TWI557690B - 使用局部色調曲線計算之影像色調調整 - Google Patents

Description

使用局部色調曲線計算之影像色調調整

現代數位影像經常要求調整或減小較亮區域與較暗區域之間的動態範圍。在一些情況下，需要進行調整以便在具有更有限動態範圍之媒體中近似得到更高動態範圍之外觀。舉例而言，現實世界場景可具有大明度範圍且當前數位成像技術可允許對自然場景之全動態範圍之擷取。然而，諸如印刷媒體、顯示監視器及投影機之不同顯示媒體均可具有不同能力，其可適於或可不適於再生數位影像中表示之全範圍之光強度。當使用該等媒體進行顯示時，影像可具有其中細節並不可見之區域。因此，可需要針對特定媒體壓縮影像之動態範圍，以便影像看起來美觀。

色調映射係一種用於將一組色彩映射至另一組色彩以便調整數位影像之總動態範圍之當前技術。然而，色調映射經常將各種假影或效應引入影像中，諸如在暗物件周圍之光暈或色環、過飽和色彩或由於對比度失真所致之不自然外觀。

本文中所描述之系統及方法示範使用局部色調曲線計算進行影像色調調整之各種技術。舉例而言，影像可經調整以使得在使高亮區變暗的同時使陰影變亮以展示更多影像細節。根據各種實施例，可視特定應用、出於各種原因而調整影像之動態範圍。在一些實施例中， 產生美觀影像可為總目標，而在其他實施例中，目標可能係希望再生儘可能多的影像細節或希望最大化影像內之總對比度。

影像可具有需要加亮以在視覺上顯示細節之暗區。類似地，影像可具有細節被刷淡之亮區。使用局部色調曲線計算之影像色調調整可減小影像之總對比度，同時維持較小區域中之局部對比度(諸如在擷取受到強光照的在最亮區域與最暗區域之間存在較大光強度差之場景(例如，在陽光下)的影像中)。

藉由使用本文中所描述之技術，可修改影像之明度，同時最小化(或消除)影像假影之引入。可產生影像之所要總體視覺外觀，且該所要總體視覺外觀可結合局部明度直方圖使用以計算諸如局部色調曲線或增益值集合之色調調整值，可根據該等色調調整值調整該影像。

舉例而言，影像可被視為區塊或影像部分之集合。可求解表示目標明度值與明度直方圖之間的關係的最佳化問題以計算針對每一影像區塊之色調調整值之集合。接著可根據所判定之色調調整值而調整影像，諸如藉由使用局部色調曲線以調整影像內之像素之明度值，如本文中所描述。

100‧‧‧輸入影像

110‧‧‧亮度表示

120‧‧‧直方圖

130‧‧‧所要亮度表示

140‧‧‧局部色調曲線

150‧‧‧輸出影像

200‧‧‧影像色調調整器

210‧‧‧影像資料處理器

220‧‧‧目標明度組件

230‧‧‧直方圖產生器

240‧‧‧局部色調曲線產生器

250‧‧‧攝影機影像感測器

300‧‧‧方塊

310‧‧‧方塊

330‧‧‧方塊

340‧‧‧方塊

400‧‧‧方塊

410‧‧‧方塊

420‧‧‧方塊

500‧‧‧直方圖

510‧‧‧直方圖

530‧‧‧曲線圖

600‧‧‧方塊

610‧‧‧方塊

620‧‧‧方塊

630‧‧‧方塊

700‧‧‧方塊

710‧‧‧方塊

720‧‧‧方塊

730‧‧‧方塊

740‧‧‧方塊

800‧‧‧影像

810‧‧‧區塊

820‧‧‧區塊

830‧‧‧區塊

840‧‧‧區塊

850‧‧‧像素

900‧‧‧視訊串流

910‧‧‧視訊影像

915‧‧‧視訊影像

920‧‧‧視訊影像

925‧‧‧視訊影像

930‧‧‧視訊影像

935‧‧‧視訊影像

940‧‧‧局部色調曲線

945‧‧‧局部色調曲線

950‧‧‧局部色調曲線

955‧‧‧局部色調曲線

960‧‧‧局部色調曲線

1000‧‧‧系統單晶片(SOC)

1010‧‧‧通信網狀架構

1020‧‧‧CPU複合體

1022‧‧‧二階(L2)快取記憶體

1024‧‧‧處理器

1030‧‧‧記憶體控制器

1040A‧‧‧周邊器件

1040B‧‧‧周邊器件

1800‧‧‧記憶體

1900‧‧‧外部介面

圖1係一邏輯方塊圖，其說明根據一個實施例的用於使用利用局部色調曲線計算的影像色調調整之一總體程序。

圖2係一邏輯方塊圖，其說明實施如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的系統的一實施例。

圖3係說明用於如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的方法的一實施例的流程圖。

圖4係說明用於如本文中所描述產生目標明度值之方法之一實施例的流程圖。

圖5係一邏輯方塊圖，其說明根據一個實施例將使用局部色調曲 線計算之影像色調調整應用於兩個直方圖上。

圖6係說明用於如本文中所描述使用局部色調曲線計算判定用於影像色調調整中之增益值集合的方法的一實施例的流程圖。

圖7係說明根據一實施例之用於將使用局部色調曲線計算之影像色調調整應用於影像的方法的一實施例的流程圖。

圖8係一邏輯方塊圖，其說明根據一實施例的基於局部色調曲線的像素調整。

圖9係一邏輯方塊圖，其說明根據一個實施例的將使用局部色調曲線計算之影像色調調整應用於視訊串流。

圖10係一邏輯方塊圖，其說明經組態以實施如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的系統的一實施例。

雖然在本文中針對幾個實施例及說明性圖式以舉例之方式描述了各種實施例，但熟習此項技術者將認識到實施例不限於所描述之實施例或圖式。應理解，圖式及其詳細描述並非意欲將實施例限於所揭示之特定形式，相反，本發明意欲涵蓋屬於本發明之精神及範疇內之所有修改、等效物及替代物。本文中所使用之任何標題僅為達成組織性目的，且不意欲用以限制此描述之範疇。如本申請案全篇中所使用之詞語「可」係在允許意義(亦即，意謂有可能)而非強制意義(亦即，意謂必須)上使用。類似地，詞語「包括」意謂包括但不限於。

使用局部色調曲線計算影像之影像色調調整可調整影像之總明度範圍。舉例而言，具有高動態範圍之影像可經調整以使得該影像可呈現在具有較低位元深度的顯示器(例如，其無法恰當呈現影像之高動態範圍)上。

藉由使用本文中所描述之技術，可修改影像之總明度範圍，同時最小化(或消除)影像假影之引入。在一些實施例中，可減小影像之 總明度範圍，而在其他實施例中，可修改局部明度值而無需改變整個影像之總明度範圍。可產生影像之亮度表示(例如縮圖)且可調整該亮度表示以判定針對影像之總明度範圍之所要明度值。所要明度值可用於建構所要亮度表示，所述亮度表示包括針對影像之相應部分(例如，邏輯區塊)之目標明度值。

影像可劃分為多個邏輯區塊，且可針對每一區塊產生明度直方圖。對於每一區塊，可計算色調調整值之集合，該等色調調整值在應用於區塊之直方圖時將產生匹配彼區塊之相應所要值的明度值。根據不同實施例，所計算之色調調整值可採取各種形式中之任一者。舉例而言，在一些實施例中，可計算局部色調曲線，而在其他實施例中，可計算增益之集合(可根據該等增益判定色調曲線)。可結合一或多個其他區塊來考慮一區塊。可判定針對每一區塊之色調調整值之集合，以使得該等色調調整值在應用於區塊之直方圖及可能地亦應用於相鄰區塊(例如，該區塊周圍之其他區塊)之直方圖時，針對每一區塊之所得明度值匹配該各別區塊之目標明度值。因此，亦可使用其他區塊判定每一區塊之增益值。

為了判定色調調整值，可對欠約束(under-constrained)最佳化問題/方程式求解(例如，使用標準問題求解技術)，以使得一或多個最佳化約束得以最小化。接著可根據色調調整值調整影像。舉例而言，在一個實施例中，可針對每一區塊計算局部色調曲線，且可使用局部色調曲線調整影像。根據一些實施例，可藉由多個局部色調曲線之一組合來調整影像之每一像素。在一些實施例中，使用局部色調曲線之一組合避免了將視覺假影引入所得影像中。

可藉由對欠約束最佳化問題/方程式求解來判定諸如增益、增益因子或局部色調曲線之色調調整值之集合。色調調整值在應用於各別區塊(例如，被判定了該等色調調整值之區塊)之明度直方圖時產生匹 配區塊之目標明度值的新明度值。在一些實施例中，可針對一區塊判定色調調整值之集合，以使得在該等調整值被聯合應用於該區塊及一或多個其他(例如相鄰)區塊之各別直方圖時，產生匹配針對該區塊及其他區塊之各別目標明度值之新明度值。

請注意，雖然在本文中參閱判定局部色調曲線或增益(或增益因子)之集合描述了對求解最佳化問題/方程式之描述，但根據各種實施例，大體上各種類型之色調調整值中之任一者可結合使用局部色調曲線計算之影像色調調整之其他技術及特徵而使用。

在以下詳細描述中，闡述眾多特定細節以提供對所主張之標的之詳盡理解。然而，熟習此項技術者應理解，可在無此等特定細節的情況下實踐所主張之標的。在其他情況下，因為一般熟習此項技術者已知方法、裝置或系統，所以下文未詳細描述該等方法、裝置或系統，以免模糊所主張之標的。

依據對儲存於特定裝置或專用計算器件或平台之記憶體內的二進位數位信號之操作之演算法或符號表示，呈現以下詳細描述之一些部分。在本特定說明書之上下文中，術語特定裝置或其類似者包括通用電腦(一旦其經程式化以依據來自程式軟體之指令執行特定功能)。演算法描述或符號表示係由一般熟習信號處理或相關技術者用來將其工作之實質傳達給其他熟習此項技術者的技術之實例。演算法在此處且大體上被視為導致所要結果的操作或類似信號處理之自相一致的序列。在此上下文中，操作或處理涉及對實體量之實體操縱。通常(但非必要)，該等量可採取能夠被儲存、傳送、組合、比較或以另外方式操縱之電信號或磁信號之形式。主要出於一般使用之原因，將該等信號稱作位元、資料、值、要素、符號、字元、項、數目、數字或其類似者已證明有時為方便的。然而，應理解，所有此等或類似術語將與適當實體量相關聯，且僅為方便的標記。

除非另有特別說明，否則如自以下論述顯而易見，應瞭解，在本說明書全篇中，利用諸如「處理」、「計算」、「演算」、「判定」或類似者之術語的論述係指諸如專用電腦或類似專用電子計算器件之特定裝置之動作或程序。因此，在本說明書之上下文中，專用電腦或類似專用電子計算器件能夠操縱或變換通常表示為專用電腦或類似專用電子計算器件之記憶體、暫存器，或其他資訊儲存器件、傳輸器件，或顯示器件內之實體電子量或磁量的信號。

大體言之，局部色調映射可允許包括高動態範圍(HDR)場景之影像呈現在具有較低位元深度(例如，低動態範圍或LDR)的顯示器上。通常，可使陰影變亮且使高亮區變暗以使得在彼等高對比度區域中可看見更多影像細節。

本文中所描述之技術、方法及/或演算法可用於各種軟體及/或硬體系統中之任一者。舉例而言，根據一實施例，數位攝影機(靜態相機或視訊攝影機)可利用使用局部色調曲線計算之影像色調調整，以便修改使用HDR模式擷取之影像。在其他實施例中，獨立軟體程式可實施本文中所描述之技術以用於修改先前所擷取之數位影像。

如上所述，使用局部色調曲線計算之影像色調調整可用於修改或減小影像之總動態範圍，以便允許使用高動態範圍(HDR)擷取之影像顯示於具有較低動態範圍的器件上，同時仍保持在視覺上吸引人或在視覺上匹配原始場景。現轉至圖1，該圖說明使用利用局部色調曲線計算之影像色調調整以調整影像之色調範圍(例如，明度範圍)之總體程序之一實施例。

如圖1中所說明，可擷取或接收輸入影像100，且可基於該輸入影像產生亮度表示110。舉例而言，在一些實施例中，亮度表示可僅包括來自輸入影像100之關於光亮度或明度(例如，明度通道)之資訊。來自輸入影像100之光亮度或亮度資訊如何記錄、擷取或以其他 方式表示在亮度表示110中可隨不同實施例而變化。

亮度表示110可用作產生所要亮度表示130之基礎。在一些實施例中，所要亮度表示130包括指示輸入影像100(或在一些情況下為類似於輸入影像100之影像)之最終所要或目標亮度表示之明度資訊。舉例而言，一或多個色調映射演算法可應用於亮度表示110以便修改現有亮度資訊，以便減小動態範圍。所要亮度表示130可具有比亮度表示110中之相應區域更亮之暗區及更暗之明亮(或「曝光過度(blown out)」)區域。因此，根據一些實施例，與亮度表示110(或輸入影像100)相比，所要亮度表示130可被視為具有壓縮動態範圍。

在一些實施例中，可以低於輸入影像100之解析度產生亮度表示110及/或所要亮度表示130。舉例而言，在一實施例中，亮度表示110可為輸入影像100之減少取樣的僅明度版本。因此，在一些實施例中，亮度表示110可被視為輸入影像110之縮圖版本。然而，在其他實施例中，亮度表示110及所要亮度表示130可與輸入影像100具有相同之解析度。

此外，雖然在本文中描述為兩個不同實體，亦即亮度表示110及所要亮度表示130，但在一些實施例中，亮度表示110可被原位轉換為所要亮度表示130。因此，亮度表示110及所要亮度表示130可指輸入影像100之同一表示之兩個不同版本。

如將關於圖4更詳細描述，所要亮度表示130可包括對應於輸入影像100之各種部分(例如，區塊)之目標明度值。在一些實施例中，可針對影像之每一區塊判定單一目標明度值，而在其他實施例中，多個目標明度值可對應於影像之單一區塊。

亦如圖1中所示，輸入影像100可邏輯劃分為多個區塊且可針對每一區塊產生直方圖，諸如直方圖120。舉例而言，圖1說明其中輸入影像100可使用5x5型樣邏輯劃分為25個區塊且可針對每一區塊產生個 別直方圖之一個實施例。在其他實施例中，影像可經劃分為其他數目之區塊(例如，5x6、8x8、5x7等)。大體言之，可根據各種實施例利用影像至區塊之任何合適的劃分。在一些實施例中，直方圖120中之每一者可表示僅明度直方圖。換言之，根據一實施例，對於每一區塊，可產生表示區塊內之明度(例如，光亮度或亮度)之分佈之直方圖。

諸如以直方圖120表示之明度直方圖可包括輸入影像100內之亮度之相對分佈。明度直方圖可包括影像區塊內之像素的跨越多個明度位準之明度分佈資料。舉例而言，直方圖可包括大量區間，其各自對應於不同明度範圍。每一區間之值可表示區塊內的明度值在對應於該區間之明度範圍內的像素之百分比。

舉例而言，當針對輸入影像100中之特定區塊產生直方圖時，該區塊內之每一像素之色彩值可經轉換以便表示光度值，諸如可基於像素之個別色彩值(例如，RGB)之加權平均。接著可藉由對區塊內有多少像素表示包括在直方圖中之不同明度範圍內之明度位準進行計數來產生明度直方圖。由直方圖120表示之直方圖可表示不同類型之亮度資訊，且在不同實施例中可使用不同數目之範圍(例如，區間)來產生該等直方圖。

如將在下文更詳細描述，個別區塊直方圖120及來自所要亮度表示130之目標明度值可用於產生針對該等區塊之個別局部色調曲線，諸如在圖1中由局部色調曲線140所表示。在一些實施例中，該等局部色調曲線可表示特定影像區塊內之影像之部分的所要色調範圍。接著可將局部色調曲線140應用於影像資料，諸如應用於輸入影像110，以產生輸出影像150。因此，輸出影像150可表示輸入影像100之具有不同色調品質或明度範圍之新版本。舉例而言，在一實施例中，相比於輸入影像100，可在輸出影像150中減小總色調範圍，而在其他實施例 中，總範圍可為相同的，但可在影像內修改或調整個別亮度(例如，明度)位準，以便改良視覺吸引力及/或移除對比度失真。

雖然輸出影像150主要被描述為輸入影像100之經修改版本，但在一些實施例中，輸入影像100可表示與用於產生輸出影像150之影像不同的影像。在一些實施例中，輸入影像100可用於產生亮度表示110、所要亮度表示130、直方圖120及局部色調曲線140，但隨後，局部色調曲線140可用於基於可類似於輸入影像100之不同輸入影像產生輸出影像150。舉例而言，影像可為視訊串流之部分且輸入影像100可用於產生局部色調曲線140，該等局部色調曲線進而可用於修改視訊串流中之後續影像(例如，因為串流內之個別影像之間的亮度範圍從一個影像至下個影像之變化可能不大)。

圖2係一邏輯方塊圖，其說明實施如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的系統的一實施例。根據各種實施例，如圖2中所示，影像色調調整器200可包括各種組件，其各自負責執行與使用局部色調曲線計算之影像色調調整相關之一或多個任務。影像色調調整器200可接收輸入影像100或至少輸入影像100之影像資料。如本文中所使用之術語「影像」可指影像資料之任一集合，且不意欲指特定影像格式。舉例而言，輸入影像100可表示自攝影機影像感測器接收之原始影像資料而非可儲存至特定器件內之記憶體之最終影像檔案。

影像色調調整器200可包括影像資料處理器210，其可基於輸入影像100產生亮度表示110。類似地，根據一些實施例，目標明度組件220可分析亮度表示110以產生所要亮度表示130。影像色調調整器200可利用直方圖產生器230以諸如針對輸入影像100內之每一邏輯區塊產生邏輯直方圖。在一些實施例中，直方圖產生器230可為影像資料處理器210之部分。此外，局部色調曲線產生器240可使用由直方圖產生 器230產生之直方圖以及來自目標明度組件220之所要亮度表示110以便產生局部色調曲線或可最終用於產生輸出影像150之其他色調調整值。

在一些實施例中，影像色調調整器200(及/或其包括之組件)可為數位攝影機之部分或包括數位攝影機之器件(諸如行動器件(例如電話、平板電腦等))之部分。在其他實施例中，影像色調調整器200(及其包括之組件)可與數位攝影機器件分開使用。舉例而言，影像色調調整器200可為用於與擷取影像之數位攝影機分開地操縱影像之後處理程式或器件的部分。

大體言之，影像色調調整器200及/或其個別組件可以硬體、軟體、韌體或硬體、軟體及/或韌體之組合實施。另外，根據各種實施例，影像色調調整器200之一些組件可以硬體實施，而其他組件可以軟體或韌體實施。舉例而言，在一實施例中，影像資料處理器210及直方圖產生器230可以硬體實施，而目標明度組件220及局部色調曲線產生器240可以軟體實施。另外，雖然在圖2中說明為四個單獨組件，但影像色調調整器200之個別組件可組合(或劃分)為不同數目之組件。為了便於論述而使用圖1中所示之組件(例如，影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及局部色調曲線產生器240)，且不同實施例可包括更多、更少及/或不同組件以執行本文中所描述之相同功能、方法及/或技術。

圖3係說明如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的方法的一實施例的流程圖。如方塊300中所示，使用局部色調曲線計算之影像色調調整可涉及針對影像之每一區塊產生目標明度值。根據各種實施例，影像可劃分為一或多個區塊以用於使用局部色調曲線計算之影像色調調整。舉例而言，在一實施例中，影像可劃分為64個區塊(例如，8x8)，而在其他實施例中，可使用不同數目之區 塊。在其他實施例中，可基於影像之大小判定區塊之數目。舉例而言，每一區塊可為特定固定大小(例如，就像素而言)。大體言之，任何合適方法可用於將影像劃分為一或多個區塊以用於如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整。

請注意，將影像劃分為區塊可不涉及影像之部分之實際分離。換言之，可在邏輯上判定區塊及/或區塊之間的劃分，而不實際上將任何區塊移出影像外。在一些實施例中，可在未連續儲存為單一影像之影像資料中執行本文中所描述之技術。此外，在接收串流影像資料(例如，自攝影機影像感測器)時且在接收到所有資料之前，可對該串流影像資料執行本文中所描述之一些(或所有)方法或技術。

如上文所述，可針對影像之每一區塊產生目標明度值。如將關於圖4更詳細論述，可產生影像之明度或亮度表示(諸如亮度表示110)且接著修改該明度或亮度表示以表示諸如所要亮度表示130之所要亮度表示。如上文所述，根據一些實施例，可修改亮度表示以改變影像之總亮度範圍，以便在過亮或過暗區域中顯示更多視覺對比度。在其他實施例中，可出於其他原因減小影像資料之總明度範圍，以便減少表示影像之明度資訊所需之像素之數目。

所要亮度表示可包括針對影像之每一區塊之目標明度值。在一些實施例中，亮度表示及/或所要亮度表示可在比原始影像低之解析度下(例如，減少取樣)。在一些實施例中，可使用較低解析度亮度表示及/或所要亮度表示以便減小執行使用局部色調曲線計算之影像色調調整之總計算成本。在一些實施例中，所要亮度表示可包括針對每一區塊之單一目標明度值，而在其他實施例中，多個目標明度值可對應於每一區塊。

在一些實施例中，諸如影像資料處理器200之單一組件可執行上文關於方塊300及310所描述之動作，而在其他實施例中，以軟體、硬 體或該兩者之組合實施之單獨組件可各自執行上文關於方塊300及310所描述之動作之一部分。

如方塊330中所示，根據一實施例，可針對每一區塊判定諸如增益值(例如，增益)之集合或局部色調曲線之色調調整值。可判定針對特定區塊之色調調整值，以使得在色調調整值應用於區塊之直方圖及亦應用於一或多個相鄰區塊之直方圖時，產生匹配針對各別區塊之目標明度值的明度值。換言之，可考慮到區塊之相鄰者而判定針對該區塊的色調調整值。在判定區塊之色調調整值時使用之相鄰區塊之數目可自僅少數附近相鄰區塊至影像之整個區塊集合而變化。在一些實施例中，產生聯合應用於區塊之組合而非針對孤立的單個區塊之色調調整值可在產生最終影像時減少視覺假影。

如方塊340中所示，根據所判定之色調調整值，可對影像執行一或多個色調調整。舉例而言，根據一些實施例，可將色調調整值應用於影像之影像資料以執行一或多個色調調整，以便減小影像中之總明度範圍。舉例而言，在一實施例中，可針對每一區塊產生局部色調曲線(例如，作為色調調整值之集合)且局部色調曲線用於對影像進行色調調整。在另一實施例中，可針對每一區塊判定增益集合，且接著可將每一區塊之增益應用於個別區塊之局部直方圖以產生可應用於影像之影像資料之局部色調曲線。

圖4係說明用於如本文中所描述產生目標明度值之方法之一實施例的流程圖。根據一個實施例，如方塊400中所示，可自攝影機影像感測器接收影像，且可基於影像之明度值產生影像之減少取樣之亮度表示，如方塊410中所說明。舉例而言，自攝影機影像感測器接收之影像資料可經轉換為明度值且接著經減少取樣以產生影像之亮度表示。在一些實施例中，亮度表示可被視為包括影像之明度資料之縮圖表示。在一實施例中，亮度表示可包括對應於原始影像中之每一區塊 之一個明度值。

根據各種實施例，可使用各種方法中的任一者產生亮度表示，無論是否係減少取樣的。舉例而言，在一實施例中，可將影像區塊中之每一個像素之明度值一起取平均且用於亮度表示。在其他實施例中，可使用判定亮度表示之明度值之其他方法。

此外，根據一些實施例，色調調整演算法及/或技術可應用於亮度表示以產生影像之目標明度值(例如，所要亮度位準)。根據一實施例，經組態以減小影像之總明度範圍之演算法(如亮度表示中所模型化)可應用於亮度表示。在其他實施例中，可不改變總明度範圍，但可在影像之不同區域中調整影像內之個別明度位準。

舉例而言，在一實施例中，高通濾波演算法可應用於亮度表示以減小最高明度值。在其他實施例中，可應用其他或額外演算法及/或技術以產生影像之所要亮度位準及/或目標明度值。

圖5係一邏輯方塊圖，其說明根據一個實施例的將使用局部色調曲線計算之影像色調調整應用於兩個直方圖上以產生查找表(LUT)。如上文所述，對於影像之每一邏輯區塊，可考慮到一或多個相鄰區塊來判定局部色調曲線(或替代地，增益之集合)。所判定之局部色調曲線(或增益值)可結合直方圖使用以產生諸如局部色調曲線140之一或多個色調曲線，此舉表示明度資料在動態範圍內之重新映射。在一些實施例中，此種色調曲線可被視為允許明度值在總動態範圍內之重新映射的查找表(LUT)。舉例而言，圖5說明兩個直方圖，該兩個直方圖可表示輸入影像內之兩個邏輯區塊之直方圖。

如下文將關於圖6更詳細描述，根據一些實施例，可判定或計算局部色調曲線或增益值之集合，該局部色調曲線或增益值之集合在應用於直方圖時可產生匹配(或接近)所要明度值之明度值。在一些實施例中，在判定區塊(例如，對應於直方圖500及直方圖510中之一者)之 局部色調曲線時，可考慮該兩個直方圖。所得局部色調曲線可用於建構曲線圖530，曲線圖530表示可用於重新映射被判定了增益值的邏輯區塊內之像素之明度值之LUT。舉例而言，該曲線圖內之LUT曲線(或線)可用於轉換單位線(identity line)周圍之值。在曲線圖530內，較低明度(例如，較暗)值更接近兩個軸線之原點，而較高明度(例如，較亮)值在各別軸線上向右及向上。

因此，在圖5中所說明之實例中，根據一些實施例，可使在直方圖500中表示之較多地分佈於較低明度範圍中的明度值變亮，如在曲線圖530內的較低明度範圍中在單位線上方之LUT曲線所示。

圖6係說明用於判定用於如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整的增益值集合之方法的一實施例的流程圖。雖然在下文關於判定增益因子之集合來描述，但在一些實施例中，判定局部色調曲線或其他色調調整值亦可應用於圖6中所說明之方法。

如方塊600及方塊610中所示，對於輸入影像之每一區塊，可判定包括區塊本身及一或多個相鄰區塊之區塊集合。如上文所述，可基於針對區塊及針對一或多個相鄰區塊之各別明度直方圖判定區塊之增益值。舉例而言，在一實施例中，環繞特定區塊之八個區塊可用作用於判定特定區塊之增益的區塊集合。在其他實施例中，可使用其他數目之相鄰區塊。

如方塊620中所說明，判定區塊之增益可涉及產生最佳化問題，該最佳化問題定義區塊集合之目標明度值、區塊集合之各別明度直方圖與待判定之增益因子之集合之間的欠約束關係。根據一些實施例，可判定增益因子，以使得該等增益因子在應用於區塊之集合(例如，特定區塊及其相鄰區塊)中之每一區塊之明度直方圖時，產生匹配區塊之各別目標值之明度值。

因此，對於每一區塊，計算增益之集合，該增益集合在應用於 區塊之明度直方圖時產生匹配區塊之目標明度值(例如，所要亮度位準)之明度值。然而，並不孤立地針對一區塊來判定該區塊之增益。相反，在一些實施例中，亦可考慮到其他區塊(諸如一或多個相鄰區塊)來判定一區塊之增益。在所判定之增益應用於相鄰區塊中之每一者之各別局部直方圖時，產生匹配該各別區塊之目標明度值之明度值。因此，根據一些實施例，可針對每一區塊判定增益值之集合，但亦可基於相鄰區塊判定每一區塊之增益值。

為了判定特定區塊之增益值之集合，根據目標明度值、(區塊及其相鄰區塊之)局部直方圖與待判定之增益值之間的欠約束關係來定義最佳化問題或方程式。

舉例而言，在一實施例中，方程式：H'Rx=m

可用作於待求解之最佳化問題以獲得特定邏輯區塊之增益集合。在該方程式內，「H」可表示(例如，針對區塊及相鄰區塊)待聯合求解之N個直方圖之MxN矩陣，每一直方圖大小為M(例如，每一直方圖內M個區間)。「R」可表示包括對應於直方圖內之每一區間之亮度之明度值的MxM對角矩陣。舉例而言，「R」中之每一值可表示直方圖內之特定區間之明度範圍內之平均數、均值或中心值。在該方程式內，「m」可表示Nx1向量，其包括「H」中之每一直方圖(例如，針對每一邏輯區塊)之目標明度值。可針對「H」中之所有直方圖聯合求解該最佳化問題以獲得「x」，即增益值之Mx1向量，其各自對應於特定直方圖區間(且因此對應於特定明度範圍)。

在另一實施例中，可定義最佳化問題或方程式以判定局部色調曲線而非增益(或增益因子)。舉例而言，在一實施例中，方程式：H'y=m

可用作待求解之最佳化程式以獲得一或多個局部色調曲線(例 如，區塊及可能一或多個相鄰區塊之局部色調曲線)。在該方程式內，「y」可表示局部色調曲線或可表示來自先前方程式之Rx。因此，在一些實施例中，可判定增益之集合及隨後可使用所判定之增益計算局部色調曲線，但在其他實施例中，可根據求解最佳化問題來判定局部色調曲線且該等局部色調曲線可用於調整影像。

接著，如方塊630中所示，最佳化求解技術可應用於最佳化問題，以使得一或多個最佳化約束得以最小化。大體言之，可使用各種最佳化問題求解演算法或技術中之任一者計算增益值。在一些實施例中，可存在對問題之多於一個可能的解，且可求解該問題以使得一或多個最佳化約束得以最小化(例如，以具有來自許多可能解中的1個「最佳」解)。

舉例而言，在一實施例中，最佳化約束之一個可能集合可試圖正規化所得增益(例如，使所得色調曲線保持接近單位線)而同時最小化跨越增益(或所得色調曲線)之變化率。此種實例最佳化可由以下與上文所論述之方程式H'Rx=m相關之優值表示。

∥x-1∥^2+α*∥Dx∥^2

請注意，可存在可用於約束最佳化問題之解的其他條件。在一實施例中，平滑度約束可用於使所得色調曲線之平滑度最大(例如，最小化任何突變)。舉例而言，使增益之導數(以上關係式中之「Dx」)最小化可導致使增益間之變化率最小化且從而使所得色調曲線之平滑度最大化。替代地，使由將增益應用於區間值產生之值的導數(例如，以上關係式中代替「Dx」之「DRx」)最小化亦可用作最佳化約束以確保所得色調曲線之平滑度。在另一實施例中，單位約束可用於確保任何所得色調曲線最小化其與單元或單位曲線之偏差。舉例而言，如以上關係式中正規化x-1可確保所得色調曲線與單位斜率差異不大(與最佳化問題之其他潛在解相比)。

在又一實例中，使用確保增益之導數始終為正數(例如「Dx>0」或「DRx>0」)之最佳化約束可用於防止(或最小化)在經調整影像之區域內色調反轉之機會(例如，最大化所得色調曲線之單調性)。

此外，正斜率約束可用於確保任一所得色調曲線具有正斜率，而最小及/或最大斜率約束亦可用於進一步特徵化所得解。在一些實施例中，經判定增益之最小或最大值可用於確保所得色調曲線之斜率既不過淺亦不過陡。舉例而言，確保0.25之最小增益及4.0之最大增益可用於改進最佳化問題之所得解。可在問題求解期間或問題求解後應用此等最小及最大約束，且此等約束可利用一或多個二次規劃工具。另外，在一些實施例中，可調整所得解(作為增益、色調曲線及或查找表)以便增強所得色調曲線之平滑度。

如上文所述，在一些實施例中，可定義最佳化問題以判定局部色調曲線(例如，針對區塊及可能相鄰之區塊)。因此，在一些實施例中，可依據色調曲線(例如而非增益)來定義最佳化約束。

此外，特定最佳化問題及所使用之約束可隨不同實施例而變化。舉例而言，不同方程式及約束可用於針對具有不同呈現能力之不同類型顯示器(諸如LCD螢幕、電子紙、行動電話等)適當調整最終影像。此外，雖然上文依據增益及/或增益值描述實例最佳化及約束，但可在判定局部色調曲線而不判定增益值時使用類似最佳化及約束。

在已針對影像之每一邏輯區塊判定增益之集合後，彼等增益可用於產生針對每一區塊之局部色調曲線。舉例而言，根據一些實施例，若判定了包括直方圖之每一相應區間之一增益的增益集合，則使增益值乘以區間之相應亮度值(例如，由區間表示之範圍之平均數、均值或中心值)可產生各別邏輯區塊之局部色調曲線。在其他實施例中，在不首先判定增益之集合的情況下判定局部色調曲線，如上文所描述。隨後可使用局部色調曲線調整影像(例如，以執行局部色調映 射)，如下文將更詳細描述。

圖7係說明根據一實施例之用於將使用局部色調曲線計算之影像色調調整應用於影像之方法的一實施例的流程圖。如方塊700及方塊710中所示，可針對影像之每一像素判定明度值。

對於每一像素，可基於一或多個區塊之局部色調曲線產生像素之色調曲線。舉例而言，像素存在於之區塊之局部色調曲線以及可能地一或多個相鄰區塊之局部色調曲線可被組合為像素之單一局部色調曲線。在一實施例中，可基於根據像素距每一區塊之中心的距離加權個別局部色調曲線來產生內插之局部色調曲線，如下文將關於圖8更詳細描述。接著可基於所產生之色調曲線調整像素之明度值，如方塊730中所示。

請注意，雖然依據產生用於調整像素之單獨的新色調曲線及接著基於該新色調曲線調整像素之明度值進行描述，但在一些實施例中，區塊之個別局部色調曲線可用於調整像素之明度值而不實際上產生像素之單獨的新色調曲線。舉例而言，可加權待使用之每一局部色調曲線且以累積方式將其應用於像素之明度值，以使得對像素之明度值之總調整可如同產生單獨的新局部色調曲線一樣。

像素之經調整明度值可用於產生(或轉換為)像素之新色彩值，如方塊740中所示。舉例而言，像素之RGB值可轉換為明度值，其被基於內插之色調曲線調整且接著轉換回RGB值。請注意，根據各種實施例，可使用不同於RGB之其他色彩及/或亮度方案(或色彩空間)。

類似地，根據不同實施例，可產生像素之明度值且以各種方式中的任一者調整該明度值。雖然本文中所描述之實例可涉及使用色調曲線，但在一些實施例中，可產生及使用LUT或增益本身可用於以其他方式修改像素。舉例而言，並非將像素之RGB值轉換為明度值、根據經判定之增益值調整明度值及接著將明度值轉換回像素之RGB值， 在一些實施例中，可諸如藉由調整像素之個別RGB值在不同色彩空間內執行等效明度調整。

圖8係一邏輯方塊圖，其說明根據一實施例的基於局部色調曲線的像素調整。如上文所描述，在基於經計算之局部色調曲線(或增益值)執行對影像之色調調整時，可基於一個以上局部色調曲線調整每一像素。舉例而言，如圖8中所說明，影像800可已在邏輯上劃分為多個區塊且可已針對每一區塊產生局部色調曲線，如上文所描述。在基於局部色調曲線產生最終影像時，可使用多個區塊之色調曲線調整諸如像素850之單一像素。舉例而言，在一實施例中，諸如區塊810、820、830及840之四個不同邏輯區塊之局部色調曲線可用於調整像素850之明度值(且因此調整色彩值)。

大體言之，根據不同實施例，可使用各種技術中的任一者組合或應用用於調整像素850之色調曲線。舉例而言，在一實施例中，可根據像素850距相應區塊之中心的相對距離加權待使用之每一色調曲線。因此，在圖8中所說明之實例中，區塊810之色調曲線可為受到最大加權之色調曲線，而區塊840之色調曲線可為加權最少的。因此，根據一些實施例，可以一方式調整影像800之每一像素以幫助確保影像內之亮度變化的平滑度及幫助減少視覺假影(例如，光暈效應、環狀效應及/或其他對比度失真)之引入。

如上文關於圖7所述，在一實施例中，可基於多個局部色調曲線產生內插色調曲線，且內插色調曲線可用於調整影像800中之像素之明度值。在其他實施例中，可在不實際上產生單獨的內插色調曲線的情況下，諸如藉由將每一局部色調曲線個別地應用於像素來獲得相同結果。

在調整影像時將使用之局部色調曲線之數目以及藉以組合局部色調曲線之特定方式可隨不同實施例而變化。另外，注意，根據一些 實施例，局部色調曲線可被視為或可被轉換為用於調整像素之明度值之查找表(LUT)。

圖9係一邏輯方塊圖，其說明根據一個實施例的將使用局部色調曲線計算之影像色調調整應用於視訊串流。如圖9中所示及上文所述，本文中所描述之技術可在影像正被擷取(例如，即時)時抑或被擷取之後應用於作為視訊串流之部分之彼等影像。在一些實施例中，可作為數位攝影機內影像擷取管線之部分(諸如在攝影機影像感測器與影像儲存器之間)而執行影像色調調整。在將使用局部曲線計算之影像色調調整應用於即時視訊串流時，擷取視訊串流之速度可能防止在必須將影像儲存至記憶體之前每一影像受到分析及調整。因此，在一些實施例中，用於產生局部色調曲線之影像可不為(例如，在調整影像時)應用了該局部色調曲線之同一影像。大體言之，動態範圍及/或亮度位準在視訊圖框之間可能不會過多地變化。

如圖9中所示，所擷取之視訊串流900可包括諸如視訊影像910、915、920、925、930及935之多個影像圖框。在圖9中所說明之實例視訊串流中，視訊影像N可先於視訊影像N+1出現在視訊串流中，且視訊影像N+1可先於視訊影像n+2出現。因此，在圖9中，較早之視訊影像出現於圖中較高處且稍後之影像出現於圖中較低處。在將使用局部色調計算之影像色調調整應用於視訊串流中之影像時，可將相同技術重複應用於視訊串流中之連續影像。因此，在一實施例中，局部色調曲線940、945、950、955及960可分別應用於視訊影像915、920、925、930及935。因此，在一些實施例中，針對一影像計算之局部色調曲線可應用於調整稍後影像之明度範圍。

本文中針對使用局部色調曲線計算之影像色調調整所描述之技術可實施於廣泛多樣之計算器件中之任一者上。現轉至圖10，該圖說明經組態以實施如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調 調整之系統的一實施例。大體言之，圖10中所說明之電腦系統可為各種類型之計算器件中之任一者，包括但不限於：個人電腦系統、桌上型電腦、膝上型或筆記型電腦、主機電腦系統、手持計算器件、蜂巢式電話、智慧型電話、行動電話、工作站、網路電腦、消費型器件、應用程式伺服器、儲存器件、智慧型顯示器、周邊器件(諸如交換器、數據機、路由器等)或通常任一類型之計算器件。根據一實例實施例，圖10中所說明之系統可表示系統單晶片(SOC)。如名稱所暗示，SOC 1000之組件可整合至單個半導體基板上作為積體電路「晶片」。在一些實施例中，組件可實施於系統中之兩個或兩個以上離散晶片上。本文中將SOC 1000用作實例。

在所說明實施例中，SOC 1000之組件包括中央處理單元(CPU)複合體1020、晶片上周邊組件1040A至1040B(更簡稱為「周邊」)、記憶體控制器(MC)1030、通信網狀架構1010及影像色調調整器200(其本身可被視為周邊組件)。SOC 1000亦可耦接至額外組件，諸如耦接至記憶體1800及攝影機影像感測器250。組件1020、1030、1040A至1040B及200均可耦接至通信網狀架構1010。記憶體控制器1030可在使用期間耦接至記憶體1800，且周邊器件1040B可在使用期間耦接至外部介面1900。此外，影像色調調整器200可在使用期間耦接至攝影機影像感測器250。在所說明實施例中，CPU複合體1020包括一或多個處理器1024及二階(L2)快取記憶體1022。

周邊器件1040A至1040B可為包括在SOC 1000中之額外硬體功能性之任一集合。舉例而言，周邊器件1040A至1040B可包括經組態以在一或多個顯示器件上顯示視訊資料之顯示控制器、圖形處理單元(GPU)、視訊編碼器/解碼器、縮放器、旋轉器、混合器等。影像色調調整器200在一些實施例中可為諸如影像信號處理器之另一視訊周邊器件之部分，該影像信號處理器經組態以處理來自攝影機影像感測器 250(或其他影像感測器)之影像擷取資料。周邊器件亦可包括音訊周邊器件，諸如麥克風、揚聲器、至麥克風及揚聲器之介面、音訊處理器、數位信號處理器、混頻器等。周邊器件可包括用於在SOC 1000(例如周邊器件1040B)外部之各種介面1900之周邊器件介面控制器，介面1900包括諸如通用串列匯流排(USB)、包括高速PCI(PCIe)之周邊組件互連(PCI)、串列埠及並列埠等之介面。周邊器件可進一步包括諸如媒體存取控制器(MAC)之網路連接周邊器件。大體言之，根據各種實施例，可包括硬體之任一集合。

更特定言之，在圖10中，SOC 1000可包括影像色調調整器組件之至少一個例項，例如，如圖2中說明之影像色調調整器200，其包括諸如影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240之組件，該影像色調調整器可經組態以實施如本文中所描述之使用局部色調曲線計算之影像色調調整。

CPU複合體1020可包括充當SOC 1000之CPU的一或多個CPU處理器1024。系統之CPU可包括執行系統之主要控制軟體(諸如作業系統)之處理器。大體言之，在使用期間由CPU執行之軟體可控制系統之其他組件以實現系統之所要功能性。處理器1024亦可執行諸如應用程式之其他軟體。應用程式可提供使用者功能性且可依賴於作業系統進行較低層級的器件控制。因此，處理器1024亦可被稱為應用程式處理器。CPU複合體1020可進一步包括諸如L2快取記憶體1022及/或至系統之其他組件之介面(例如，至通信網狀架構1010之介面)的其他硬體。

大體言之，處理器可包括經組態以執行在由處理器實施之指令集架構中定義之指令的任何電路及/或微碼。指令及由處理器回應於執行該等指令而操作之資料通常可儲存於記憶體1800中，然而某些指令亦可經定義以用於對周邊器件之直接處理器存取。處理器可包含處 理器核心，其與其他組件一起實施於積體電路上作為系統單晶片(SOC 1000)或其他層級之整合。處理器可進一步包含離散微處理器、整合至多晶片模組實施中的處理器核心及/或微處理器、實施為多個積體電路之處理器等。

記憶體控制器1030通常可包括用於自SOC 1000之其他組件接收記憶體操作及用於存取記憶體1800以完成記憶體操作之電路。記憶體控制器1030可經組態以存取任何類型之記憶體1800。舉例而言，記憶體1800可為靜態隨機存取記憶體(SRAM)、諸如包括雙資料速率(DDR、DDR2、DDR3等)DRAM之同步DRAM(SDRAM)的動態RAM(DRAM)。可支援DDR DRAM之低功率/行動版本(例如，LPDDR、mDDR等)。記憶體控制器1030可包括用於記憶體操作之佇列，以用於排序(及可能重排序)操作及將操作提供至記憶體1800。記憶體控制器1030可進一步包括資料緩衝器以儲存等待寫入至記憶體之寫入資料及等待傳回至記憶體操作之源的讀取資料。在一些實施例中，記憶體控制器1030可包括記憶體快取以儲存最近存取之記憶體資料。在SOC實施中，例如，記憶體快取可藉由避免在預期不久將再次存取來自記憶體1800之資料的情況下重新存取來自記憶體1800之資料而減少SOC中之功率消耗。在一些情況下，記憶體快取亦可稱為系統快取記憶體，而非諸如L2快取記憶體1022或處理器1024中之快取記憶體的私用快取記憶體，該等快取記憶體僅服務於某些組件。另外，在一些實施例中，系統快取記憶體不需要定位於記憶體控制器1030內。

在實施例中，可按疊層晶片或疊層封裝組態將記憶體1800與SOC 1000封裝在一起。亦可使用SOC 1000及記憶體1800之多晶片模組組態。此等組態與傳輸至系統中之其他組件(例如，至端點16A至16B)相比可相對更安全(就資料可觀測性而言)。因此，受保護資料可未加密地駐存於記憶體1800中，而受保護資料可經加密以在SOC 1000與外 部端點之間交換。

通信網狀架構1010可為用於在SOC 1000之組件間通信之任何通信互連件及協定。通信網狀架構1010可為基於匯流排的，包括共用匯流排組態、縱橫式組態及具有橋接器之階層式匯流排。通信網狀架構1010亦可為基於封包的，且可為具有橋接器之階層式的、縱橫式的、點對點式的或其他互連件。

應注意，SOC 1000之組件之數目(及圖10中所展示之諸如在CPU複合體1020內之彼等組件之子組件的數目)可隨不同實施例而變化。每一組件/子組件之數目可能比圖10中展示之數目多或少。

在一些實施例中，本文中所描述之方法可藉由電腦程式產品或軟體實施。在一些實施例中，非暫時性電腦可讀儲存媒體在其上可能已儲存有指令，該等指令可用於程式化一電腦系統(或其他電子器件)以執行一些或全部本文中所描述之技術。電腦可讀儲存媒體可包括用於以機器(例如，電腦)可讀之形式(例如，軟體、處理應用程式)儲存資訊的任何機構。機器可讀媒體可包括但不限於：磁性儲存媒體(例如，軟磁片)；光學儲存媒體(例如，CD-ROM)；磁光學儲存媒體；唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；可抹除可程式化記憶體(例如，EPROM及EEPROM)；快閃記憶體；適用於儲存程式指令之電性媒體或其他類型之媒體。另外，可使用光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)來傳達程式指令。

電腦系統1100可包括處理器單元1020(可能包括多個處理器、單執行緒處理器、多執行緒處理器、多核心處理器等)，該處理器單元可經組態以執行諸如影像色調調整器200、影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240之一或多個模組，該一或多個模組可存在於儲存在同一電腦系統之記憶體1800中之程式指令內或可存在於儲存在類似或不同於電腦系統1000之 另一電腦系統之記憶體內的程式指令內。在一些實施例中，經組態以實施使用局部色調曲線計算之影像色調調整之各種組件可為一起工作之不同電腦系統之部分。舉例而言，在一實施例中，電腦系統800可包括影像資料處理器210，而在其他實施例中，電腦系統1000可包括目標明度組件220。在其他實施例中，電腦系統1000可包括影像資料處理器210與諸如在影像色調調整器200內之影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240兩者。

系統記憶體1800可包括經組態以實施本文中針對使用局部色調曲線計算之影像色調調整所描述之一些或全部技術的程式指令(根據本文中所描述之實施例中之任一者)。舉例而言，記憶體1800可包括程式碼以實施及/或執行影像色調調整器200之任一或全部組件。

在各種實施例中，影像色調調整器200、影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240及/或該等組件之個別子模組可各自以各種程式設計語言或方法中之任一者實施。舉例而言，在一實施例中，影像色調調整器200、影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240可為基於JAVA的，而在另一實施例中，影像色調調整器200、影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240可使用C或C++或組合程式設計語言撰寫。此外，在一些實施例中，影像色調調整器200、影像資料處理器210、目標明度組件220、直方圖產生器230及/或局部色調曲線產生器240以及以上各者之各種子模組可不使用相同程式設計語言實施。

雖然本文中已參考具體實施例及在具體實施例之上下文中描述各種系統及方法，但將理解，此等實施例為說明性的且本發明之範疇不限於此等具體實施例。許多變化、修改、添加及改良係可能的。舉 例而言，在描述中識別之區塊及邏輯單元係用於理解所描述之實施例且不意欲限制本發明。功能性可在本文中所描述之系統及方法之各種實現中以不同方式在區塊中分離或組合，或用不同術語加以描述。

此等實施例意欲係說明性的且並非限制性的。因此，可為本文中描述為單一例項之組件提供多個例項。各種組件、操作及資料儲存之間的界限略具任意性，且在具體說明性組態之上下文中說明特定操作。預期功能性之其他分配，且該等其他分配可在以下申請專利範圍之範疇內。最終，在例示性組態中呈現為離散組件之結構及功能性可作為組合結構或組件來實施。此等及其他變化、修改、添加及改良可在如以下申請專利範圍中所定義之本發明之範疇內。

儘管上文已詳細地描述了實施例，但一旦完全理解以上揭示內容便將明顯看出眾多變化及修改。希望將以下申請專利範圍解釋為涵蓋所有此等變化及修改。

100‧‧‧輸入影像

110‧‧‧亮度表示

120‧‧‧直方圖

130‧‧‧所要亮度表示

140‧‧‧局部色調曲線

150‧‧‧輸出影像

Claims (20)

1. 一種系統，其包含：一影像資料處理器，其經組態以：自一攝影機影像感測器接收影像資料；基於該接收到的影像資料產生一影像之包含明度資料的一亮度表示；及基於該接收到的影像資料，針對該影像之複數個區塊中之每一者產生一各別明度直方圖；一目標明度組件，其經組態以：修改該亮度表示之該明度資料，以使得該經修改之亮度表示包含針對該複數個區塊中之每一者之目標明度值；及一局部色調曲線產生器，其經組態以：判定針對該複數個區塊中之每一者之一或多個色調調整值，其中針對一區塊之該等色調調整值在聯合應用於該區塊及一或多個相鄰區塊之該等各別明度直方圖時產生匹配該區塊及該等相鄰區塊之各別目標明度值的明度值；其中該影像資料處理器經進一步組態以：基於該一或多個色調調整值調整一當前影像之影像資料。
2. 如請求項1之系統，其中為了判定針對該複數個區塊中之每一者之該一或多個色調調整值，該局部色調曲線產生器經進一步組態以：根據一或多個最佳化約束將一最佳化求解技術應用於一欠約束最佳化問題，其中該欠約束最佳化問題定義該區塊之該等目標明度值、該等色調調整值與該區塊及一或多個相鄰區塊之各別明度直方圖之間的一關係。
3. 如請求項2之系統，其中為了應用該最佳化求解技術，該局部色 調曲線產生器經進一步組態以：應用一或多個問題求解演算法，以使得該一或多個最佳化約束得以最小化。
4. 如請求項2之系統，其中針對每一區塊之該明度直方圖包含針對複數個區間中之每一者之明度分佈資訊，且其中該經定義之關係包含針對該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者的各別明度分佈資訊、針對每一區間之該等明度值、該一或多個色調調整值與該等目標明度值之間的一關係。
5. 如請求項1之系統，其中該影像資料處理器經進一步組態以接收由該攝影機影像感測器擷取之一視訊串流中之複數個影像中之每一者的影像資料，其中該當前影像係該視訊串流中之該複數個影像中之一者，且其中該接收到的影像資料係針對先於該當前影像出現在該視訊串流中之一影像。
6. 如請求項1之系統，其中為了判定針對該複數個區塊中之每一者之該一或多個色調調整值，該局部色調曲線產生器經進一步組態以產生針對該區塊之一局部色調曲線。
7. 如請求項1之系統，其中該影像資料處理器經進一步組態以產生該影像之一減少取樣版本，其中該減少取樣版本包含該影像之該亮度表示；其中該目標明度組件經進一步組態以至少部分基於該亮度表示來產生針對該複數個區塊中之每一者之該等目標明度值；及其中為了產生該等目標明度值，該局部色調曲線產生器經進一步組態以產生包含該等目標明度值之該減少取樣版本之一目標版本，以使得該減少取樣版本之一或多個目標明度值對應於該影像之該複數個區塊中之每一者。
8. 如請求項7之系統，其中為了產生該等目標明度值，該局部色調曲線產生器經進一步組態以判定該等目標明度值，以使得一總 明度範圍相比於針對一影像之該亮度表示的一總明度範圍減小。
9. 一種方法，其包含：藉由一計算器件執行以下操作：自一攝影機影像感測器接收影像資料；基於該接收到的影像資料產生一影像之包含明度資料的一亮度表示；基於該接收到的影像資料針對該影像之複數個區塊中之每一者產生一各別明度直方圖；修改該亮度表示之該明度資料，以使得該經修改之亮度表示包含針對該複數個區塊中之每一者之目標明度值；判定針對該複數個區塊中之每一者之一或多個色調調整值，其中針對一區塊之該等色調調整值在聯合應用於該區塊及一或多個相鄰區塊之該等各別明度直方圖時產生匹配該區塊及該等相鄰區塊之各別目標明度值的明度值；及基於該一或多個色調調整值調整一當前影像之影像資料。
10. 如請求項9之方法，其中該判定一或多個色調調整值包含：定義該區塊之該等目標明度值、該一或多個色調調整值與各別明度直方圖資訊之間的一關係，其中該經定義之關係包含一欠約束最佳化問題；及根據一或多個最佳化約束將一最佳化求解技術應用於該經定義之關係。
11. 如請求項10之方法，其中針對每一區塊之該直方圖資訊包含針對複數個區間中之每一者之明度分佈資訊，且其中該經定義之關係包含針對該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者的各別明度分佈資訊、針對每一區間之明度值、該一或多個色調調整 值與該等目標明度值之間的一關係。
12. 如請求項10之方法，其中該應用一最佳化求解技術包含應用一或多個問題求解演算法，以使得該一或多個最佳化約束得以最小化。
13. 如請求項12之方法，其中該一或多個色調調整值包含一局部色調曲線且其中該一或多個最佳化約束包含：對該局部色調曲線之一最小斜率約束；或對該局部色調曲線之一最大斜率約束。
14. 如請求項9之方法，其中該判定一或多個色調調整值包含：產生針對該區塊之一局部色調曲線。
15. 如請求項9之方法，其中該判定一或多個色調調整值包含：產生針對該複數個區塊中之每一者之一或多個增益的一集合，該等增益在聯合應用於該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者之該等各別直方圖資訊時產生針對該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者之新明度值，該等新明度值匹配該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者之該等各別目標明度值，其中執行一或多個色調調整包含基於該等局部色調曲線調整該影像。
16. 一種儲存程式指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體，該等程式指令在一計算器件上執行時可使該計算器件執行以下操作：自一攝影機影像感測器接收影像資料；基於該接收到的影像資料產生一影像之包含明度資料的一亮度表示；基於該接收到的影像資料，針對該影像之複數個區塊中之每一者產生一各別明度直方圖；修改該亮度表示之該明度資料，以使得該經修改之亮度表示包含針對該複數個區塊中之每一者之目標明度值； 判定針對該複數個區塊中之每一者之一或多個色調調整值，其中針對一區塊之該等色調調整值在聯合應用於該區塊及一或多個相鄰區塊之該等各別明度直方圖時產生匹配該區塊及該等相鄰區塊之各別目標明度值的明度值；及基於該一或多個色調調整值調整一當前影像之影像資料。
17. 如請求項16之媒體，其中該判定一或多個色調調整值包含：定義該區塊之該等目標明度值、該一或多個色調調整值與各別明度直方圖資訊之間的一關係，其中該經定義之關係包含一欠約束最佳化問題；及根據一或多個最佳化約束將一最佳化求解技術應用於該經定義之關係。
18. 如請求項17之媒體，其中針對每一區塊之該直方圖資訊包含針對複數個區間中之每一者之明度分佈資訊，且其中該經定義之關係包含針對該區塊及該一或多個相鄰區塊中之每一者的各別明度分佈資訊、針對每一區間之明度值、該一或多個色調調整值與該等目標明度值之間的一關係。
19. 如請求項17之媒體，其中該應用一最佳化求解技術包含：應用一或多個問題求解演算法，以使得該一或多個最佳化約束得以最小化。
20. 如請求項19之媒體，其中該一或多個色調調整值包含一局部色調曲線且其中該一或多個最佳化約束包含：對該局部色調曲線之一最小斜率約束；或對該局部色調曲線之一最大斜率約束。