對比度增強 值0 將正規化對比度增強值（Cvx)指派給每一區域之後，使用 該正規化對比度增強值（Cvx)來產生一變換函數。在一範例 性具體實施例中，依據以下公式來產生該變換函數：

(5) f(x +i)=F⑴+Cvx， 個上所使用的函數，而F 第一區域0設置成〇，即 即f(32)=l。該第一區域 其中f表示上述32個區域中的每一 表示每一區域之積分函數。將一 f(〇)=〇。將最後區域32設置成1， f(l)=〇 + Cvl，即使Cvl與設置成零（㈠的^^相加。該第二區 域f(2)=〇+Cvl + Cv2等等。可映射該變換函數以產生一變換 函數曲線圖810(圖8)，但此步驟係可選擇的。 如圖8所示，由正規化對比度增強值（Cvx)導出之函數表 示曲線圖上三十三（33)個不同點（三十二個區域以及以上參 考圖6所述之基礎值〇)。接著使用圖8變換函數曲線圖Μ。 中的33個點、依據以下公式來外推一非線性變換函數： (6) FY:=〇x+Cvx*(Y mod Z)*p5 其中F表示非線性變換函數，γ表示個別強度位準（例如，〇 至255)，Cvx表示上述對比度増強值，ρ表示將輸入耀度直 方圖分成之預定數目區域之數目，及z表示藉由用p除所得 的強度位準數目。例如，若將像素編碼成㈣陳元三重 態且问2 ’則Z等於（255 + 1) / 32 = 8。在公式⑹中，〇χ表示 104521.doc -13- 1268104 輸出耀度且使用以下公式進行計算·· ⑺ 〇x=sum (Cm)*I5 其中CM表示對比度增強值，其中χ等於u32, μ 表示輪入耀度直方圖中的強度值之數目。在輸入耀度直方 圖5 10(圖5)中’ 1=256。圖9說明非線性變換函數之外推 驟。 非線性變換函數-經外推，就可將其映射到—非線性變 換函數映射920上，如圖10所示，但此步驟僅為一可選擇 ㈣。如圖所示，向256個輸出耀度值（例如，^至⑸）中的 每-個指派-非線性變換函數值。接著將非線性變換函數 應用於輸入耀度直方圖510(圖5)中所表示的捕獲輸入影像 之邊緣像素之發光強度值。將非線性變換函數應用於捕獲 輸入影像之邊緣定義像素會產生電氣信號，其可由圖⑴斤 不輸出耀度直方圖1010來表示。如圖所示，輸出耀度直方 圖mo係-「已擴展」直方圖。應注意，產生輸出耀度直 方圖mo係僅呈現該等邊緣定義像素所輸出之電氣信號之 處理情形。輸出耀度直方圖101()僅說明具有對應發錢度 值之邊緣疋義像素之已處理的分組情形。 方法300藉由輸出一輸出影像（步驟365)來結束，如上所 述。輸出影像係基於來自邊緣定義像素之已處理的電氣信 號及未被辨識成具有邊緣之像素所輸出之電氣信號，該等 像素組合可捕獲完整的輸人影像4丨Q (圖4)。輸出影像具有 更清晰的邊緣，因此看上去具有增強的對比度，但不會負 面影響影像之視覺品質。與顯影過多及顯影不足的輸i影 104521.doc -14- 1268104 像相比’輸出影像亦具有更豐富的細節。 應注意’不需要在每一發光強度值（例如，〇至255)上都 應用非線性函數，可僅應用於某一範圍的發光強度值。例 如，可將非線性函數應用於被辨識成黑暗像素之像素（例 如，發光強度值為〇至128之像素）；藉此僅改變該等黑暗 像素之發光強度值。類似地，可將非線性函數應用於被辨 識成明焭像素之像素（例如，發光強度值為129至255之像 素），藉此僅改變該等明亮像素之發光強度值。對於增強 所處理影像之對比度而言，將非線性函數僅應用於黑暗像 素或僅應用於明亮像素具有相同的效應。 儘管本發明係關於8位元處理（產生256個發光強度值）進 行說明，但本發明並不限於此。例如，亦可使用12位元、 1 6位元或其他位元處理，其可產生更高範圍的發光強度 值。 圖12說明包括一成像器件11〇8(其可包括一成像器晶粒 1〇(圖1))之-以處理器為主的系統UGG，其利用依據本發 明之處理影像方法。以處理器為主的系統1100係具有數位 電路之系統之範例，其可包括影像感測器器件。若不作限 制’則此類系統可包括—電腦系統、照相機系統、掃描 器、機器視覺、車輛導航、視訊電話、監視系統、自動聚 焦系統、星體追蹤系統、運動偵測系统、影像穩定化系統 及資料壓縮系統。 該以處理器為主的系統1100(例如，照相機系統)一般包 3中央處理單元（CPU) 1102，例如一微處理器，其經由 104521.doc -15- 1268104

一匯流排1104與一輸入/輸出（I/O)器件11〇6通信。成像器 件1108亦經由匯流排11〇4與cpu 11〇2通信，且可包括以上 參考圖1所述成像器晶粒10。該以處理器為主的系統ιι〇〇 亦包括隨機存取記憶體（RAM)1110，且可包括可移除記憶 體1115，例如快閃記憶體，其亦經由匯流排丨丨⑽與 1102通信。成像裝置11〇8可與一處理器（例如，cpu、數位 信號處理器或微處理器)組纟’在單一積體電路上或不同 於該處理器之-晶片上可具有記憶體儲存器或者並不罝有 記憶體儲存器。以處理器為主的系統議中的記 件中的任何一個可儲存軟體用於採用上述方法。 用於依據所說明及參考圖2至_示處理來產生一輪出 影像之處理器可藉由影像處理器u或cpu ιι〇2或與系統 1100通信之另一處理器來實施。儘管採用特定應用灰階直 圖來D兒月本舍a月，但應注意，本發明可應用於彩色影像 直方圖，其可採用㈣的紅、綠及㈣道直方圖或者三維 Θ之开v式亦應注意，儘管關於CMOS與CCD成像器 來說明本發明，但本發明不㈣此。例如，本發明可應用 於各種類型的成像器，例如掃描器、複印機及傳真機。 以上的說明及圖式顯示了可達成本發明之目的、特徵及 : 憂點的較佳具體實施例。儘管以上已說明了特定的優點盘 較佳的具體實施例，但熟f此項技術者應明白，可進行替 ^、補充、刪除、修改及/或其他變更，而不致脫 :精神或料。因此，本發明不限於以上說明，而係僅 限於所附申請專利範圍之範疇。 104521.doc -16- 1268104 【圖式簡單說明】 由參考附圖所提供的以上詳細說明，可更清楚地理解本 發明之上述特徵，其中： 圖1說明一 CMOS成像器晶粒之方塊圖； 圖2係說明依據本發明之一範例性具體實施例之一處理 輸入影像之方法之流程圖； 圖3說明圖1像素陣列之一部分之自頂向下視圖； 圖4說明依據本發明之一範例性具體實施例之由一輸入 影像來構造一邊緣映射； 圖5說明一表示任何邊緣像素之輸入耀度直方圖； 圖6說明依據本發明之一範例性具體實施例所構造之一 對比度增強映射； 圖7說明依據本發明之一範例性具體實施例所構造之一 正規化對比度增強映射；

變換函數映射；

圖10變換函數映射來外推一非線性變換函數映射； 圖10說明依據本發明之一範 非線性變換函數映射； 範例性具體實施例所構造之一 圖11說明依據本發明之一範 輸出耀度直方圖；及 範例性具體實施例所構造之一 圖12說明依據本發明之_範♦ 以處理為主的系統之方塊圖。 範例性具體實施例所構造之一 104521.doc -17- 1268104 【主要元件符號說明】 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14 171，172, 173, 174, 175 176, 177, 178, 179 410 1100 1102 1104 1106 1108 1110 1115 Vrst

Vsig 列驅動器 列位址解碼器 行驅動器 行位址解碼器 控制電路 取樣與保持電路 差動放大器 互補金氧半導體成像器器件 類比至數位轉換器 成像器晶粒 影像處理器 像素陣列 像素 像素 輸入影像 以處理器為主的系統 中央處理單元 匯流排 輸入/輸出器件 成像器件 隨機存取記憶體 可移除記憶體 像素重置信號 像素影像信號 104521.doc -18-

Claims (1)

1. 22 12684 ΘΦ29398號專利申請案 '中文申請專利範圍替換本(9:年为# ^ 十、申請專利範圍： 1. -種處理一輸入影像之方法，該方法包含·· 將邊輸入影像輸入到一產生像素輸出信號之像素陣列 中，該等像素輸出信號具有發光強度值； 在該等像素輸出信號上執行一影像邊緣偵測常式，該 影像邊緣偵測常式係偵測定義一影像邊緣之像素； 基於該等邊緣定義像素之發光強度值而將該等邊緣定 義像素分組成複數個預定區域； 使用該分組來定義該像素陣列之一發光強度值範圍上 之一非線性變換函數操作； 應用該非線性變換函數於捕獲該輸入影像之該等邊緣 定義像素之發光強度值；及 使用已應用該非線性變換函數之該等邊緣定義像素來 由該輸入影像產生一增強影像。 2·如睛求項1之方法，其中該邊緣偵測常式辨識該影像中 之水平與垂直邊緣。 3·如明求項2之方法，其中該邊緣偵測常式進一步辨識該 影像中之45與135度邊緣。 4·如％求項1之方法，其中該發光強度值範圍包含明亮與 黑暗像素之發光強度值。 5·如明求項4之方法，其中該等明亮與黑暗像素之該等發 光強度值包括〇至255。 6·如明求項1之方法，其中該發光強度值範圍包含黑暗像 素之發光強度值。 104521-950822.doc 1268104

   其中該等黑暗像素之該等發光強度 8.如請求们之方法，其中該發光強度值範圍包含明亮像 素之發光強度值。 月求項8之方法’其中該等明亮像素之該等發光強度 值包括129至255。 如明求項1之方法，其中該複數個預定區域係32。 11·如凊求項1G之方法，其中該等32個區域中的每—個包含 一相等數目的發光強度值。 12.如請求項11之方法，其中該等32個區域中的每_個包含 8個發光強度值。 13·如請求項1G之方法，其中該等32個區域中的每_個包含 數目不相等的發光強度值。 14·如睛求項丨之方法，其中應用該非線性變換函數之該步 驟包含：

   如睛求項6之方法， 值包括0至128。 指派一對比度增強值給該複數個預定區域中的每 個； 正規化所指派的該等對比度增強值中的每一個； 為°亥4正規化對比度增強值中的每一個產生一變換函 數；及 由該變換函數來外推該非線性變換函數。 15.如請求項14之方法，其中依據以下公式來指派該對比度 增強值： 104521-950822.doc c^ = a{Nx/Nt0J, ML'8. 22 ΐ268ΐ〇4 其中《與r係經驗常數，Nx表示對應區域中的 目，及Nt()tal表示像素總數。 ^ 16. 如請求項15之方法，其中α等於丨且丫等於〇5。 17. :請求項U之方法，其中一第一區域表示―黑暗區域， 向该黑暗區域指派_對比度增強值1。 18. 如請求们7之方法，其中最後一區域表示—明亮區域， 向β明壳區域指派一對比度增強值1。 19·如請求項14之方法，其中依據以下公式來執行該正規化 步驟： Cνχ—cνχ/sum (cj)? 其中Cvx表示-個別正規化對比度增強值，、表示指派 給該預定數目的區域中的每一個之一個別對比度増強 值’及Cj表示指派給該預定數目的複數個區域中的每一 個之所有對比度增強值之總和。 20·如請求項14之方法，其中依據以下公式來產生該變換函 數： f (X +1)=F (x) + Cvx， 其中X表示一個別區域，f表示應用於該預定數目的區 域中之每一個之一函數，F表示該預定數目的區域中之 母一個之積分函數，及Cvx表示每一區域之該正規化對比 度增強值。 2 1 ·如請求項14之方法，其中依據以下公式來計算該外推步 驟： 104521-950822.doc FY=〇x+Cvx* (Y mod Z)*P5 -3-

   每修却正替換頁 1268104 其中’ F表示一函數，γ表示該輸入耀度直方圖之個別 強度位準，Cvx表示指派給該預定數目的區域中之每一個 之該正規化對比度增強值，Z表示藉由用P除所得的許多 強度值，P表示預定數目的區域之該數目，及 (CM)*I ’其中cM表示一個別強度位準之所指派之該對比 度增強值與一先前個別強度之每一對比度增強值相加所 得之值’及I表示該輸入耀度直方圖中之強度值之數目。 22· —種用於處理一輸入影像之裝置，該裝置包含：

   一程式化處理器，該程式化處理器執行以下步驟： 將该輸入影像輸入到一產生像素輸出信號之像素陣 列中’該等像素輸出信號具有發光強度值； 執行一影像邊緣偵測常式，該影像邊緣偵測常式係 偵測定義一影像邊緣之像素； 基於該等邊緣定義像素之發光強度值而將該等邊緣 定義像素分組成複數個預定區域； 使用5亥分組來定義該像素陣列之一發光強度值範圍 上之一非線性變換函數操作； 應用該非線性變換函數於捕獲該輸入影像之該等邊 緣定義像素之發光強度值；及 使用已應用該非線性變換函數之該等邊緣定義像素來 由該輸入影像產生一增強影像。 23·如請求項22之裝置，其中該裝置所執行之該邊緣偵測常 式辨識該影像中之水平與垂直邊緣。 24.如請求項23之裝置，其中該裝置所執行之該邊緣偵 104521-950822.doc -4- ^

   1268104 式進一步辨識該影像中之45與135度邊緣。 25. 如睛求項22之裝置，其中該發光強度值範圍包含明亮與 黑暗像素之發光強度值。 ' 26. 如請求項25之裝置，其中該等明亮與黑暗像素之該等發 光強度值包括0至255。 27·如請求項22之裝置，其中該發光強度值範圍包含黑暗像 素之發光強度值。 28.如請求項27之裝置，其中該等黑暗像素之該等發光強度 值包括0至128。 29·如請求項22之裝置，其中該發光強度值範圍包含明亮像 素之發光強度值。 30·如請求項29之裝置，其中該等明亮像素之該等發光強度 值包括129至255。 3 1.如請求項22之裝置，其中該等複數個預定區域係32。 32·如請求項31之裝置，其中該等32個區域中的每一個包含 一相等數目的發光強度值。 33·如請求項32之裝置，其中該等32個區域中的每一個包含 8個發光強度值。 34·如請求項22之裝置，其中應用該非線性變換函數之該步 驟包含： 指派一對比度增強值給該複數個預定區域中的每一 個； 正規化所指派的該等對比度增強值中的每一個； 為該等正規化對比度增強值中的每一個產生一轡拖函 1268104 數；及 由w亥變換函數來外推該非線性變換函數。 3 5 ·如請求項3 增強值:其中依據以下公式來指派該對比度 °yx = a(Nx/Ntotaiy, 甘中 八α與丫係經驗常數，Nx表示對應區域中的像素數 及Nt°tal表示像素總數。

   36’ =未項34之裝置，其中-第-區域表示-黑暗區域， 區域 ^、置進一步執行指派一對比度增強值1給該專、户 之步驟。 …曰 37·::求項36之裝置，其中最後一區域表示—明亮區域， 該I置進一步執行指派一對比度增強值1給該明亮區域 之步驟。 如明求項34之裝置，其中依據以下公式來執行該正規化 步驟： CVx=cvx/ sum (cj)? 其中Cvx表示一個別正規化對比度增強值，％χ表示指派 、、、6忒預疋數目的區域中的每一個之一個別對比度增強 值’及cj表示指派給該預定數目的複數個區域中的每一 個之所有對比度增強值之總和。 • 39·如請求項34之裝置，其中依據以下公式來產生該變換函 數： f (x +1)=F (x)+CVX5 其中f表示應用於該預定數目的區域中之每一個之一函 104521-950822.doc β ^ 1268104 數，F表示該預定數 及Cvx表示該正規化對 4〇·如請求項34之裝置， 目的區域中之每一個之積分函數， 比度增強值。 其中依據以下公式來計算該外推步 FeOx+CvxYY m〇d Z)1P， vx录不私派給該預定數目的區域中之备加 之該正規化對此庚π之母-個 m 又曰強值，z表示藉由用p除所得的許吝 強度值，P矣0夕 * 口表不預疋數目的區域之該數目，及〇x=sum (CM) I ’其中cM表示—個別強度位準之所指派之該對比 j增強值與一先前個別強度之每一對比度增強值相加所 2之值，及I表示該輸入耀度直方圖之強度值之數目。 41· 一種用於處理一影像之裝置，該裝置包含-電腦可讀取 儲存媒體’其具有—程式用於處理-影像，該程式執行 以下步驟： 1 將5亥影像輸入到一產生像素輸出信號之像素陣列中， 該等像素輸出信號具有發光強度值； 執行一影像邊緣偵測常式，該影像邊緣偵測常式係偵 測定義一影像邊緣之像素； β 基於該等邊緣定義像素之發光強度值而將該等邊緣定 - 義像素分組成複數個預定區域； 4曰派對比度增強值給該複數個預定區域中的每一個； 正規化該等對比度增強值； 基於該等正規化對比度增強值來產生一變換函數； 1268104 基於該變換函數來外推-非線性變換函數； 應用該非線性變換函數於捕獲該影像之該等邊 像素之發光強度值；及 ^ 由n Γ肖°彡非線性k換函數线#邊料義像素來 由该景〉像產生一增強影像。 42· —種成像器件，該成像器件包含··

   。-輸人構件，其隸—影像輪人到—產生像素輪出信 號之像素陣列中，該等像素輸出信號具有發光強度值； 偵測構件，其用於㈣定義該影像之影像邊緣之像 素， 一分組構件，其用於基於該等邊緣定義像素之發光強 度值而將忒等邊緣定義像素分組成複數個預定區域； 才曰派構件，其用於指派一對比度增強值給該複數個 預定區域中的每一個； 一正規化構件，其用於正規化該等對比度增強值； 一產生構件，其用於基於該等正規化對比度增強值來 產生一變換函數； 一外推構件，其用於基於該變換函數來外推一非線性 變換函數； 一應用構件，其用於應用該非線性變換函數於捕獲該 影像之該等邊緣定義像素之發光強度值；及 使用已應用該非線性變換函數之該等邊緣定義像素來 由該影像產生一增強影像。 43· —種處理器系統，其包含： 104521-950822.doc 〇 1268104 一影像處理器件，其包含： 程式化處理器’該程式化處理器執行以下步驟： 將一輸入影像輸入到一產生像素輸出信號之像素陣 列中’該等像素輸出信號具有發光強度值； 執行一影像邊緣偵測常式，該影像邊緣偵測常式係 偵測定義一影像邊緣之像素； m —基於該等邊緣定義像素之發光強度值而將該等邊緣 定義像素分組成複數個預定區域； 吏用該刀組來疋義該像素陣列之一發光強度值範圍 上之一非線性變換函數操作； 應用該非線性變換函數於捕獲該 緣定義像素之發光強度值；及 像該4邊 使用已應用該非線性變換 來由哕鈐入旦山數之5亥荨邊緣定義像素 μ輸入衫像產生一增強影像。 如請求項43之系統，其中 半導體成像器。 处理益件係-互補金氧 其中該影像處理器件係一電荷耦合 其中該影像處理器件係-數位複印 其中該影像處理器件係-傳真機。 其中該影像處理器件係-掃描器。 45.如請求項μ之系統 裝置。 46·如請求項43之系統 機。 47. 如請求項43之系統 48. 如請求項43之系統 104521-950822.doc