專利名稱：圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，且特別是有關(guān)于一種可以提升圖像畫面顯示質(zhì)量的圖像處理方法。
背景技術(shù)：
近年來由于3G多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展，利用3G手機(jī)或個人數(shù)字助理(PDA)等 移動裝置觀看數(shù)字圖像成為熱門的應(yīng)用。然而，礙于數(shù)字圖像的來源，例如電荷耦合組件 (CCD)或是移動電視信號，所提供的圖像的對比不足，使得呈現(xiàn)于移動裝置屏幕上的圖像畫 面色調(diào)偏暗或偏亮，產(chǎn)生亮度失真的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明關(guān)于一種圖像處理方法，利用增強(qiáng)圖像的對比度及色彩鮮艷度，以提升圖 像畫面的顯示質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種圖像處理方法，包括下列步驟。接收一圖像信 號，并將圖像信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一原始亮度值、一原始第一色度值及一原始第二色度值。 根據(jù)輸入的原始亮度值進(jìn)行適度調(diào)整，當(dāng)原始亮度值大于一臨界值，則調(diào)整后亮度值會大 于原始亮度值，或者原始亮度值小于臨界值時，則調(diào)整后亮度值會小于原始亮度值。依據(jù)原 始第一色度值及原始第二色度值在一色域內(nèi)與一白平衡點間的一向量線性地調(diào)整原始第 一色度值及原始第二色度值，以得到一調(diào)整后第一色度值及一調(diào)整后第二色度值。將調(diào)整 后亮度值、調(diào)整后第一色度值及調(diào)整后第二色度值逆轉(zhuǎn)換為一調(diào)整后圖像信號，并輸出調(diào) 整后圖像信號。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳 細(xì)說明如下


圖IA繪示依照本發(fā)明較佳實施例的圖像處理方法的流程圖。圖IB繪示依照本發(fā)明較佳實施例的圖像處理方法的流程示意圖。圖2A及圖2B繪示依照本發(fā)明較佳實施例的亮度值調(diào)整的示意圖。圖3繪示依照本發(fā)明較佳實施例的色度值調(diào)整的示意圖。主要組件符號說明C_Q C4:轉(zhuǎn)換曲線300 色域
具體實施例方式本發(fā)明提出一種圖像處理方法，利用增強(qiáng)圖像內(nèi)容的對比度及色彩鮮艷度，使得 在追求高畫質(zhì)的要求下可維持圖像畫面不失真，而得以提升圖像畫面的顯示質(zhì)量。
本發(fā)明提出一種圖像處理方法，例如應(yīng)用于一顯示裝置，此顯示裝置例如為一移 動裝置，然并不限于此。此方法包括下列步驟。接收一圖像信號，并將圖像信號轉(zhuǎn)換為相對 應(yīng)的一原始亮度值、一原始第一色度值及一原始第二色度值。接著，根據(jù)輸入的原始亮度值 進(jìn)行適度調(diào)整，當(dāng)原始亮度值大于一臨界值，則調(diào)整后亮度值會大于原始亮度值，或者原始 亮度值小于臨界值時，則調(diào)整后亮度值會小于原始亮度值。其次，依據(jù)原始第一色度值及原始第二色度值于一色域內(nèi)，和一白平衡點間的一 向量線性地調(diào)整原始第一色度值及原始第二色度值，以得到一調(diào)整后第一色度值及一調(diào)整 后第二色度值。將調(diào)整后亮度值、調(diào)整后第一色度值及調(diào)整后第二色度值逆轉(zhuǎn)換為一調(diào)整 后圖像信號，并輸出調(diào)整后圖像信號。請參照圖1A，其繪示依照本發(fā)明較佳實施例的圖像處理方法的流程圖。此圖像處 理方法實質(zhì)上用以處理多筆像素數(shù)據(jù)，每一筆像素數(shù)據(jù)即為一圖像信號。接下來茲舉圖像 信號為一 RGB信號為例做說明，然并不做限制，圖像信號亦可以為一 YUV信號。請配合參照 圖1B，其繪示依照本發(fā)明較佳實施例的圖像處理方法的流程示意圖。每一個RGB信號具有 一組三原色像素值(Rin，Gin，Bin)。于步驟SlOO中，接收一 RGB信號，并將RGB信號的一組 三原色像素值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一組三原色刺激值(如圖IB中的Xin，Yin，Zin)。由于本發(fā)明 是單筆像素數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的圖像處理，故于整體運(yùn)算過程中不需要額外的幀存儲器(frame memory)。在步驟SllO中，將此組三原色刺激值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一原始亮度值、一原始第一 色度值及一原始第二色度值。其中，原始亮度值、原始第一色度值及原始第二色度值可以是 屬于一 CIE xyY色空間、一 CIE LAB色空間或一 CIE LUV色空間，并不做限制。其中，CIE LAB色空間包括有亮度信息(L)及色度信息(A及B)。接下來茲舉原始亮度值、原始第一色 度值及原始第二色度值屬于CIE xyY色空間為例做說明。亦即，RGB信號的三原色像素值 (Rin, Gin，Bin)被轉(zhuǎn)換為如圖IB中相對應(yīng)的原始亮度值Yin、原始第一色度值Xin及原始第二 色度值yin°在步驟S120中，調(diào)整原始亮度值Yin為一調(diào)整后亮度值Y。，其中若原始亮度值Yin 大于一臨界值，則調(diào)整后亮度值Y。大于原始亮度值Yin，或者若原始亮度值Yin小于臨界值， 則調(diào)整后亮度值Y。小于原始亮度值Yin。請參照圖2A及圖2B，其繪示依照本發(fā)明較佳實施 例的亮度值調(diào)整的示意圖。步驟S120實質(zhì)上欲使得偏亮態(tài)的亮度值更亮，或使得偏暗態(tài)的 亮度值更暗，進(jìn)而得以提升圖像畫面的對比度(contrast)。于圖2A及圖2B中，若欲保持原始亮度值Yin而不做調(diào)整，則依據(jù)斜率為1的轉(zhuǎn)換 曲線Ctl將原始亮度值Yin轉(zhuǎn)換為調(diào)整后亮度值Y。。若欲對原始亮度值Yin做調(diào)整，則可依據(jù) 不同的轉(zhuǎn)換曲線，例如為C1 C4但不做限制，將原始亮度值Yin轉(zhuǎn)換為調(diào)整后亮度值Y。。如圖2A及圖2B所示，若原始亮度值Yin大于一臨界值Yth且依據(jù)轉(zhuǎn)換曲線C1 C4 進(jìn)行調(diào)整，則調(diào)整后亮度值Y。大于原始亮度值Yin。若原始亮度值Yin小于臨界值Yth，且依 據(jù)轉(zhuǎn)換曲線C1進(jìn)行調(diào)整，則調(diào)整后亮度值Y。小于原始亮度值Yin。若原始亮度值Yin小于臨 界值Yth，且依據(jù)轉(zhuǎn)換曲線C2 C4進(jìn)行調(diào)整，則調(diào)整后亮度值Y。等于原始亮度值Yin。亦即，偏亮態(tài)的亮度值會更亮，而偏暗態(tài)的亮度值可選擇性地維持不變。此外，本發(fā)明所應(yīng)用的顯示裝置可附加一光電感測組件(ambient light photo SenS0r，ALPS)，用以感測外界環(huán)境光的變化。如此一來，即可根據(jù)感測到的外界環(huán)境光變化決定原始亮度值Yin所據(jù)以轉(zhuǎn)換成調(diào)整后亮度值Y。的轉(zhuǎn)換曲線，使得顯示裝置所顯示的圖 像畫面的對比度能具有環(huán)境適應(yīng)性。舉例來說，若光感測組件感測到外界環(huán)境光較強(qiáng)，則代 表此時的圖像畫面是偏暗態(tài)的，因此可以選擇轉(zhuǎn)換曲線C4將原始亮度值Yin轉(zhuǎn)換成調(diào)整后 亮度值Y。，以使得圖像畫面被調(diào)整的更偏亮度，且偏暗態(tài)的部份未作調(diào)整以達(dá)到強(qiáng)化圖像 對比的目的。反之，若光感測組件感測到外界環(huán)境光偏弱，則代表此時的圖像畫面可能是相 對偏亮態(tài)或適中，則選擇轉(zhuǎn)換曲線C3將原始亮度值Yin轉(zhuǎn)換成調(diào)整后亮度值Y。，以微幅調(diào)整 圖像畫面，或亦可不進(jìn)行任何調(diào)整處理。在步驟S130中，依據(jù)原始第一色度值Xin及原始第二色度值yin于一色域(color gamut)內(nèi)與一白平衡點(xs，ys)間的一原始向量線性地調(diào)整原始第一色度值xin及原始第 二色度值yin，以得到一調(diào)整后第一色度值χ。及一調(diào)整后第二色度值y。。其中，調(diào)整后第一 色度值χ。及該調(diào)整后第二色度值y。不超出色域的范圍。
請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明較佳實施例的色度值調(diào)整的示意圖。在色域300 內(nèi)，原始第一色度值Xin及原始第二色度值yin與白平衡點(xs，ys)間的向量為一原始向量 V10依據(jù)原始向量V1及對應(yīng)RGB信號的一色彩純度(color purity, CP)線性地調(diào)整原始第 一色度值Xin及原始第二色度值yin，以得到調(diào)整后第一色度值χ。及調(diào)整后第二色度值y。。 其中，色彩純度為RGB信號的三原色像素值(Rin，Gin，Bin)中，最大像素值與最小像素值的差 值。請參照下列的公式(1) 在色域300中，調(diào)整后第一色度值χ。及調(diào)整后第二色度值y。與白平衡點(xs，ys) 間的向量為一調(diào)整后向量V2。其中，調(diào)整后向量V2的大小為原始向量V1的大小的k倍，k 的值大于等于1。實質(zhì)上，若色彩純度越小，即代表有較大的色彩增艷空間，故對應(yīng)的k的值 越大。在本發(fā)明所揭露的圖像處理方法的流程中，可利用距離公式以求出調(diào)整后第一色度 值χ。及調(diào)整后第二色度值y。。請參照下列的公式(2)^Xo-Xsf+{yg-ysf . kyJ(Xm-Xsf+(ym-ysf(2)其中，k的值實質(zhì)上依據(jù)RGB信號的色彩純度而決定?？山逵膳袛嗌始兌鹊姆?圍并查詢一查閱表(LUT)，而可以依據(jù)不同的色彩純度范圍得到給定的不同的k值，其中k 的值大于等于1。此外，k的值最大可給定在約1. 6，但不做限制。此外，步驟S120實質(zhì)上用以調(diào)整RGB信號轉(zhuǎn)換后的亮度值，而步驟S130實質(zhì)上用 以調(diào)整RGB信號轉(zhuǎn)換后的色度值。于本實施例中，步驟S120及步驟S130的執(zhí)行順序并不 做限制，亦可同時執(zhí)行。之后，于步驟S140中，將調(diào)整后亮度值Y。、調(diào)整后第一色度值X。及調(diào)整后第二色 度值y。逆轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的調(diào)整后三色刺激值(如圖IB中的X。，Y0, Z0)，并將調(diào)整后三色刺 激值逆轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一組三原色像素值(R。，G0, B0)，以得到一調(diào)整后RGB信號，并輸出調(diào) 整后RGB信號。如此一來，即可提高顯示裝置的圖像畫面對比度及色彩鮮艷度。本發(fā)明上述實施例所揭露的圖像處理方法，具有多項優(yōu)點，以下僅列舉部分優(yōu)點 說明如下本發(fā)明的圖像處理方法，使得具較高亮度值的像素數(shù)據(jù)更偏亮態(tài)，或使得具較低 亮度值的像素數(shù)據(jù)更偏暗態(tài)，并對色彩純度較小的像素做比較大程度的色彩增艷處理，且 對色彩純度較大的像素做比較小程度的色彩增艷處理，故可有效增強(qiáng)圖像畫面的對比度及色彩鮮艷度，使得在追求高畫質(zhì)的要求下可維持圖像畫面不失真，進(jìn)而提升圖像畫面的顯示質(zhì)量。此外，本發(fā)明分別對圖像畫面的每一筆像素數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的圖像處理，故于整體運(yùn) 算過程中不需要額外的幀存儲器，具有較低的硬件復(fù)雜度，可有效降低成本。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤 飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種圖像處理方法，包括接收一圖像信號，并將該圖像信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一原始亮度值、一原始第一色度值及一原始第二色度值；調(diào)整該原始亮度值為一調(diào)整后亮度值，其中若該原始亮度值大于一臨界值，則該調(diào)整后亮度值大于該原始亮度值，或者若該原始亮度值小于該臨界值，則該調(diào)整后亮度值小于該原始亮度值；依據(jù)該原始第一色度值及該原始第二色度值在一色域內(nèi)與一白平衡點間的一原始向量線性地調(diào)整該原始第一色度值及該原始第二色度值，以得到一調(diào)整后第一色度值及一調(diào)整后第二色度值；以及將該調(diào)整后亮度值、該調(diào)整后第一色度值及該調(diào)整后第二色度值逆轉(zhuǎn)換為一調(diào)整后圖像信號，并輸出該調(diào)整后圖像信號。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中該圖像信號為一YUV信號。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中該圖像信號為一RGB信號。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像處理方法，更包括將該RGB信號的一組三原色像素值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一組三原色刺激值；以及將該組三原色刺激值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的該原始亮度值、該原始第一色度值及該原始第二 色度值。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中該原始亮度值、該原始第一色度值及該原 始第二色度值屬于一 CIE xyY色空間。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中該原始亮度值、該原始第一色度值及該原 始第二色度值屬于一 CIE LAB色空間。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其中該原始亮度值、該原始第一色度值及該原 始第二色度值屬于一 CIE LUV色空間。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，更包括依據(jù)一光電感測組件ALPS感測外界環(huán)境光的變化，并據(jù)以調(diào)整該原始亮度值為該調(diào) 整后亮度值。
9.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，更包括依據(jù)該原始向量及對應(yīng)該圖像信號的一色彩純度線性地調(diào)整該原始第一色度值及該 原始第二色度值，以得到該調(diào)整后第一色度值及該調(diào)整后第二色度值。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中該調(diào)整后第一色度值及該調(diào)整后第二色 度值于該色域內(nèi)與該白平衡點間的一調(diào)整后向量的大小為該原始向量的大小的k倍，k大 于等于1。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像處理方法，其中若該色彩純度越小，k的值越大。
12.如權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中該圖像信號為一RGB信號，該RGB信號具有一組三原色像素值，該色彩純度為該組三原色像素值中，最大像素值與最小像素值的差 值。
全文摘要
一種圖像處理方法。接收一圖像信號，并將圖像信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的一原始亮度值、一原始第一色度值及一原始第二色度值。調(diào)整原始亮度值為一調(diào)整后亮度值。若原始亮度值大于一臨界值，則調(diào)整后亮度值大于原始亮度值，或者若原始亮度值小于臨界值，則調(diào)整后亮度值小于原始亮度值。依據(jù)原始第一色度值及原始第二色度值在一色域內(nèi)與一白平衡點間的一原始向量線性地調(diào)整原始第一色度值及原始第二色度值，以得到一調(diào)整后第一色度值及一調(diào)整后第二色度值。將調(diào)整后亮度值、調(diào)整后第一色度值及調(diào)整后第二色度值逆轉(zhuǎn)換為一調(diào)整后圖像信號，并輸出調(diào)整后圖像信號。
文檔編號H04N9/64GK101841724SQ20091012898
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者李俊賢, 許景富, 賴志章 申請人:勝華科技股份有限公司