TWI720628B - 一種視頻圖像亮度、對比度增強方法、存儲介質及電子設備 - Google Patents

一種視頻圖像亮度、對比度增強方法、存儲介質及電子設備 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種視頻圖像亮度及對比度增強方法及裝置，根據待處理圖像幀的亮度分量確定待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度及對比度增強處理，相對於現有技術常用的亮度、對比度增強技術來說，有較好的亮度、對比度增強效果。

Description

一種視頻圖像亮度、對比度增強方法及裝置、存儲介質及電子設備
本發明要求於2018年12月26日提交中國專利局，申請號201811603253.2，發明名稱為“視頻圖像亮度、對比度增強方法及裝置”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本發明中。
本發明涉及影像處理技術領域，更具體的說，是涉及一種視頻圖像亮度、對比度增強方法及裝置。
視訊訊號在傳輸、接收和處理過程中會造成圖像品質的下降，導致畫面顯示效果較差，無法滿足用戶對高清晰、高畫質的視覺要求。現有技術中，多採用圖像增強技術提升畫面的顯示效果。圖像增強技術是根據實際需要對圖像進行亮度、對比度增強處理，從而得到相對具體應用來說視覺效果更好的、更有用的圖像。
目前常用的視頻圖像亮度、對比度增強技術，有的在對圖像進行亮度、對比度增強處理的過程中容易增強雜訊，有的在對圖像進行亮度、對比度增強處理的過程中容易丟失圖像細節，有的在對圖像進行亮度、對比度增強處理的過程中容易產生顏色失真，有的在對圖像進行亮度、對比度增強處理的過程中需要大量複雜的運算，不能滿足視頻影像處理的即時性要求，上述各種情況對亮度、對比度增強效果都造成了不好的影響。
因此，如何提升視頻中圖像幀的顯示效果，同時滿足視 頻處理即時性成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
鑒於上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的視頻圖像亮度、對比度增強方法及裝置。具體方案如下：一種視頻圖像亮度、對比度增強方法，所述方法包括：獲取待處理圖像幀的亮度分量；根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
可選地，所述根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點，包括：根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型；確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式；根據所述目標設定方式確定所述待處理圖像幀的拐點及截斷點。
可選地，所述根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型，包括：對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果；根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的趨勢標記值，所述趨勢標記值包括低亮度標記值、中亮度標記值以及高亮度標記值；根據所述待處理圖像幀的趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型。
可選地，所述對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果，包括：從所述待處理圖像幀的第一個像素點開始，到最後一個像素點結束，依次確定當前像素點的亮度分量的亮度值落入第n個灰度級，n為大於等 於1小於等於32的整數；將所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器加一，判斷所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值是否等於所述待處理圖像幀的寬度，當所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值等於所述待處理圖像幀的寬度時，將所述第n個灰度級對應的第二級統計計數器加一；確定32個灰度級中包含的32個第一級統計計數器的值以及32個第二級統計計數器的值為統計結果。
可選地，所述根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的趨勢標記值，包括：計算所述32個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_all；計算下段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_l；計算中段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_m；計算上段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_h；所述下段灰度級為第1個灰度級至第16個灰度級，所述中段灰度級為第9個灰度級至第24個灰度級，所述下段灰度級為第17個灰度級至第32個灰度級；根據如下等式計算所述待處理圖像幀的趨勢標記值：
Figure 108134455-A0305-02-0005-1
Figure 108134455-A0305-02-0005-2
Figure 108134455-A0305-02-0005-3
其中，ted_l為低亮度標記、ted_m為中亮度標記、ted_h為高亮度標記。
可選地，所述根據所述待處理圖像幀的像素集中分佈區域以及所述待處理圖像幀的趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型，包括： 當所述ted_l等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第一類型；所述第一類型對應的像素集中分佈區域為0至63區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第二類型；所述第二類型對應的像素集中分佈區域為64至127區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第三類型；所述第三類型對應的像素集中分佈區域為0至127區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第四類型；所述第四類型對應的像素集中分佈區域為192至255區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第五類型；所述第五類型對應的像素集中分佈區域為128至191區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第六類型；所述第六類型對應的像素集中分佈區域為128至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第七類型；所述第七類型對應的像素集中分佈區域為64至191區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於1，確定所述待處理圖像幀的類型為第八類型；所述第八類型對應的像素集中分佈區域為0至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於2，確定所述待處理圖像幀的類型為第九類型；所述第九類型對應的像素集中分佈區域為0至64區間和192至255區間。
可選地，確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式，包括：當所述待處理圖像幀的類型為所述第一類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至63區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過12個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第二類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過36個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第三類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過68個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第四類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過32個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過12個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第五類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過40個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第六類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過68個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過63個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第七類型時，確定所 述目標設定方式為：拐點為所述64至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過20個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過20個亮度差；且包含所述64至191區間；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第八類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點為0和255，區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第九類型時，確定所述目標設定方式為：拐點2個分別為所述0至64區間和所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點選取上包含所述0至64區間和所述192至255區間，區間內k取1.125或1.25；其中，所述k為斜率。
一種視頻圖像亮度、對比度增強裝置，所述裝置包括：亮度分量獲取單元，用於獲取待處理圖像幀的亮度分量；參數確定單元，用於根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；分段線性函數確定單元，用於根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；亮度、對比度增強處理單元，用於根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
一種存儲介質，其上存儲有程式，該程式被處理器執行時實現如上所述的視頻圖像亮度、對比度增強方法。
一種電子設備，所述電子設備包括記憶體和處理器，所述記憶體用於存儲程式，所述處理器用於運行程式，其中，所述程式運行時執行如上所述的視頻圖像亮度、對比度增強方法。
借由上述技術方案，本發明提供的亮度、對比度增強方法及裝置，根據待處理圖像幀的亮度分量確定待處理圖像幀的拐點、截斷 點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理，相對於現有技術常用的亮度、對比度增強技術來說，有較好的亮度、對比度增強效果。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。
a、b、d1、d2、d3、d4:截斷點
c、g1、g2:拐點
k:斜率
Ymin:亮度分量最小值
Ymax:亮度分量最大值
S101、S102、S103、S104、S501、S502、S503、S601、S602、S602:步驟
71:亮度分量獲取單元
72:參數確定單元
73:分段線性函數確定單元
74:亮度、對比度增強處理單元
通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術入員將變得清楚明瞭。圖式僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。而且在整個圖式中，用相同的參考符號表示相同的部件。在圖式中：第1圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度、對比度增強方法的流程示意圖；第2圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度、對比度增強方法的拐點及截斷點示意圖；第3圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度、對比度增強方法的分段線性函數示意圖；第4圖為本發明實施例公開的又一種視頻圖像亮度、對比度增強方法的分段線性函數示意圖；第5圖為本發明實施例公開的一種確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點的方法的流程示意圖；第6圖為本發明實施例公開的一種確定待處理圖像幀的類型的方法的流程示意圖； 第7圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度、對比度增強裝置的結構示意圖。
下面將參照圖式更詳細地描述本發明的示例性實施例。雖然圖式中顯示了本發明的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本發明而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發明，並且能夠將本發明的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
請參閱第1圖，第1圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度對比度增強方法的流程示意圖，該方法包括：步驟S101：獲取待處理圖像幀的亮度分量；在一種可實施方式中，可先獲取待處理圖像幀，待處理圖像幀是視頻圖像中的任意一幀，當待處理圖像幀的顏色空間為YCbCr顏色空間時，則直接獲取所述待處理圖像幀中全部像素的亮度分量作為所述待處理圖像幀的亮度分量；當所述待處理圖像幀的顏色空間為RGB(紅綠藍，red green blue)顏色空間時，先根據轉換等式將所述待處理圖像幀的顏色空間轉換為YCbCr顏色空間，再獲取所述待處理圖像幀中全部像素的亮度分量作為所述待處理圖像幀的亮度分量。
在一種可實施方式中，轉換等式具體如下：Y=0.257R+0.504G+0.098B
Cb=0.439R+0.368G+0.071B
Cr=0.148R+0.291G+0.439B
其中，Y指亮度分量，Cb指藍色色度分量，Cr指紅色色度分量；R指紅色通道的顏色分量，G指綠色通道的顏色分量，B指藍色通道的顏色分量。
步驟S102：根據所述亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值； 在一種可實施方式中，拐點及截斷點限定了所述待處理圖像幀的需要增強對比度的亮度分量區間，所述拐點為所述待處理圖像幀的需要增強對比度的亮度分量區間中輸入亮度分量等於輸出亮度分量的點；所述截斷點為所述待處理圖像幀的需要增強對比度的亮度分量區間的邊界點。如第2圖所示，未進行亮度、對比度增強處理的圖像的線性函數斜率為k=1，需要增強對比度時提升線性函數斜率k>1，需要降低對比度時，降低線性函數斜率k<1，第2圖中，3條斜率直線的交點c即為拐點，c兩側的a、b兩點為截斷點。
步驟S103：根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；作為一種可實施方式，請參閱第3圖和第4圖，第3圖和第4圖中Ymin為亮度分量最小值，Ymax為亮度分量最大值，g1、g2為拐點，d1、d2、d3、d4為截斷點，根據直線兩點式方程，
Figure 108134455-A0305-02-0011-4
確定分段線性函數。
第3圖表示一個拐點場景，則根據直線兩點式方程(x,y)表示輸入輸出，(x1,y1)和(x2,y2)分別為，(Ymin,Ymin)和(d1,dy1)點，(d1,dy1)和(d2,dy2)點，(d2,dy2)和(Ymax,Ymax)點。
第4圖表示兩個拐點場景，則根據直線兩點式方程(x,y)表示輸入輸出，(x1,y1)和(x2,y2)分別為，(Ymin,Ymin)和(d1,dy1)點，(d1,dy1)和(d2,dy2)點，(d2,dy2)和(d3,dy3)點，(d3,dy3)和(d4,dy4)點，(d4,dy4)和(Ymax,Ymax)點。
作為一種可實施方式，根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的亮度分量最大值以及亮度分量最小值，包括：確定所述待處理圖像幀的各個像素的亮度分量的亮度值中的最大值為所述待處理圖像幀的亮度分量最大值；確定所述待處理圖像幀的各個像素的亮度分量的亮度值中的最小值為 所述待處理圖像幀的亮度分量最小值。
步驟S104：根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
本發明實施例公開的視頻圖像亮度、對比度增強方法，根據待處理圖像幀的亮度分量確定待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理，相對於現有技術常用的亮度、對比度增強技術來說，有較好的亮度、對比度增強效果。
作為一種優選實施例，當需要進行黑電平擴展時，本發明降低Ymin的亮度值最低為Ymin/2。當需要進行白電平擴展時，本發明提升Ymax亮度值最高為Ymax+(255-Ymax)/2。
請參閱第5圖，第5圖為本發明實施例公開的一種確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點的方法的流程示意圖，該方法包括：步驟S501：根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型；步驟S502：確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式；步驟S503：根據所述目標設定方式確定所述待處理圖像幀的拐點及截斷點。
需要說明的是，所述待處理圖像幀的拐點及截斷點的確定受所述待處理圖像幀的類型約束，不同的類型對應不同的目標設定方式用於確定不同的拐點及截斷點。
請參閱第6圖，第6圖為本發明實施例公開的一種確定待處理圖像幀的類型的方法的流程示意圖，該方法包括：步驟S601：對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果；所述待處理圖像幀的亮度分量的亮度值在0至255間， 即256個灰度，在本發明中，從0亮度值到255亮度值，依次按照8個亮度值為一個灰度級，即，亮度值為0至7的為第1個灰度級(記為灰度級0)，亮度值為8至15的為第2個灰度級(記為灰度級1)，......，亮度值為248至255的為第32個灰度級(記為灰度級31)，每個灰度級都對應兩個統計計數器，即第一級統計計數器以及第二級統計計數器。將32個灰度級分為三段，第1個灰度級至第16個灰度級為下段、第9個灰度級至第24個灰度級為中段，第17個灰度級至第32個灰度級為上段。
在一種可實施方式中，所述對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果，包括：從所述待處理圖像幀的第一個像素點開始，到最後一個像素點結束，依次確定當前像素點的亮度分量的亮度值落入第n個灰度級，n為大於等於1小於等於32的整數；將所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器加一，判斷所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值是否等於所述待處理圖像幀的寬度，當所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值等於所述待處理圖像幀的寬度時，將所述第n個灰度級對應的第二級統計計數器加一；確定32個灰度級中包含的32個第一級統計計數器的值以及32個第二級統計計數器的值為統計結果。
步驟S602：根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的趨勢標記值。
所述趨勢標記值包括低亮度標記值、中亮度標記值以及高亮度標記值；在一種可實施方式中，計算所述32個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_all；計算下段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_l；計算中段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_m；計算上段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_h；所述下段灰度級為第1個灰度級至第16個灰度級，所述中段灰度級為第9個灰度級至第24個灰度級，所述下段 灰度級為第17個灰度級至第32個灰度級；根據如下等式計算所述待處理圖像幀的趨勢標記值：
Figure 108134455-A0305-02-0014-5
Figure 108134455-A0305-02-0014-6
Figure 108134455-A0305-02-0014-7
其中，ted_l為低亮度標記、ted_m為中亮度標記、ted_h為高亮度標記。
步驟S603：根據所述待處理圖像幀的趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型。
在一種可實施方式中，當所述ted_l等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第一類型；所述第一類型對應的像素集中分佈區域為0至63區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第二類型；所述第二類型對應的像素集中分佈區域為64至127區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第三類型；所述第三類型對應的像素集中分佈區域為0至127區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第四類型；所述第四類型對應的像素集中分佈區域為192至255區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第五類型；所述第五類型對應的像素集中分佈區域為128至191區間； 當所述ted_h等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第六類型；所述第六類型對應的像素集中分佈區域為128至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第七類型；所述第七類型對應的像素集中分佈區域為64至191區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於1，確定所述待處理圖像幀的類型為第八類型；所述第八類型對應的像素集中分佈區域為0至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於2，確定所述待處理圖像幀的類型為第九類型；所述第九類型對應的像素集中分佈區域為0至64區間和192至255區間。
在一種可實施方式中，所述確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式，包括：當所述待處理圖像幀的類型為所述第一類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至63區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過12個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第二類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過36個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第三類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過68個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第四類型時，確定所 述目標設定方式為：拐點為所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過32個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過12個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第五類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過40個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第六類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過68個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過63個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第七類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過20個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過20個亮度差；且包含所述64至191區間；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第八類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點為0和255，區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第九類型時，確定所述目標設定方式為：拐點2個分別為所述0至64區間和所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點選取上包含所述0至64區間和所述192至255區間，區間內k取1.125或1.25；其中，所述k為斜率。
作為一種示例性描述，第一類型對應的目標設定方式中，0至63區間對應第1個灰度級至第8個灰度級，包含8個第二級統計計數器，所述8個第二級統計計數器中，第1個灰度級(包含亮度值為0至7) 對應的第二級統計計數器的值最大，則第二級統計數器最大值對應的中間亮度點為4，即7/2，向上取整。
請參閱第7圖，第7圖為本發明實施例公開的一種視頻圖像亮度、對比度增強裝置的結構示意圖，該裝置包括：亮度分量獲取單元71，用於獲取待處理圖像幀的亮度分量；參數確定單元72，用於根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值；分段線性函數確定單元73，用於根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；亮度、對比度增強處理單元74，用於根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
可選地，所述參數確定單元72，具體包括：類型確定子單元，用於根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型；設定方式確定子單元，用於確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式；參數確定子單元，用於根據所述目標設定方式確定所述待處理圖像幀的拐點及截斷點。
可選地，所述類型確定子單元，具體用於：對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果；根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的像素集中分佈區域及趨勢標記值，所述趨勢標記值包括低亮度標記值、中亮度標記值以及高亮度標記值；根據所述待處理圖像幀的像素集中分佈區域以及所述趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型。
可選地，所述類型確定子單元，具體用於：從所述待處理圖像幀的第一個像素點開始，到最後一個像素點結束， 依次確定當前像素點的亮度分量的亮度值落入第n個灰度級，n為大於等於1小於等於32的整數；將所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器加一，判斷所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值是否等於所述待處理圖像幀的寬度，當所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值等於所述待處理圖像幀的寬度時，將所述第n個灰度級對應的第二級統計計數器加一；確定32個灰度級中包含的32個第一級統計計數器的值以及32個第二級統計計數器的值為統計結果。
可選地，所述類型確定子單元，具體用於：計算所述32個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_all；計算下段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_l；計算中段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_m；計算上段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_h；所述下段灰度級為第1個灰度級至第16個灰度級，所述中段灰度級為第9個灰度級至第24個灰度級，所述下段灰度級為第17個灰度級至第32個灰度級；根據如下等式計算所述待處理圖像幀的趨勢標記值：
Figure 108134455-A0305-02-0018-8
Figure 108134455-A0305-02-0018-9
Figure 108134455-A0305-02-0018-10
其中，ted_l為低亮度標記、ted_m為中亮度標記、ted_h為高亮度標記。
可選地，所述類型確定子單元，具體用於：當所述ted_l等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第一類型；所述第一類型對應的像 素集中分佈區域為0至63區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第二類型；所述第二類型對應的像素集中分佈區域為64至127區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第三類型；所述第三類型對應的像素集中分佈區域為0至127區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第四類型；所述第四類型對應的像素集中分佈區域為192至255區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第五類型；所述第五類型對應的像素集中分佈區域為128至191區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第六類型；所述第六類型對應的像素集中分佈區域為128至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第七類型；所述第七類型對應的像素集中分佈區域為64至191區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於1，確定所述待處理圖像幀的類型為第八類型；所述第八類型對應的像素集中分佈區域為0至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於2，確定所述待處理圖像幀的類型為第九類型；所述第九類型對應的像素集中分佈區域為0至64區間和192至255區間。
可選地，所述設定方式確定子單元，具體用於：當所述待處理圖像幀的類型為所述第一類型時，確定所 述目標設定方式為：拐點為所述0至63區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過12個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第二類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過36個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第三類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過68個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第四類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過32個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過12個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第五類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過40個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第六類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過68個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過63個亮度差；區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第七類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過20個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過20個亮度差；且包含所述64至191區間；區間內 k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第八類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點為0和255，區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第九類型時，確定所述目標設定方式為：拐點2個分別為所述0至64區間和所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點選取上包含所述0至64區間和所述192至255區間，區間內k取1.125或1.25；其中，所述k為斜率。
需要說明的是，上述各個單元的具體功能實現已在方法實施例中詳細說明，本實施例不再贅述。
所述視頻圖像亮度對比度增強裝置包括處理器和記憶體，上述各個單元均作為程式單元存儲在記憶體中，由處理器執行存儲在記憶體中的上述程式單元來實現相應的功能。
處理器中包含內核，由內核去記憶體中調取相應的程式單元。內核可以設置一個或以上，通過調整內核參數來提升亮度、對比度增強的效果。
記憶體可能包括電腦可讀介質中的非永久性記憶體，隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)和/或非易失性記憶體等形式，如唯讀記憶體(ROM，Read-Only Memory)或快閃記憶體(flash RAM)，記憶體包括至少一個存儲晶片。
本發明實施例提供了一種存儲介質，其上存儲有程式，該程式被處理器執行時實現所述視頻圖像亮度對比度增強方法。
本發明實施例提供了一種處理器，所述處理器用於運行程式，其中，所述程式運行時執行所述視頻圖像亮度對比度增強方法。
本發明實施例提供了一種電子設備，電子設備包括處理器、記憶體及存儲在記憶體上並可在處理器上運行的程式，處理器執行程 式時實現所述視頻圖像亮度對比度增強方法中的步驟。
本文中的電子設備可以是伺服器、PC、PAD、手機等。
本發明還提供了一種電腦程式產品，當在資料處理設備上執行時，適於執行初始化有如所述視頻圖像亮度對比度增強方法中的步驟的程式。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用電腦、專用電腦、嵌入式處理機或其他可程式設計資料處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計資料處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些電腦程式指令也可存儲在能引導電腦或其他可程式設計資料處理設備以特定方式工作的電腦可讀記憶體中，使得存儲在該電腦可讀記憶體中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些電腦程式指令也可裝載到電腦或其他可程式設計資料處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生電腦實現的處理，從而在電腦或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個 方框中指定的功能的步驟。
在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出介面、網路介面和記憶體。
記憶體可能包括電腦可讀介質中的非永久性記憶體，隨機存取記憶體(RAM)和/或非易失性記憶體等形式，如唯讀記憶體(ROM)或快閃記憶體(flash RAM)。記憶體是電腦可讀介質的示例。
電腦可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現資訊存儲。資訊可以是電腦可讀指令、資料結構、程式的模組或其他資料。電腦的存儲介質的例子包括，但不限於相變記憶體(PRAM，Phase-change memory)、靜態隨機存取記憶體(SRAM，Static Random Access Memory)、動態隨機存取記憶體(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、其他類型的隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電可擦除可程式設計唯讀記憶體(EEPROM，Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)、快閃記憶體或其他記憶體技術、唯讀光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、數位多功能光碟(DVD)或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁片存儲或其他磁性存放裝置或任何其他非傳輸介質，可用於存儲可以被計算設備訪問的資訊。按照本文中的界定，電腦可讀介質不包括暫存電腦可讀媒體(transitory media)，如調變的資料信號和載波。
還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，並不排除在包括要素的過程、方法、商品或者設備中還存在另外的相同要素。
本領域技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實 施例或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。
以上僅為本發明的實施例而已，並不用於限制本發明。對於本領域技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的申請專利範圍之內。
S101、S102、S103、S104:步驟

Claims (10)

  1. 一種視頻圖像亮度、對比度增強方法，其特徵在於，所述方法包括：獲取待處理圖像幀的亮度分量；根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值，其中，所述拐點為所述待處理圖像幀的需要增強對比度的亮度分量區間中輸入亮度分量等於輸出亮度分量的點；根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點，包括：根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型；確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式；根據所述目標設定方式確定所述待處理圖像幀的拐點及截斷點。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，所述根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的類型，包括：對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果；根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的趨勢標記值，所述趨勢標記值包括低亮度標記值、中亮度標記值以及高亮度標記值；根據所述待處理圖像幀的趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的方法，其中，所述對所述待處理圖像幀的亮度分量進行統計，得到統計結果，包括：從所述待處理圖像幀的第一個像素點開始，到最後一個像素點結束，依次確定當前像素點的亮度分量的亮度值落入第n個灰度級，n為大於等 於1小於等於32的整數；將所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器加一，判斷所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值是否等於所述待處理圖像幀的寬度，當所述第n個灰度級對應的第一級統計計數器的值等於所述待處理圖像幀的寬度時，將所述第n個灰度級對應的第二級統計計數器加一；確定32個灰度級中包含的32個第一級統計計數器的值以及32個第二級統計計數器的值為統計結果。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的方法，其中，所述根據所述統計結果確定所述待處理圖像幀的趨勢標記值，包括：計算所述32個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_all；計算下段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_l；計算中段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_m；計算上段灰度級中包含的16個第二級統計計數器的值的和，記為sum2_h：所述下段灰度級為第1個灰度級至第16個灰度級，所述中段灰度級為第9個灰度級至第24個灰度級，所述下段灰度級為第17個灰度級至第32個灰度級；根據如下等式計算所述待處理圖像幀的趨勢標記值：
    Figure 108134455-A0305-02-0026-11
    Figure 108134455-A0305-02-0026-12
    Figure 108134455-A0305-02-0026-13
     其中，ted_l為低亮度標記、ted_m為中亮度標記、ted_h為高亮度標記。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，所述根據所述待處理圖像幀的趨勢標記值確定所述待處理圖像幀的類型，包括： 當所述ted_l等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第一類型：所述第一類型對應的像素集中分佈區域為0至63區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第二類型；所述第二類型對應的像素集中分佈區域為64至127區間；當所述ted_l等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_h等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第三類型；所述第三類型對應的像素集中分佈區域為0至127區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於0，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第四類型；所述第四類型對應的像素集中分佈區域為192至255區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於1，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第五類型；所述第五類型對應的像素集中分佈區域為128至191區間；當所述ted_h等於1，所述ted_m等於2，且所述ted_l等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第六類型；所述第六類型對應的像素集中分佈區域為128至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於0，確定所述待處理圖像幀的類型為第七類型；所述第七類型對應的像素集中分佈區域為64至191區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於1，確定所述待處理圖像幀的類型為第八類型；所述第八類型對應的像素集中分佈區域為0至255區間；當所述ted_l等於0，ted_h等於0，且ted_m等於2，確定所述待處理圖像幀的類型為第九類型；所述第九類型對應的像素集中分佈區域為0至64區間和192至255區間。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的方法，其中，確定與所述待處理圖像幀的類型對應的目標設定方式，包括：當所述待處理圖像幀的類型為所述第一類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至63區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過12個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第二類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過36個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第三類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至127區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過36個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過68個亮度差：區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第四類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過32個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過12個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第五類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過40個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過32個亮度差；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第六類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述128至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過68個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過63個亮度差；區間內k取1.125或1.25； 當所述待處理圖像幀的類型為所述第七類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述64至191區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，下截斷點與拐點距離不超過20個亮度差，上截斷點與拐點距離不超過20個亮度差；且包含所述64至191區間；區間內k取1.25或1.325；當所述待處理圖像幀的類型為所述第八類型時，確定所述目標設定方式為：拐點為所述0至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點為0和255，區間內k取1.125或1.25；當所述待處理圖像幀的類型為所述第九類型時，確定所述目標設定方式為：拐點2個分別為所述0至64區間和所述192至255區間內，第二級統計計數器最大值對應的中間亮度點，截斷點選取上包含所述0至64區間和所述192至255區間，區間內k取1.125或1.25；其中，所述k為斜率。
  8. 一種視頻圖像亮度、對比度增強裝置，其特徵在於，所述裝置包括：亮度分量獲取單元，用於獲取待處理圖像幀的亮度分量；參數確定單元，用於根據所述待處理圖像幀的亮度分量確定所述待處理圖像幀的拐點、截斷點、亮度分量最大值以及亮度分量最小值，其中，所述拐點為所述待處理圖像幀的需要增強對比度的亮度分量區間中輸入亮度分量等於輸出亮度分量的點；分段線性函數確定單元，用於根據所述拐點、所述截斷點、所述亮度分量最大值以及所述亮度分量最小值，確定分段線性函數；亮度、對比度增強處理單元，用於根據所述分段線性函數對所述待處理圖像進行亮度、對比度增強處理。
  9. 一種存儲介質，其上存儲有程式，該程式被處理器執行時實現如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的亮度、對比度增強方法。
  10. 一種電子設備，所述電子設備包括記憶體和處理器，所述記憶體用於存儲程式，所述處理器用於運行程式，其中，所述程式運行時執行如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的亮度、對比度增強方法。
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