本文中所揭示的系統(tǒng)及方法大體來(lái)說(shuō)涉及圖像及視頻的對(duì)比度增強(qiáng)。

背景技術(shù)：

通常通過(guò)增強(qiáng)在圖像的較暗部分中發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，使用對(duì)比度增強(qiáng)來(lái)使圖像及視頻看起來(lái)“更好”或更令觀看者愉悅。用于對(duì)比度增強(qiáng)的方法的范圍從非常簡(jiǎn)單及非內(nèi)容自適應(yīng)解決方案(例如，明度拉伸、伽馬曲線)到非常復(fù)雜解決方案(真實(shí)局部方法，例如，大規(guī)模模糊掩蔽或基于窗口的直方圖均衡化)。然而，當(dāng)圖像的強(qiáng)度值已跨越整個(gè)強(qiáng)度范圍時(shí)，這些方案中的一些方案可并非有效的。這些方案中的一些方案還可致使圖片的大區(qū)域中的亮度移位，此并非所要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有數(shù)項(xiàng)發(fā)明性方面，其中無(wú)一者單獨(dú)決定本文中所揭示的所要性質(zhì)?？蓪⒈疚闹兴枋龅膭?chuàng)新、方面及特征的組合并入于系統(tǒng)、方法及裝置的各種實(shí)施例中，且此些組合并不受本文中所描述的實(shí)施例的實(shí)例的限制。

本文中所描述的實(shí)施例及創(chuàng)新涉及可在電子裝置的處理器中運(yùn)行以并有圖像或視頻的局部增強(qiáng)的系統(tǒng)及方法。優(yōu)選地，局部對(duì)比度增強(qiáng)方法具有廣泛控制范圍且可實(shí)施于現(xiàn)有硬件或軟件中。然而，在一些實(shí)施例中，經(jīng)特別設(shè)計(jì)的硬件及軟件可改進(jìn)此些過(guò)程的速度或效率。在一些實(shí)施例中，類似算法可用于通過(guò)基于環(huán)境光水平而在對(duì)比度增強(qiáng)模式與日光可見(jiàn)度模式之間動(dòng)態(tài)地切換來(lái)當(dāng)在日光中觀看時(shí)改進(jìn)行動(dòng)裝置顯示器的可見(jiàn)性。

在一些實(shí)施例中，執(zhí)行對(duì)比度受限的直方圖均衡化以在應(yīng)用直方圖均衡化算法之前修改輸入圖像的直方圖。

一個(gè)方面涉及一種用于改進(jìn)圖像幀的對(duì)比度的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包含控制模塊，所述控制模塊經(jīng)配置以確定具有多個(gè)像素的圖像的直方圖表示，每一像素具有在強(qiáng)度值范圍內(nèi)的強(qiáng)度值，所述直方圖包含所述圖像的具有針對(duì)所述強(qiáng)度值的范圍內(nèi)的每一強(qiáng)度值的強(qiáng)度值的像素的數(shù)目；定義跨越所述圖像的所述直方圖的所述強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記，每一標(biāo)記具有相關(guān)聯(lián)混合因子；基于至少一個(gè)標(biāo)記混合因子而確定所述圖像的每一像素的像素混合因子；確定每一像素的第一均衡化像素輸出值；及計(jì)算所述圖像的每一像素的最終均衡化像素輸出值，每一像素的所述最終均衡化像素輸出值基于所述像素的所述像素混合因子、所述像素的所述第一均衡化像素輸出值，以及所述像素的原始像素值。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包含成像裝置，所述成像裝置包括成像傳感器。在一些實(shí)施例中，控制模塊為用于移動(dòng)裝置的相機(jī)應(yīng)用程序的組件。在一些實(shí)施例中，所述標(biāo)記跨越強(qiáng)度值范圍等距間隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，針對(duì)特定像素，像素混合因子基于內(nèi)插兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合因子。在一些實(shí)施例中，控制模塊經(jīng)進(jìn)一步配置以對(duì)所述圖像的每一像素執(zhí)行對(duì)比度受限的直方圖均衡化以獲得每一像素的第一均衡化像素輸出值。在一些實(shí)施例中，控制模塊經(jīng)進(jìn)一步配置以將隨機(jī)噪聲值加總到每一像素的最終均衡化像素輸出值。在一些實(shí)施例中，控制模塊經(jīng)進(jìn)一步配置以基于最終均衡化像素輸出值而輸出經(jīng)修改的圖像。在一些實(shí)施例中，強(qiáng)度值范圍的低強(qiáng)度值區(qū)域中定義的混合因子具有比直方圖的高強(qiáng)度值區(qū)域中定義的混合因子高的權(quán)重。在一些實(shí)施例中，每一標(biāo)記的混合因子至少部分地基于環(huán)境光水平。

在另一方面中，用于改進(jìn)圖像幀的對(duì)比度的方法包含以下步驟：確定具有多個(gè)像素的圖像的直方圖表示，每一像素具有在強(qiáng)度值范圍內(nèi)的強(qiáng)度值，所述直方圖包含所述圖像的具有針對(duì)所述強(qiáng)度值的范圍內(nèi)的每一強(qiáng)度值的強(qiáng)度值的像素的數(shù)目；定義跨越所述圖像的所述直方圖的所述強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記，每一標(biāo)記具有相關(guān)聯(lián)混合因子；基于至少一個(gè)標(biāo)記混合因子而確定所述圖像的每一像素的像素混合因子；確定每一像素的第一均衡化像素輸出值；及計(jì)算所述圖像的每一像素的最終均衡化像素輸出值，每一像素的所述最終均衡化像素輸出值基于所述像素的所述像素混合因子、所述像素的所述第一均衡化像素輸出值，以及所述像素的原始像素值。在一些實(shí)施例中，所述標(biāo)記沿著強(qiáng)度值范圍等距間隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，針對(duì)特定像素，像素混合因子基于內(nèi)插兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合因子。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含對(duì)所述圖像的每一像素執(zhí)行對(duì)比度受限的直方圖均衡化以獲得每一像素的第一均衡化像素輸出值的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含添加隨機(jī)噪聲因子以將隨機(jī)噪聲值加總到每一像素的最終均衡化像素輸出值的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含基于最終均衡化像素輸出值而輸出經(jīng)修改圖像的步驟。在一些實(shí)施例中，定義跨越圖像的直方圖表示的強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記為至少部分地由環(huán)境光水平確定。在一些實(shí)施例中，確定每一標(biāo)記的混合因子為至少部分地由環(huán)境光水平確定。

在另一方面中，用于改進(jìn)圖像幀的對(duì)比度的設(shè)備包含以下各項(xiàng)：用于確定具有多個(gè)像素的圖像的直方圖表示的裝置，每一像素具有在強(qiáng)度值范圍內(nèi)的強(qiáng)度值，所述直方圖包含所述圖像的具有針對(duì)所述強(qiáng)度值的范圍內(nèi)的每一強(qiáng)度值的強(qiáng)度值的像素的數(shù)目；用于定義跨越所述圖像的所述直方圖的所述強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記的裝置，每一標(biāo)記具有相關(guān)聯(lián)混合因子；用于基于至少一個(gè)標(biāo)記混合因子而確定所述圖像的每一像素的像素混合因子的裝置；用于確定每一像素的第一均衡化像素輸出值的裝置；及用于計(jì)算所述圖像的每一像素的最終均衡化像素輸出值的裝置，每一像素的所述最終均衡化像素輸出值基于所述像素的所述像素混合因子、所述像素的所述第一均衡化像素輸出值，以及所述像素的原始像素值。

在另一方面中，一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體存儲(chǔ)指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)致使至少一個(gè)物理計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行用于改進(jìn)圖像幀的對(duì)比度的方法。所述方法包含以下步驟：確定具有多個(gè)像素的圖像的直方圖表示，每一像素具有在強(qiáng)度值范圍內(nèi)的強(qiáng)度值，所述直方圖包含所述圖像的具有針對(duì)所述強(qiáng)度值的范圍內(nèi)的每一強(qiáng)度值的強(qiáng)度值的像素的數(shù)目；定義跨越所述圖像的所述直方圖表示的所述強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記，每一標(biāo)記具有相關(guān)聯(lián)混合因子；基于至少一個(gè)標(biāo)記混合因子而確定所述圖像的每一像素的像素混合因子；確定每一像素的第一均衡化像素輸出值；及計(jì)算所述圖像的每一像素的最終均衡化像素輸出值，每一像素的所述最終均衡化像素輸出值基于所述像素的所述像素混合因子、所述像素的所述第一均衡化像素輸出值，以及所述像素的原始像素值。在一些實(shí)施例中，所述標(biāo)記跨越強(qiáng)度值范圍等距間隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，針對(duì)特定像素，像素混合因子基于內(nèi)插兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合因子。在一些實(shí)施例中，所述方法包含對(duì)所述圖像的每一像素執(zhí)行對(duì)比度受限的直方圖均衡化以獲得每一像素的第一均衡化像素輸出值的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法包含將隨機(jī)噪聲值加總到每一像素的最終均衡化像素輸出值的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法包含基于最終均衡化像素輸出值而輸出經(jīng)修改圖像的步驟。在一些實(shí)施例中，定義跨越圖像的直方圖表示的強(qiáng)度值范圍的至少一部分間隔開(kāi)的一組標(biāo)記為至少部分地由環(huán)境光水平確定。在一些實(shí)施例中，確定每一標(biāo)記的混合因子為至少部分地由環(huán)境光水平確定。

附圖說(shuō)明

下文中將結(jié)合隨附圖式描述所揭示方面以說(shuō)明且不限制所揭示方面，其中相同指定標(biāo)示相同元件。

圖1A說(shuō)明在應(yīng)用直方圖均衡化技術(shù)(或工藝)之前的圖像的實(shí)例。

圖1B為說(shuō)明圖1A的圖像的像素強(qiáng)度的直方圖。

圖2A說(shuō)明在應(yīng)用直方圖均衡化技術(shù)之后的圖像的實(shí)例。

圖2B為說(shuō)明圖2A的圖像的像素強(qiáng)度的直方圖。

圖3為作為對(duì)比度增強(qiáng)處理的部分而應(yīng)用于圖像直方圖的限幅或閾值化的實(shí)例。

圖4為描繪實(shí)施用于圖像的局部增強(qiáng)的一些操作性元件的系統(tǒng)的框圖。

圖5為說(shuō)明用于圖像的局部增強(qiáng)的過(guò)程的實(shí)例的流程圖。

圖6為說(shuō)明用于圖像的局部對(duì)比度增強(qiáng)的過(guò)程的示意圖。

圖7為說(shuō)明作為局部對(duì)比度增強(qiáng)處理的部分放置多個(gè)標(biāo)記及相關(guān)聯(lián)混合因子的圖像的像素強(qiáng)度的直方圖。

圖8為說(shuō)明局部對(duì)比度增強(qiáng)處理的軟件實(shí)施方案的實(shí)例的示意圖。

圖9A為在應(yīng)用局部對(duì)比度增強(qiáng)處理之前的圖像的實(shí)例。

圖9B為在應(yīng)用局部對(duì)比度增強(qiáng)處理之后的圖9B的圖像。

圖10為說(shuō)明用于在顯示器被直接或借助日光間接地照明時(shí)改進(jìn)電子裝置的顯示器的可見(jiàn)性的過(guò)程，即，用于電子裝置的日光可見(jiàn)性改進(jìn)的過(guò)程的流程圖。

圖11為說(shuō)明用于電子裝置的日光可見(jiàn)性改進(jìn)的過(guò)程的實(shí)例的示意圖。

具體實(shí)施方式

如本文中所使用，“圖像直方圖”通常是指為表示數(shù)字圖像的像素?cái)?shù)據(jù)的色調(diào)分布的圖形說(shuō)明的一類型的直方圖。直方圖指示每一色調(diào)值(其可稱作“亮度”或“強(qiáng)度”值)下的像素的數(shù)目。特定圖像的此直方圖的檢查將向觀看者指示圖像的整個(gè)色調(diào)分布。圖像直方圖還可用于在觀看圖像時(shí)或在使用圖像進(jìn)行處理期間確定圖像細(xì)節(jié)是否可能已由于爆發(fā)高亮或遮蔽陰影而丟失。直方圖均衡化可用于許多圖像處理流水線中來(lái)使用圖像的直方圖執(zhí)行圖像的對(duì)比度增強(qiáng)。直方圖均衡化為增強(qiáng)處理的類型，其涉及擴(kuò)散圖像的最頻繁強(qiáng)度值使得較低局部對(duì)比度的區(qū)域獲得較高對(duì)比度。換句話說(shuō)，直方圖均衡化通過(guò)拉伸直方圖中具有大量像素的區(qū)域同時(shí)壓縮直方圖中具有少量像素的區(qū)域來(lái)執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)。拉伸直方圖意味著這些像素的動(dòng)態(tài)范圍增加，借此增強(qiáng)對(duì)比度。直方圖均衡化根據(jù)定義為內(nèi)容自適應(yīng)且使用輸入圖像的分布功能來(lái)計(jì)算輸入輸出像素映射。然而，直方圖均衡化可造成圖像的非常大改變，包含對(duì)圖像的不期望的輪廓化。

圖1A及B說(shuō)明使用直方圖均衡化的實(shí)例。圖1A為具有多個(gè)像素的圖像的實(shí)例，每一像素具有指示像素的強(qiáng)度(或亮度)的像素值。圖1B說(shuō)明對(duì)應(yīng)于在將直方圖均衡化工藝(或技術(shù))應(yīng)用于圖像的像素?cái)?shù)據(jù)之前的圖1A中所描繪的圖像的圖像直方圖。在圖像直方圖的此實(shí)例中，直方圖沿著x軸說(shuō)明色調(diào)或強(qiáng)度值(有時(shí)稱作“直條(bin)”)且沿著y軸說(shuō)明每一直條(或每一色調(diào)或強(qiáng)度)中的像素的數(shù)目。圖1B中所展示的圖像直方圖相對(duì)于圖像的像素值可展現(xiàn)的全強(qiáng)度范圍看起來(lái)被壓縮。舉例而言，圖1B說(shuō)明所有(或幾乎所有)像素值具有分布在大約120到200的強(qiáng)度范圍內(nèi)的強(qiáng)度(或色調(diào))，其中總強(qiáng)度范圍為0到255。

圖2A說(shuō)明在已將直方圖均衡化技術(shù)應(yīng)用于圖像之后的圖1A的圖像。圖2B說(shuō)明圖2A中所展示的經(jīng)修改的圖像的所得圖像直方圖。如在圖2B中所見(jiàn)，圖像直方圖看起來(lái)已經(jīng)拉伸以使得與在應(yīng)用直方圖均衡化之前相比，色調(diào)強(qiáng)度值更大范圍地跨越從0到255的整個(gè)強(qiáng)度范圍分布，且更少集中在120到200(沿著x軸)的強(qiáng)度范圍。所得圖像(圖2A中所展示)相應(yīng)地展現(xiàn)比原始圖像(圖1A中所展示)更廣泛的色調(diào)范圍但還具有由于圖像的像素的強(qiáng)度值的差異所致的不期望的“輪廓化”，如在圖2B中所說(shuō)明的強(qiáng)度值中可見(jiàn)。即，強(qiáng)度值處于數(shù)個(gè)特定值，且所述特定值被多于一個(gè)強(qiáng)度值分開(kāi)。圖1B及2B中的每一者中的黑線表示直方圖值的累積和。此線具有初始值零且其最終值為圖像中的像素的總數(shù)目。在圖1B中，此線非常快速地上升，指示圖像中的像素的大部分集中在120到200的強(qiáng)度范圍內(nèi)。在圖2B中，此線的增長(zhǎng)要平緩得多，此意味著直方圖由于均衡化程序而更均勻地展開(kāi)。

對(duì)比度增強(qiáng)可用于改進(jìn)許多消費(fèi)電子裝置(例如，電視、媒體播放器、機(jī)頂盒、移動(dòng)電話、平板、膝上型計(jì)算機(jī)等)的圖片質(zhì)量?？山柚ㄟ^(guò)線性拉伸強(qiáng)度值及應(yīng)用伽馬曲線來(lái)增加圖像的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比度增強(qiáng)。然而，當(dāng)像素已跨越整個(gè)強(qiáng)度范圍時(shí)，這些方案可能并非有效。另外，這些方案還可導(dǎo)致圖像或視頻的大區(qū)域中的不期望的亮度移位。下文所論述的方法及系統(tǒng)提供全局處理解決方案，包含避免先前對(duì)比度增強(qiáng)方法的不足的圖像及視頻的局部對(duì)比度增強(qiáng)。

在一些實(shí)施例中，可將局部對(duì)比度增強(qiáng)引入到現(xiàn)有對(duì)比度受限的直方圖均衡化工藝(CLHE)(其本身為對(duì)典型直方圖均衡化算法的修改)。CLHE在應(yīng)用直方圖均衡化(HE)之前修改輸入圖像的直方圖。在CLHE中，將閾值應(yīng)用于原始圖像的直方圖，使得直方圖經(jīng)限幅以減小峰值。在限幅階段丟失的像素可被等距分布到色調(diào)分布的剩余直條。接著將常規(guī)(即，非對(duì)比度受限的)直方圖均衡化應(yīng)用于使用經(jīng)修改直方圖的圖像。直方圖修改使原始圖像直方圖均等化且將可致使輸出中的輪廓化的大峰值移除。所得圖像增強(qiáng)因此并不像應(yīng)用常規(guī)直方圖均衡化一樣強(qiáng)。局部對(duì)比度增強(qiáng)通常是通過(guò)單獨(dú)地處理圖像的大部分(或“窗口”)來(lái)進(jìn)行，然而，此些技術(shù)可為計(jì)算密集的，且因此可需要大量硬件資源，或?qū)е麻L(zhǎng)軟件處理時(shí)間。

圖3說(shuō)明對(duì)比度受限的直方圖均衡化可應(yīng)用于的圖像直方圖的實(shí)例。原始圖像304的直方圖(在左側(cè)所展示)受閾值限制(或經(jīng)箝位)以減小峰值，如由右側(cè)經(jīng)修改直方圖306所展示。在箝位階段丟失的像素經(jīng)等距分布到直方圖306的剩余直條；此過(guò)程由箭頭302表示。接著將常規(guī)直方圖均衡化應(yīng)用于經(jīng)修改直方圖。直方圖修改用于使直方圖平滑且減小可導(dǎo)致輸出中的輪廓化的大峰值。來(lái)自此復(fù)合過(guò)程的所得增強(qiáng)因此并不像來(lái)自直接直方圖均衡化過(guò)程的所得增強(qiáng)一樣強(qiáng)。

本文中所論述的局部對(duì)比度增強(qiáng)實(shí)施例局部地修改或增強(qiáng)對(duì)比度，替代將全局改變應(yīng)用于圖像或視頻數(shù)據(jù)。局部對(duì)比度增強(qiáng)優(yōu)選地為內(nèi)容自適應(yīng)且在無(wú)需移位或增強(qiáng)圖像的中間或明亮區(qū)域的情況下增強(qiáng)圖像或視頻的暗區(qū)域。因此，通過(guò)比中間或明亮區(qū)域更多地增強(qiáng)暗區(qū)域來(lái)合意地實(shí)現(xiàn)較佳視覺(jué)效應(yīng)。本文中所論述的實(shí)施例提供高效對(duì)比度增強(qiáng)算法，所述對(duì)比度增強(qiáng)算法全局地處理圖像或視頻(基于直方圖均衡化型算法)但局部地增強(qiáng)圖像或視頻。相較于真實(shí)局部對(duì)比度增強(qiáng)算法，這些實(shí)施例合意地更易于以軟件或硬件實(shí)施。

應(yīng)注意，實(shí)例可被描述為過(guò)程，其被描繪為流程圖、作業(yè)圖、有限狀態(tài)圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖。盡管流程圖可將操作描述為順序過(guò)程，但操作中的許多者可并行或同時(shí)地執(zhí)行，且可重復(fù)所述過(guò)程。另外，所述操作的次序可被重新布置。當(dāng)過(guò)程的操作完成時(shí)終止所述過(guò)程。過(guò)程可對(duì)應(yīng)于方法、功能、程序、子例程、子程序等。當(dāng)過(guò)程對(duì)應(yīng)于軟件功能時(shí)，其終止對(duì)應(yīng)于將所述功能返回到調(diào)用功能或主功能。

實(shí)施例可以片上系統(tǒng)(SoC)或外部硬件、軟件、固件或其任何組合來(lái)實(shí)施。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用各種不同技藝及技術(shù)中的任一者表示信息及信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁性粒子、光場(chǎng)或光學(xué)粒子或其任何組合來(lái)表示可貫穿以上描述所參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)及碼片。

在以下描述中，給出特定細(xì)節(jié)以對(duì)實(shí)例有透徹的理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在無(wú)這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐實(shí)例。舉例來(lái)說(shuō)，可以框圖展示電組件/裝置以便不以不必要細(xì)節(jié)模糊實(shí)例。在其它例子中，可更詳細(xì)地展示此些組件、其它結(jié)構(gòu)及技術(shù)以進(jìn)一步解釋實(shí)例。

系統(tǒng)概述

圖4說(shuō)明經(jīng)配置以增強(qiáng)所獲取圖像或視頻的對(duì)比度的系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)例。所說(shuō)明實(shí)施例并不意味著為限制性，而是說(shuō)明一些實(shí)施例中的某些組件。系統(tǒng)100可包含為所說(shuō)明組件的清晰性起見(jiàn)未被展示的各種用于其它功能的其它組件。

系統(tǒng)100可包含成像裝置110及電子顯示器130。電子顯示器130的某些實(shí)施例可為任何平板顯示技術(shù)，例如，LED、LCD、等離子或投影屏幕。電子顯示器130可被耦接到處理器120以用于接收用于向用戶視覺(jué)顯示的信息。此信息可包含(但不限于)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器位置中的文件、安裝在處理器120上的軟件應(yīng)用程序、用戶接口及網(wǎng)絡(luò)可存取內(nèi)容對(duì)象的視覺(jué)表示。

成像裝置110可采用一個(gè)成像傳感器或其組合。系統(tǒng)100可進(jìn)一步包含鏈接到成像裝置110的處理器120。工作存儲(chǔ)器135、電子顯示器130及程序存儲(chǔ)器140也與處理器120通信。系統(tǒng)100可為移動(dòng)裝置，例如，平板、膝上型計(jì)算機(jī)或蜂窩式電話。在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)100可為電視或桌上型計(jì)算機(jī)。

處理器120可為通用處理單元或其可為經(jīng)特殊設(shè)計(jì)以用于手持式電子裝置的成像應(yīng)用程序的處理器。如所展示，處理器120經(jīng)連接到程序存儲(chǔ)器140及工作存儲(chǔ)器135，且與其進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在一些實(shí)施例中，可將工作存儲(chǔ)器135并入處理器120(例如，高速緩沖存儲(chǔ)器)中。工作存儲(chǔ)器135還可為與處理器120分離且耦接到處理器120的組件，例如，一或多個(gè)RAM或DRAM組件。換句話說(shuō)，盡管圖4說(shuō)明兩個(gè)存儲(chǔ)器組件，包含包括數(shù)個(gè)模塊的存儲(chǔ)器組件140及包括工作存儲(chǔ)器的單獨(dú)存儲(chǔ)器135，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到利用不同存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)個(gè)實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)可利用ROM或靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)實(shí)施被包含在存儲(chǔ)器140中的模塊的處理器指令的存儲(chǔ)。接著可將處理器指令加載到RAM以促進(jìn)由處理器執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，工作存儲(chǔ)器135可為RAM存儲(chǔ)器，其中指令在由處理器120執(zhí)行之前被加載到工作存儲(chǔ)器135中。

在所說(shuō)明實(shí)施例中，程序存儲(chǔ)器140存儲(chǔ)圖像捕獲模塊145、標(biāo)記定義模塊150、混合因子計(jì)算模塊155、對(duì)比度受限的直方圖均衡化(CLHE)計(jì)算模塊157、混合模塊160、操作系統(tǒng)165及用戶接口模塊170。這些模塊可包含配置處理器120以執(zhí)行各種圖像處理及裝置管理任務(wù)的指令。程序存儲(chǔ)器140可為任何適合計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，例如，非暫時(shí)性存儲(chǔ)媒體。工作存儲(chǔ)器135可由處理器120用于存儲(chǔ)被含在存儲(chǔ)器140的模塊中的工作處理器指令集。替代地，工作存儲(chǔ)器135還可由處理器120用于存儲(chǔ)在成像系統(tǒng)100的操作期間形成的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

如上文所提及，處理器120可由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中的數(shù)個(gè)模塊配置。換句話說(shuō)，處理120可運(yùn)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中的模塊中的指令。圖像捕獲模塊145可包含配置處理器120以從成像裝置獲得圖像的指令。因此，處理器120連同圖像捕獲模塊145、成像裝置110及工作存儲(chǔ)器135表示一個(gè)用于獲得圖像傳感器數(shù)據(jù)的裝置。

仍參考圖4，存儲(chǔ)器140還可含有標(biāo)記定義模塊150。標(biāo)記定義模塊150可包含配置處理器120以在與混合因子或值相關(guān)聯(lián)的圖像直方圖的強(qiáng)度范圍上定義一組標(biāo)記的指令，如下文將進(jìn)一步詳細(xì)所描述。可基于所要增強(qiáng)類型而對(duì)標(biāo)記及混合因子進(jìn)行編程。這些數(shù)目的編程在某種程度上為啟發(fā)式且基于輸出的經(jīng)驗(yàn)及視覺(jué)感知。在典型標(biāo)記放置中，將較高數(shù)目個(gè)標(biāo)記放置在直方圖的期望較強(qiáng)增強(qiáng)的區(qū)域中。這些標(biāo)記還將具有與其相關(guān)聯(lián)的較高混合因子。在其它區(qū)域中，在期望較弱或較少增強(qiáng)的情況下，可放置較少標(biāo)記且這些標(biāo)記的混合因子可為較低。還可根據(jù)顯示器的類型、顯示器的輸出響應(yīng)、增強(qiáng)強(qiáng)度(例如，低、中及高設(shè)置)、增強(qiáng)模式(如同運(yùn)動(dòng)、影院、游戲)等來(lái)調(diào)整標(biāo)記的數(shù)目及放置。因此，處理器120連同標(biāo)記定義模塊150及工作存儲(chǔ)器135表示一個(gè)用于在圖像直方圖的強(qiáng)度范圍上定義標(biāo)記的裝置。

存儲(chǔ)器140還可含有混合因子計(jì)算模塊155?；旌弦蜃佑?jì)算模塊155可包含配置處理器120以計(jì)算圖像的每一輸入像素的混合因子β的指令，如下文更詳細(xì)所論述。舉例而言，混合因子計(jì)算模塊155可指示處理器120計(jì)算圖像的每一輸入像素的混合因子β且將所述混合因子存儲(chǔ)在工作存儲(chǔ)器135或存儲(chǔ)裝置125中。在一個(gè)實(shí)施例，可通過(guò)輸入像素與兩個(gè)鄰近標(biāo)記之間的距離且使用此距離來(lái)內(nèi)插兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合因子來(lái)計(jì)算每一輸入像素的混合因子β。因此，處理器120連同標(biāo)記定義模塊150、混合因子計(jì)算模塊155及工作存儲(chǔ)器135表示一個(gè)用于計(jì)算及存儲(chǔ)圖像的每一輸入像素的混合因子的裝置。

存儲(chǔ)器140還可含有對(duì)比度受限的直方圖均衡化計(jì)算模塊157。圖4中所說(shuō)明的對(duì)比度受限的直方圖均衡化計(jì)算模塊157可包含配置處理器120以通過(guò)將對(duì)比度受限的直方圖均衡化應(yīng)用于圖像直方圖來(lái)計(jì)算每一輸入像素y_IN的CLHE輸出值y_CLHE的指令。因此，處理器120連同對(duì)比度受限的直方圖均衡化計(jì)算模塊157及工作存儲(chǔ)器135表示一個(gè)用于產(chǎn)生圖像的每一輸入像素的CLHE輸出值的裝置。

存儲(chǔ)器140還可含有混合模塊160。圖4中所說(shuō)明的混合模塊160可包含配置處理器120以使用混合因子β、輸入像素值y_IN及CLHE輸出值y_CLHE來(lái)計(jì)算圖像的每一像素的輸出值的指令。因此，處理器120連同標(biāo)記定義模塊150、混合因子計(jì)算模塊155、對(duì)比度受限的直方圖均衡化計(jì)算模塊157、混合模塊160及工作存儲(chǔ)器135表示一個(gè)用于計(jì)算圖像的每一像素的輸出值的裝置。

存儲(chǔ)器140還可含有用戶接口模塊170。圖4中所說(shuō)明的用戶接口模塊170可包含配置處理器120以提供顯示中對(duì)象集合及允許用戶與裝置交互的軟控制的指令。用戶接口模塊170還允許應(yīng)用程序與系統(tǒng)的剩余部分交互。操作系統(tǒng)模塊165還可駐留在存儲(chǔ)器140中且與處理器120操作以管理系統(tǒng)100的存儲(chǔ)器及處理資源。舉例而言，操作系統(tǒng)165可包含用以管理硬件資源(例如，電子顯示器130或成像裝置110)的裝置驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，含在標(biāo)記定義模塊150及混合因子計(jì)算模塊155中的指令可不與這些硬件資源直接交互，但替代地通過(guò)位于操作系統(tǒng)165中的標(biāo)準(zhǔn)子例程或API交互。操作系統(tǒng)165內(nèi)的指令可接著與這些硬件組件直接交互。

處理器120可將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到存儲(chǔ)模塊125。雖然存儲(chǔ)模塊125以圖形方式表示為傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動(dòng)，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解多個(gè)實(shí)施例可包含基于磁盤的存儲(chǔ)裝置或數(shù)個(gè)其它類型的存儲(chǔ)媒體中的一者，包含存儲(chǔ)器磁盤、USB驅(qū)動(dòng)、快閃驅(qū)動(dòng)、遠(yuǎn)程連接存儲(chǔ)媒體、虛擬磁盤驅(qū)動(dòng)器或其類似者。

盡管圖4將包括單獨(dú)組件的裝置描繪為包含處理器、成像裝置、電子顯示器及存取器，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到這些單獨(dú)組件可以各種方式組合以實(shí)現(xiàn)特定設(shè)計(jì)目的。舉例而言，在替代實(shí)施例中，存儲(chǔ)器組件可與處理器組件組合以節(jié)省成本且改進(jìn)性能。

另外，盡管圖4說(shuō)明兩個(gè)存儲(chǔ)器組件，包含包括數(shù)個(gè)模塊的存儲(chǔ)器組件140及包括工作存儲(chǔ)器的單獨(dú)存儲(chǔ)器135，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到利用不同存儲(chǔ)器架構(gòu)的數(shù)個(gè)實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)可利用ROM或靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)實(shí)施被包含在存儲(chǔ)器140中的模塊的處理器指令的存儲(chǔ)。替代地，可在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從整合到成像系統(tǒng)100或經(jīng)由外部裝置端口連接的磁盤存儲(chǔ)裝置讀取處理器指令。接著可將處理器指令加載到RAM以促進(jìn)由處理器執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，工作存儲(chǔ)器135可為RAM存儲(chǔ)器，其中指令在由處理器120執(zhí)行之前被加載到工作存儲(chǔ)器135中。

方法概述

本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于全局應(yīng)用的圖像或視頻的局部對(duì)比度增強(qiáng)的過(guò)程。實(shí)例可被描述為過(guò)程，其被描繪為流程圖、作業(yè)圖、有限狀態(tài)圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖。盡管流程圖可將操作描述為順序過(guò)程，但操作中的許多者可并行、或同時(shí)地執(zhí)行，且可重復(fù)所述過(guò)程。另外，所述操作的次序可被重新布置。當(dāng)過(guò)程的操作完成時(shí)終止所述過(guò)程。過(guò)程可對(duì)應(yīng)于方法、功能、程序、子例程、子程序等。當(dāng)過(guò)程對(duì)應(yīng)于軟件功能時(shí)，其終止對(duì)應(yīng)于將所述功能返回到調(diào)用功能或主功能。

圖5說(shuō)明可以圖4中所描繪的模塊中的一或多者實(shí)施的用以配置電子裝置以對(duì)圖像或視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行局部對(duì)比度增強(qiáng)的過(guò)程500的實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)例中，過(guò)程500可在處理器(例如，處理器120(圖4))上及在圖4中所說(shuō)明的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中或并入于其它硬件或軟件中的其它組件上運(yùn)行。

過(guò)程500在開(kāi)始框502處開(kāi)始且過(guò)渡到框504，其中處理器(例如，處理器120)經(jīng)指示以在原始圖像直方圖的強(qiáng)度范圍上定義一組標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，可在強(qiáng)度范圍上定義6到8個(gè)標(biāo)記。圖7中展示7個(gè)標(biāo)記均勻地分布在圖像直方圖的強(qiáng)度范圍上方的一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施例(例如，圖7中所展示的實(shí)施例)中，標(biāo)記經(jīng)沿著直方圖的強(qiáng)度范圍等距間隔開(kāi)。在其它實(shí)施例中，標(biāo)記未經(jīng)沿著直方圖的強(qiáng)度范圍等距間隔開(kāi)。標(biāo)記可如上文關(guān)于圖4所論述放置及分布。

過(guò)程500接著過(guò)渡到框506，其中處理器經(jīng)指示以使每一標(biāo)記與混合因子或值相關(guān)聯(lián)。如圖7中所說(shuō)明，可將混合因子指派到每一標(biāo)記使得對(duì)圖像中的較暗區(qū)域較重地加權(quán)。此將優(yōu)先地導(dǎo)致對(duì)圖像的暗區(qū)域的較大增強(qiáng)而圖像的中間到明亮區(qū)域可被增強(qiáng)小量或根本未被增強(qiáng)。一旦如上文關(guān)于圖4所論述已將混合值指派到每一標(biāo)記，過(guò)程500即過(guò)渡到框508。

在框508中，處理器經(jīng)指示以計(jì)算圖像的每一原始像素的混合因子β。舉例來(lái)說(shuō)，針對(duì)每一輸入像素y_IN，可通過(guò)發(fā)現(xiàn)距位于像素的任一側(cè)上的兩個(gè)鄰近標(biāo)記的像素的距離且使用此距離來(lái)使用兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合值來(lái)內(nèi)插像素的混合因子來(lái)計(jì)算混合因子β。

過(guò)程500接下來(lái)過(guò)渡到框510，其中處理器經(jīng)指示以將對(duì)比度受限的直方圖均衡化全局地應(yīng)用于圖像直方圖。如上文所論述，在對(duì)比度受限的直方圖均衡化(CLHE)中，通過(guò)閾值化或箝位來(lái)使峰值從突顯減小來(lái)修改原始輸入圖像的直方圖。在箝位階段中丟失的像素經(jīng)等距分布到剩余直條，如圖3中所展示。在一個(gè)實(shí)施例，用需要分布的像素的總數(shù)目除以未受箝位影響的直條的數(shù)目。接著將像素的此平均數(shù)目添加到未被箝位的每直方圖直條。此重新分布程序經(jīng)執(zhí)行以計(jì)算經(jīng)修改直方圖且優(yōu)先地未對(duì)實(shí)際圖像執(zhí)行以便減小引入噪聲的可能性。此產(chǎn)生可減少輸出的不想要輪廓化的較平滑直方圖。對(duì)輸入圖像執(zhí)行CLHE致使每一像素具有CLHE值y_CLHE。過(guò)程500接著過(guò)渡到框512，其中處理器經(jīng)指示以計(jì)算每一像素的輸出值。在一些實(shí)施例中，可使用像素的混合因子β、像素的輸入值y_IN及由CLHE工藝計(jì)算的像素的值y_CLHE來(lái)計(jì)算每一像素的輸出值y_OUT，如下：

y_OUT＝β*y_CLHE+(1-β)*y_IN 方程式1

在通過(guò)混合輸入值及均衡化值來(lái)計(jì)算每一像素的輸出值(如方程式1中所展示)之后，過(guò)程500過(guò)渡到框514，其中處理器經(jīng)指示輸出構(gòu)成輸出圖像的新像素值。過(guò)程500接著過(guò)渡到框516且結(jié)束。

基于視頻幀的直方圖而對(duì)其進(jìn)行修改需要存儲(chǔ)所述幀同時(shí)計(jì)算所述幀的直方圖。由于幀存儲(chǔ)對(duì)典型視頻/顯示系統(tǒng)來(lái)說(shuō)較昂貴，因此圖5中所展示的局部增強(qiáng)過(guò)程500可容易被修改以使用幀N-1的直方圖來(lái)處理幀N，這是因?yàn)橹狈綀D通常在兩個(gè)連續(xù)幀之間不會(huì)顯著地改變。本文中所描述的局部增強(qiáng)過(guò)程可應(yīng)用于色彩圖像的任何強(qiáng)度表示，例如HSV的V，YCbCr中的Y，等等。

圖6以圖形方式表示上文所論述的過(guò)程500的一個(gè)硬件實(shí)施方案600。如所說(shuō)明，使用標(biāo)記值及每一標(biāo)記的混合因子來(lái)計(jì)算每一像素的混合因子β。將混合因子β及每一像素的對(duì)比度受限的直方圖均衡化值y_CLHE連同原始像素值y_IN用于混合計(jì)算(方程式1)來(lái)計(jì)算像素輸出值y_OUT。如果在硬件實(shí)施方案(例如圖6中所展示的硬件實(shí)施方案)中進(jìn)行用以修改一系列圖像(例如視頻幀)的過(guò)程500，那么可使用第二存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)用以修改幀N的像素的幀N-1的累積分布函數(shù)(CDF)而第一存儲(chǔ)器累積幀N的直方圖。這兩個(gè)存儲(chǔ)器可交替地工作以匯編每一圖像幀的直方圖。

圖8以圖形方式表示上文所論述的過(guò)程500的一個(gè)軟件實(shí)施方案800。在過(guò)程500的軟件輔助實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施例(如圖8中所展示)中，在幀N與N+1之間的空白時(shí)間期間通過(guò)軟件讀取每一圖像幀N的直方圖。在顯示幀N+1之前，軟件編程將每一輸入像素映射到輸出像素值的查找表(LUT)。通過(guò)執(zhí)行圖5中所概述的步驟來(lái)配置LUT。替代使用輸入圖像，軟件計(jì)算每一輸入強(qiáng)度值(即，針對(duì)8比特系統(tǒng)的0到255)的輸出且將結(jié)果存儲(chǔ)在LUT中。使用如上文所描述的過(guò)程500及所計(jì)算直方圖來(lái)計(jì)算此輸出像素值。

圖9A及9B中說(shuō)明應(yīng)用于圖像的上文關(guān)于圖5所描述的局部對(duì)比度增強(qiáng)過(guò)程的應(yīng)用程序的一個(gè)結(jié)果。圖9A說(shuō)明原始輸入圖像。圖9B說(shuō)明在應(yīng)用局部增強(qiáng)(例如過(guò)程500)之后的所得圖像。在增強(qiáng)圖像中，黑色為較暗的且白色為較淡的。此實(shí)例展示合理明亮圖像經(jīng)類似于用明度拉伸算法處理的傳統(tǒng)圖像進(jìn)行處理而較暗場(chǎng)景經(jīng)以不同方式處理。對(duì)于較暗場(chǎng)景，使暗像素更明亮以顯示細(xì)節(jié)而較明亮像素大部分不受影響。

日光可見(jiàn)度改進(jìn)

還可使用像素處理(例如用于上文所論述的局部增強(qiáng)過(guò)程的像素處理)來(lái)當(dāng)處于日光中時(shí)改進(jìn)移動(dòng)屏幕上的內(nèi)容的可見(jiàn)度?？蓪⑾袼靥幚磉B同增加顯示器背光一起用于增加適于內(nèi)容的圖片的動(dòng)態(tài)范圍及增加圖片的暗區(qū)域中的對(duì)比度。

可使用類似于上文所論述的局部增強(qiáng)過(guò)程500的過(guò)程來(lái)通過(guò)來(lái)將較高限幅限制應(yīng)用于直方圖且使圖像的暗區(qū)域的混合因子變化來(lái)改進(jìn)日光中的移動(dòng)裝置屏幕的可見(jiàn)度。局部對(duì)比度增強(qiáng)方法的參數(shù)可基于環(huán)境光條件使得處理可自對(duì)比度增強(qiáng)(在低環(huán)境光中)平滑地改變到日光可見(jiàn)度處理(在高環(huán)境光中)。在一些實(shí)施例中，可使用環(huán)境光條件來(lái)確定標(biāo)記沿著直方圖的強(qiáng)度范圍的分布及標(biāo)記的混合因子的分配。如果環(huán)境光值高于閾值，那么裝置可能在明亮環(huán)境中在外部使用。屏幕的可見(jiàn)度在明亮環(huán)境中通常低得多。因此，標(biāo)記及混合因子可經(jīng)重新編程以調(diào)整明亮環(huán)境。在一些實(shí)施例中，將多個(gè)預(yù)定值集存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且基于環(huán)境光條件選擇預(yù)定集中的一者。

當(dāng)裝置以日光可見(jiàn)度改進(jìn)模式操作時(shí)，由于所應(yīng)用的較強(qiáng)增強(qiáng)所致的可在某些圖片上可見(jiàn)輪廓化以使得能夠在環(huán)境光條件中更容易查看屏幕。當(dāng)由于對(duì)比度增強(qiáng)而將類似亮度水平拉伸開(kāi)時(shí)造成輪廓化。輪廓化通常在例如天空或海洋的圖像的大的且變化緩慢的區(qū)域上可見(jiàn)。促進(jìn)輪廓化的因子包含由于量化所致的較小數(shù)目個(gè)亮度水平、不準(zhǔn)確上游處理及壓縮噪聲。

然而，當(dāng)在日光可見(jiàn)度改進(jìn)模式中操作時(shí)通過(guò)將隨機(jī)噪聲加總到輸出像素y_OUT可減少輪廓化，如下文在方程式2中所展示。

y_out＝β*y_CLHE+(1-β)*y_IN+ε_IN 方程式2

其中y_CLHE、y_IN及β是如上文關(guān)于方程式1所論述進(jìn)行定義。

在一些實(shí)施例中，可通過(guò)使用噪聲西格瑪σ(I)的高斯噪聲產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生隨機(jī)噪聲加法因子ε_IN。西格瑪通常針對(duì)所有像素不相同，否則整個(gè)圖像將顯得嘈雜。西格瑪替代地為像素強(qiáng)度的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，西格瑪與高直方圖值直接成比例(在執(zhí)行對(duì)比度限制直方圖均衡化步驟之后)，這是因?yàn)檫@些像素較易于輪廓化。

在一個(gè)實(shí)例中，西格瑪可計(jì)算如下：

σ(I)＝min(σ_base,σ_IN*hist(I)/ClipLevel) 方程式3

其中

hist(I)＝強(qiáng)度I下的直方圖值(在限幅之后)，

ClipLevel＝最大直方圖值，

σ_in＝輸入西格瑪值，且

σ_base＝具有低直方圖值的像素的基礎(chǔ)西格瑪值(以為所有像素賦予小噪聲基底水平)。

圖10說(shuō)明配置電子裝置以執(zhí)行可以圖4中所描繪的模塊中的一或多者實(shí)施的電子裝置的屏幕的日光可見(jiàn)度增強(qiáng)的過(guò)程1000的一個(gè)實(shí)施例。在一些實(shí)例中，過(guò)程1000可在處理器(例如，處理器120(圖4))上及在圖4中所說(shuō)明的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中或并入于其它硬件或軟件中的其它組件上運(yùn)行。

過(guò)程1000在開(kāi)始?jí)K1002處開(kāi)始且過(guò)渡到塊1004，其中處理器(例如，處理器120)可經(jīng)指示以在原始圖像直方圖的強(qiáng)度范圍上定義一組標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，可在強(qiáng)度范圍上定義6到8個(gè)標(biāo)記。如上文所論述，標(biāo)記可沿著直方圖的強(qiáng)度范圍等距間隔開(kāi)，但在其它實(shí)施例中，標(biāo)記可不沿著直方圖的強(qiáng)度范圍等距間隔開(kāi)。

過(guò)程1000接著過(guò)渡到框1006，其中處理器可經(jīng)指示以使每一標(biāo)記與混合因子或值相關(guān)聯(lián)。如圖7中所說(shuō)明，可將混合因子指派到每一標(biāo)記使得對(duì)圖像中的較暗區(qū)域較重地加權(quán)。此將優(yōu)先地導(dǎo)致對(duì)圖像的暗區(qū)域的較大增強(qiáng)而圖像的中間到明亮區(qū)域可被增強(qiáng)小量或根本未被增強(qiáng)。一旦已將混合值指派到每一標(biāo)記，過(guò)程1000即過(guò)渡到框1008。

在框1008中，處理器可經(jīng)指示以計(jì)算圖像的每一原始像素的混合因子β。舉例來(lái)說(shuō)，針對(duì)每一輸入像素y_IN，可通過(guò)發(fā)現(xiàn)距位于像素的任一側(cè)上的兩個(gè)鄰近標(biāo)記的像素的距離且使用此距離來(lái)使用兩個(gè)鄰近標(biāo)記的混合值來(lái)內(nèi)插像素的混合因子來(lái)計(jì)算混合因子β。

過(guò)程1000接下來(lái)過(guò)渡到框1010，其中處理器可經(jīng)指示以將對(duì)比度受限的直方圖均衡化全局應(yīng)用于圖像直方圖。如上文所論述，在對(duì)比度受限的直方圖均衡化(CLHE)中，通過(guò)閾值化或箝位來(lái)使峰值從突顯減小來(lái)修改原始輸入圖像的直方圖。在箝位階段中丟失的像素經(jīng)等距分布到剩余直條，如圖3中所展示。此產(chǎn)生可減少輸出的不想要輪廓化的較平滑直方圖。對(duì)輸入圖像執(zhí)行CLHE致使每一像素具有CLHE值y_CLHE。過(guò)程1000接著過(guò)渡到框1012，其中處理器經(jīng)指示以計(jì)算西格瑪σ(I)及隨機(jī)噪聲加法因子ε_IN。如上文所論述，西格瑪與高直方圖值直接成比例(在執(zhí)行對(duì)比度限制直方圖均衡化步驟之后)，且可根據(jù)方程式3進(jìn)行計(jì)算。一旦已計(jì)算西格瑪，可通過(guò)高斯噪聲產(chǎn)生器產(chǎn)生隨機(jī)噪聲加法因子ε_IN。

在確定隨機(jī)噪聲加法因子之后，過(guò)程1000過(guò)渡到框1014，其中處理器經(jīng)指示計(jì)算每一像素的輸出值。在一些實(shí)施例中，可使用像素的混合因子β、像素的輸入值y_IN及由CLHE工藝計(jì)算的像素的值y_CLHE來(lái)計(jì)算每一像素的輸出值，如此處重復(fù)的方程式2中：

y_out＝β*y_CLHE+(1-β)*y_IN+ε_IN 方程式2

在通過(guò)混合輸入值及均衡化值來(lái)計(jì)算每一像素的輸出值(如方程式1中所展示)之后，過(guò)程1000過(guò)渡到框1016，其中處理器經(jīng)指示輸出構(gòu)成輸出圖像的新像素值。過(guò)程1000接著過(guò)渡到框1018且結(jié)束。

圖11說(shuō)明表示上文所論述的過(guò)程1000的在其可以硬件或以軟件組件或兩者實(shí)施時(shí)的一個(gè)實(shí)例性實(shí)施例的示意圖1100。如所說(shuō)明，使用環(huán)境光條件、標(biāo)記值及每一標(biāo)記的混合因子來(lái)計(jì)算每一像素的混合因子β。將混合因子β及每一像素的對(duì)比度受限的直方圖均衡化值y_CLHE連同原始像素值y_IN及隨機(jī)噪聲加法因子ε_IN用于混合計(jì)算(方程式2)來(lái)計(jì)算像素輸出值Y_OUT。合意地，利用噪聲添加的屏幕的日光可見(jiàn)度增強(qiáng)將隱藏圖像的天空或開(kāi)放區(qū)域中的任何不期望輪廓化同時(shí)不影響圖像的更詳細(xì)或中間到淺色區(qū)域，例如，建筑物。

關(guān)于術(shù)語(yǔ)的說(shuō)明

除非另有指示，否則具有特定特征的設(shè)備的操作的任何揭示內(nèi)容還明確地意欲揭示具有類似特征的方法(且反之亦然)，且根據(jù)特定配置的設(shè)備的操作的任何揭示內(nèi)容還明確地意欲揭示根據(jù)類似配置的方法(且反之亦然)。術(shù)語(yǔ)“配置”可用于提及如由其特定上下文所指示的方法、設(shè)備及/或系統(tǒng)。除非特定上下文另有指示，否則術(shù)語(yǔ)“方法”、“過(guò)程”、“程序”及“技術(shù)”為一般地且可互換地使用。除非特定上下文另有指示，否則術(shù)語(yǔ)“設(shè)備”及“裝置”也為一般地且可互換地使用。術(shù)語(yǔ)“元件”及“模塊”通常用于指示較大配置的部分。除非由其上下文所明確限制，否則術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”在本文中用于指示其通常意義中的任一者，包含“交互以用于共同目的的元件群組”。參考文檔的一部分的任何并入也應(yīng)理解并入在所述部分內(nèi)提及的術(shù)語(yǔ)或變量的定義，其中此些定義在所述文檔中別處出現(xiàn)，以及所述經(jīng)并入部分中參考的任何圖。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施方案所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路及過(guò)程步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚地說(shuō)明硬件及軟件的此可互換性，上文通常已就其功能性方面描述了各種說(shuō)明性組件、塊、模塊、電路及步驟。此功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的特定應(yīng)用及設(shè)計(jì)約束。雖然所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對(duì)每一特定應(yīng)用以變化方式實(shí)施所描述功能性，但不應(yīng)將此些實(shí)施方案決策解釋為導(dǎo)致對(duì)本發(fā)明的范圍的背離。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到部分或部分將包括小于或等于整體的事物。舉例來(lái)說(shuō)，像素的集合的部分可是指那些像素的子集合。

結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施方案所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊及電路可通過(guò)以下各項(xiàng)來(lái)實(shí)施或執(zhí)行：通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任一組合。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。還可將處理器實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP核心的一或多個(gè)微處理器或任一其它此類配置。

結(jié)合本文中的揭示實(shí)施方案所描述的方法或過(guò)程的步驟可直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在RAM存儲(chǔ)器、快閃存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可拆卸磁盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的非暫時(shí)性存儲(chǔ)媒體。示范性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體耦接到處理器使得所述處理器可從所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體讀取信息且將信息寫(xiě)入至所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體。處理器及存儲(chǔ)媒體可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端、相機(jī)或其它裝置中。在替代方案中，處理器及存儲(chǔ)媒體可作為離散組件駐留在用戶終端、相機(jī)或其它裝置中。

標(biāo)題經(jīng)包含在本文中供參考且輔助定位各種章節(jié)。這些標(biāo)題并不意欲限制關(guān)于其所描述的概念的范圍。此些概念可具有貫穿整個(gè)說(shuō)明書(shū)的適用性。

所揭示實(shí)施方案的前述描述經(jīng)提供以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將輕易明了對(duì)這些實(shí)施方案的各種修改，且本文所定義的通用原理可應(yīng)用于其它實(shí)施方案而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并不意欲限于本文中所描述的實(shí)施方案，而是欲賦予其與本文中所揭示的原理及新穎特征相一致的最寬廣范圍。