專利名稱：動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)比度調(diào)整電路及其調(diào)整方法，特別是涉及可對(duì)圖像的對(duì)比度進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在人們對(duì)視頻質(zhì)量要求越來越高，圖像的對(duì)比度成為很多電子視頻設(shè)備的重要指標(biāo)?，F(xiàn)有的技術(shù)，雖然已經(jīng)具備了對(duì)視頻對(duì)比度手動(dòng)調(diào)整的功能，但是卻會(huì)存在當(dāng)視頻數(shù)據(jù)的灰度等級(jí)分布在較暗獲較亮灰度上時(shí)，對(duì)比度不但不會(huì)提升，反而會(huì)下降，甚至出現(xiàn)灰度合并的問題。現(xiàn)有技術(shù)多采用灰階映射曲線的方法來根據(jù)視頻圖像進(jìn)行對(duì)比度調(diào)整?；译A影射曲線的方法首先根據(jù)圖像的直方圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及場(chǎng)景的檢測(cè)信號(hào)確定用于進(jìn)行灰度映射的曲線；然后對(duì)圖象進(jìn)行灰度映射，從而進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比度調(diào)整。但是，該方法存在一些缺陷在場(chǎng)景中的灰度分布出現(xiàn)細(xì)微變化時(shí)，場(chǎng)景檢測(cè)在各種模式間出現(xiàn)頻繁切換，從而使圖象出現(xiàn)閃爍，并且，這種采用曲線映射的方式，不但動(dòng)態(tài)調(diào)整的可選范圍有限，而且由于表格本身需要存儲(chǔ)，因此開銷也比較大。綜上所述，可知先前技術(shù)的動(dòng)態(tài)對(duì)比度調(diào)整方法存在圖像閃爍、動(dòng)態(tài)調(diào)整的可選范圍有限以及開銷比較大的問題，因此，實(shí)有必要提出改進(jìn)的技術(shù)手段，來解決此一問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其調(diào)整方法，其不僅可以增強(qiáng)視頻圖像的對(duì)比度，提高畫質(zhì)的清晰度，而且使得電視在播放過程中，不會(huì)出現(xiàn)畫面抖動(dòng)。為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，至少包括直方圖統(tǒng)計(jì)模塊，其根據(jù)接收的亮度輸入信號(hào)構(gòu)建亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)該亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)；動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及分段線性映射模塊提供的線性映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)至少包括映射選擇信號(hào)、該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量；動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路，接收該各動(dòng)態(tài)參數(shù)及該亮度輸入信號(hào)，用于根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)將該亮度輸入信號(hào)增加或減少一動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)以調(diào)整為待映射亮度輸入信號(hào)；以及分段線性映射模塊，根據(jù)接收到的該各動(dòng)態(tài)參數(shù)，將該待映射亮度輸入信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出。進(jìn)一步地，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包含個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)，該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)通過寄存器配置產(chǎn)生。
進(jìn)一步地，該映射選擇信號(hào)是根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)確定的。進(jìn)一步地，若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都小于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限，則映射選擇信號(hào)置W，選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)中間部分的對(duì)比度；若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都大于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限，則映射選擇信號(hào)置為N2，選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)兩端信號(hào)的對(duì)比度；否則，映射選擇信號(hào)置為N3，選擇相應(yīng)的映射曲線使該亮度輸入信號(hào)向亮或暗的方向調(diào)整，其中N1、N2、N3不相等。進(jìn)一步地，該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量是根據(jù)該映射選擇信號(hào)計(jì)算獲得的。進(jìn)一步地，該映射曲線中各段直線的斜率精度至少大于4比特進(jìn)一步地，該動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)計(jì)算獲得的。為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明還提供一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，至少包括如下步驟獲得亮度輸入信號(hào)，根據(jù)該亮度輸入信號(hào)構(gòu)建一原始圖像的亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)該亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)；根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及分段線性映射模塊提供的映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)至少包括映射選擇信號(hào)、該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量；根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)將該亮度輸入信號(hào)增加或減少一動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)以調(diào)整為待映射亮度輸入信號(hào)；以及根據(jù)接收到的該各動(dòng)態(tài)參數(shù)，將該待映射亮度輸入信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出。進(jìn)一步地，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包含個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)，該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)通過寄存器配置產(chǎn)生。進(jìn)一步地，該計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包括如下步驟比較該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、 該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限；若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都小于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限，則映射選擇信號(hào)置Ni，表示選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)中間部分的對(duì)比度；若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都大于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限，則映射選擇信號(hào)置為N2，表示選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)兩端信號(hào)的對(duì)比度；否則，映射選擇信號(hào)置為N3，表示選擇相應(yīng)的映射曲線使該亮度輸入信號(hào)向亮或暗的方向調(diào)整，或者不調(diào)整；其中N1、N2、N3不相等。
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進(jìn)一步地，該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量是根據(jù)該映射選擇信號(hào)計(jì)算獲得的。進(jìn)一步地，該動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)計(jì)算獲得的。 進(jìn)一步地，該低門限與該高門限由寄存器配置產(chǎn)生。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其調(diào)整方法通過直方圖統(tǒng)計(jì)亮度輸入信號(hào)中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果確定映射選擇信號(hào)，以使當(dāng)亮度輸入信號(hào)的絕大部分信號(hào)分布在中間時(shí)，通過折線OABCD增強(qiáng)中間部分信號(hào)的對(duì)比度，當(dāng)絕大部分信號(hào)分布在兩端時(shí)，通過折線OAm、 增強(qiáng)兩端信號(hào)的對(duì)比度，當(dāng)信號(hào)整體偏暗時(shí)，信號(hào)適當(dāng)?shù)南蛄恋姆较蛘{(diào)整，當(dāng)信號(hào)整體偏亮?xí)r，信號(hào)適當(dāng)?shù)南虬档姆较蛘{(diào)整，通過本發(fā)明，增強(qiáng)了視頻圖像的對(duì)比度，提高了畫質(zhì)的清晰度，并且由于本發(fā)明中所有調(diào)整都采用漸變的方式，人眼則不會(huì)感受到閃爍，


圖1為本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法的步驟流程圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的動(dòng)態(tài)對(duì)比度增益調(diào)節(jié)狀態(tài)機(jī)示意圖；圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的動(dòng)態(tài)亮度調(diào)節(jié)狀態(tài)機(jī)的示意圖；圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的分段線性映射模塊的線性映射曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。圖1為本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路的電路結(jié)構(gòu)圖，圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的分段線性映射模塊的線性映射曲線圖。請(qǐng)一并參照?qǐng)D1及圖5，本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路電路包括直方圖統(tǒng)計(jì)模塊101、動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊102、動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路 103以及分段線性映射模塊104。其中直方圖統(tǒng)計(jì)模塊101用于在獲得原始圖像的亮度輸入信號(hào)后構(gòu)建一原始圖像的亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg ；動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊102，根據(jù)獲得的亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg、亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg以及分段線性影射模塊104提供的線性映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，如個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限Cnt_l0W_thre，個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限cnt_high_thre，映射選擇信號(hào)line_sel，線性映射曲線最大斜率參數(shù)gain_ high_reg，線性映射曲線最小斜率參數(shù)gain_l0W_reg，線性映射曲線中各段直線的斜率參數(shù)和偏移量參數(shù) gain_OA、gain_AC、gain_CD、offset_OA、offset_AC 及 offset_CD，其中 gain_OA、gain_AC、gain_CD 為直線 OA、AC、CD (或者 OA、，，(TD)的斜率，offset_0A、 offset_AC、offset_CD為直線OA、AC、CD (或者OA—, A'C , C D)的偏移量，其中個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限cnt_l0W_thre、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限Cnt_high_thre、最大斜率參數(shù)gain_high_reg及最小斜率參數(shù)gain_l0W_reg通過寄存器配置產(chǎn)生，映射選擇信號(hào)line_Sel可根據(jù)小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg確定，線性映射曲線中各段直線的斜率和偏移量 gain_0A、gain_AC、gain_CD、offset_0A、offset_AC 及 offset— CD可通過映射選擇信號(hào)line_sel確定的線性曲線計(jì)算獲得；動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路103，接受亮度輸入信號(hào)，用于在映射前將亮度輸入信號(hào)往中間調(diào)整一下，以獲得待映射亮度輸入信號(hào)ysrc，具體地說，如輸入的亮度輸入信號(hào)整體偏暗，則將亮度輸入信號(hào)加上一個(gè)偏移量再作映射，如果亮度輸入信號(hào)偏亮，則將亮度輸入信號(hào)減去一個(gè)偏移量再作映射，于本發(fā)明較佳實(shí)施例中，偏移量的最大值的絕對(duì)值biasjnax由寄存器配置而成，最大不超過16 ；分段線性映射模塊104，根據(jù)接收到的動(dòng)態(tài)參數(shù)，將待映射亮度輸入信號(hào)ysrc逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出。圖2為本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法的步驟流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法包括如下步驟步驟201 根據(jù)亮度輸入信號(hào)構(gòu)建一原始圖像的亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg與亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_Cnth_ reg ；步驟202 根據(jù)獲得的亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_Cntl_reg、亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg以及線性映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，如個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限cnt_ low_thre，個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限Cn_high_thre，映射選擇信號(hào)line_sel，線性曲線最大斜率參數(shù)gain_high_reg，線性曲線最小效率參數(shù)gain_l0W_reg，線性映射曲線中各段直線的斜率參數(shù)和偏移量參數(shù) gain_0A、gain_AC、gain_CD、offset_0A、offset_AC 及 offset_CD，其中個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限cnt_l0W_thre、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限Cnt_high_thre、最大斜率gain_high_ reg及最小斜率gain_l0W_reg由寄存器配置產(chǎn)生，映射選擇信號(hào)line_sel可根據(jù)小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg確定，線性映射曲線中各段直線的斜率和偏移量 gain_OA、gain_AC、gain_CD、offset_OA、offset_AC 及 offset— ⑶可通過映射選擇信號(hào)line_Sel確定的線性曲線計(jì)算獲得；步驟203 對(duì)亮度輸入信號(hào)進(jìn)行亮度調(diào)整，以獲得待映射亮度輸入信號(hào)ysrc，即如果輸入的亮度輸入信號(hào)整體偏暗，則將亮度輸入信號(hào)加上一個(gè)偏移量再作映射，如果亮度輸入信號(hào)偏亮，則將亮度輸入信號(hào)減去一個(gè)偏移量再作映射；以及步驟204 根據(jù)接收到的動(dòng)態(tài)參數(shù)，將待映射亮度輸入信號(hào)ysrc逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)。以下將配合圖1、圖2及圖5通過一具體較佳實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其實(shí)現(xiàn)方法。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，將以10比特精度進(jìn)行說明，其他精度可以此類推。首先，直方圖建立與統(tǒng)計(jì)模塊101接收亮度輸入信號(hào)，根據(jù)亮度輸入信號(hào)構(gòu)建原始圖像的亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及統(tǒng)計(jì)亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg(步驟201)；其次，動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模組102計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)(步驟20 ，其中個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限 Cnt_l0W_thre、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限Cnt_high_thre、最大斜率參數(shù)gain_high_reg及最小斜率參數(shù)gain_l0W_reg通過寄存器配置產(chǎn)生，以下將具體說明如何計(jì)算映射選擇信號(hào)line_ sel以及線性映射曲線中各段直線的斜率參數(shù)和偏移量參數(shù)gain_0A、gain_AC、gain_CD、 offset_0A、offset AC 及 ofTset_CD。對(duì)于映射選擇信號(hào)line_sel，計(jì)算方法如下若小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_Cntl_reg和大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg 都小于個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限cnt_l0W_thre，則line_sel = 1，表示絕大部分信號(hào)分布在中間，映射選用折線OABCD以增強(qiáng)中間部分信號(hào)的對(duì)比度；若小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_Cntl_reg和大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg 都大于個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限cnt_high_thre，則line_sel = 2，表示絕大部分信號(hào)分布在兩端， 映射選用折線0AH—D增強(qiáng)兩端信號(hào)的對(duì)比度；否則，其他情況下line_Sel = 0，表示映射選用直線0BD，當(dāng)信號(hào)整體偏暗時(shí)，信號(hào)適當(dāng)向亮的方向調(diào)整，當(dāng)信號(hào)整體偏亮?xí)r，信號(hào)適當(dāng)?shù)南虬档姆较蛘{(diào)整，而信號(hào)合適時(shí)不作調(diào)整。gain_AC代表映射直線AC段的斜率，于本發(fā)明較佳實(shí)施例中，gain_AC取8bit精度為例，gain_AC精度必須大于4bit否則會(huì)出現(xiàn)閃爍。當(dāng)line_sel = = 0，直線 AC 段的斜率等于 1，此時(shí) gain_AC = = 128 ；當(dāng)line_sel == 1，直線 AC 段的斜率大于 1，此時(shí) 0 < gain_AC < 128 ；當(dāng)line_sel == 2，直線 AC 段的斜率小于 1，此時(shí) 1 < gain_AC < 255。圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的動(dòng)態(tài)對(duì)比度增益調(diào)節(jié)狀態(tài)機(jī)示意圖，以下將配合圖3 具體描述 gainAC、gain_0A、gain_CD、offset_0A、offset_AC 及 offset_CD 的計(jì)算方法狀態(tài)GAIN_UD0 在此狀態(tài)下gainAC = = 128，本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路上電復(fù)位后直接進(jìn)入GAIN_UD0狀態(tài)，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次line_Sel信號(hào)如果line_sel == 1，進(jìn)入 GAIN_UH 狀態(tài)下；如果line_sel == 2，進(jìn)入 GAIN_UL 狀態(tài)下；其他情況則繼續(xù)保留在GAIN_UD0狀態(tài)下。狀態(tài)GAIN_UL 進(jìn)入此狀態(tài)后，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次line_Sel信號(hào)如果line_sel不等于2且gain_AC = = 128，本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路則跳轉(zhuǎn)進(jìn)入GAIN_UD0狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于1 ；如果line_sel不等于2且gain_AC < 128，則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路繼續(xù)保持在GAIN_UL狀態(tài)，gain_AC等于原來的gain_AC加1 ；如果line_Sel等于2且gain_AC = = gain_l0W_reg，本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路則跳轉(zhuǎn)進(jìn)入GAIN_L0W狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于gain_low_reg ；如果line_sel等于2且gain_AC > gain_low_reg,則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路繼續(xù)保持在GAIN_UL狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于原來的gain_AC減1。狀態(tài)GAIN_L0W 在此狀態(tài)下gain_AC = = gain_low_reg,每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次line_sel信號(hào)如果line_sel等于2，則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路繼續(xù)保持在GAIN_L0W狀態(tài)；否則進(jìn)入GAIN_UL狀態(tài)。狀態(tài)GAIN_UH 進(jìn)入此狀態(tài)后，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次line_Sel信號(hào)
如果line_sel不等于1且gain_AC = = 128，則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路跳轉(zhuǎn)進(jìn)入GAIN_UD0狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于1 ；如果line_sel不等于l，gain_AC > 128，則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路保留在GAIN_UH狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于原來的gain_AC減1 ；如果line_sel等于1且gain_AC = = gain_high_reg,則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路進(jìn)入GAIN_HIGH狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于gain_high_reg ；如果line_sel等于1且gain_AC < gain_high_reg,則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路繼續(xù)保持在GAIN_UH狀態(tài)，此時(shí)gain_AC等于原來的gain_AC加1。狀態(tài)GAIN_HIGH 在此狀態(tài)下gain_AC = = gain_high_reg,每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次line_sel信號(hào)如果line_Sel等于1，則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路繼續(xù)保持在GAIN_HIGH 狀態(tài)下；否則進(jìn)入GAIN_UH狀態(tài)。OTHERS 直接跳轉(zhuǎn)到 GAIN_UD0，此時(shí) gain_AC = 1沘。在得到直線AC段斜率gain_AC后，并且知道AC中點(diǎn)B的坐標(biāo)為(512，512)，則直線AC可以用公式表示如下(y-512) = gain_AC*(x_512)/128(公式 1)offset_AC = 512-gain_AC* (512/128)(公式 2)直線OA經(jīng)過原點(diǎn)，所以offset_0A = 0，可以用公式表示如下y = gain_0A*x/128(公式 3)由于直線OA和直線AC在A點(diǎn)相交，取A點(diǎn)橫坐標(biāo)為某一定值256，則將公式3代入公式1可以求出gain_0A (直線OA的斜率)。gain_0A = 256_gain_AC(公式 4)由于直線⑶平行于直線0A，所以gain_CD = gain_0A，所以直線⑶可以描述如下y = gain_CD*x/U8+offset_CD(公式 5)由于直線⑶交直線AC于點(diǎn)C，且點(diǎn)C與點(diǎn)A關(guān)于點(diǎn)B中心對(duì)稱，所以點(diǎn)C的橫坐標(biāo)取768，將公式1，公式4代入公式5可以得到offset_CD = 1024-gain_0A* (1024/128)(公式 6)接著，動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路對(duì)亮度輸入信號(hào)進(jìn)行亮度調(diào)整，以獲得待映射亮度輸入信號(hào)ysrc (步驟203)，比如，若輸入的亮度輸入信號(hào)整體偏暗，則將亮度輸入信號(hào)加上一個(gè)偏移量再作映射，如果亮度輸入信號(hào)偏亮，則將亮度輸入信號(hào)減去一個(gè)偏移量再作映射， 否則，則亮度保持不變。偏移量的最大值的絕對(duì)值biasjnax通過寄存器配置而成，最大不超過16，此處的偏移量即動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)dyn_0ffSet為有符號(hào)數(shù)，最大為biasjnax，最小為-biasjnax，圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的動(dòng)態(tài)亮度調(diào)節(jié)狀態(tài)機(jī)的示意圖，以下將配合圖4具體介紹動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)dyn_0ffSet的計(jì)算方法，同時(shí)下面的計(jì)算會(huì)涉及到以下寄存器cntl_l0W(動(dòng)態(tài)低亮度個(gè)數(shù)低門限)，cntl_high(動(dòng)態(tài)低亮度個(gè)數(shù)高門限)，cnth_ low (動(dòng)態(tài)高亮度個(gè)數(shù)低門限)，cnth_high (動(dòng)態(tài)高亮度個(gè)數(shù)高門限)。狀態(tài)IDLE 在此狀態(tài)下動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)dyn_0ffSet = 0。一般本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路上電復(fù)位后直接進(jìn)入IDLE狀態(tài)，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg
如果 dyn_cntl_reg < cntl_low 且 dyn_cnth_reg > cnth_high,則本發(fā)明動(dòng)態(tài)對(duì)比隊(duì)自動(dòng)調(diào)整電路進(jìn)入LUM_SUB狀態(tài)；如果 dyn_cnth_reg < cnth_low 且 dyn_cntl_reg > cntl_high,則進(jìn)入 LUM_ADD 狀態(tài)；其他情況則保持在IDLE狀態(tài)，在IDLE狀態(tài)表示信號(hào)很好，當(dāng)前不需要做動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整。狀態(tài)LUM_SUB:進(jìn)入此狀態(tài)后，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg 如果 dyn_cntl_reg < cntl_low 且 dyn_offset 等于 _bias_max，則進(jìn)入 LUM_SUBM #Ι，]Λ時(shí) dyn_offset = -bias_max ；如果 dyn_cntl_reg < cntl_low 且 dyn_offset > _bias_max ；則保持在 LUM_SUBM 狀態(tài)下，此時(shí)dyn_offset等于原來的dyn_offset減1 ；如果dyn_cntl_reg 不小于 cntl_low 且 dyn_offset 等于 0，則進(jìn)入 IDLE 狀態(tài)，此時(shí) dyn_offset = 0 ；如果dyn_cntl_reg 不小于 cntl_low 且 dyn_offset 小于 0，則繼續(xù)保持在 LUM_SUB 狀態(tài)，此時(shí)dyn_offset等于原來的dyn_offset加1 ；其他情況，則保持在LUM_SUB狀態(tài)，dyn_0ffSet保持不變。狀態(tài) LUM_SUBM 在此狀態(tài)下 dyn_offset = _bias_max，如果 dyn_cntl_reg > cntl_low,則進(jìn)入LUM_SUB狀態(tài)；其他情況，則保持在LUM_SUBM狀態(tài)下。狀態(tài)LUM_ADD:進(jìn)入此狀態(tài)后，每場(chǎng)信號(hào)開始的時(shí)候判斷一次小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cntl_reg及大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)dyn_cnth_reg 如果 dyn_cnth_reg < cnth_low 且 dyn_offset 等于 bias_max，則進(jìn)入 LUM_ADDM #Ι，]Λ時(shí) dyn_offset = bias_max ；如果 dyn_cnth_reg < cnth_low 且 dyn_offset < bias_max，則保持在 LUM_ADD 狀態(tài)下，此時(shí)dyn_offset等于原來的dyn_offset加1 ；如果dyn_cnth_reg 不小于 cnth_low 且 dyn_offset 等于 0，則進(jìn)入 IDLE 狀態(tài)，此時(shí) dyn_offset = 0 ；如果dyn_cnth_reg 不小于 cnth_low 且 dyn_offset 大于 0，則保持在 LUM_ADD 狀態(tài)下，此時(shí)dyn_offset等于原來的dyn_offset減1 ；其他情況，則保持在LUM_ADD狀態(tài)，dyn_0ffSet保持不變。狀態(tài) LUM_ADDM 在此狀態(tài)下 dyn_offset = bias_max,如果 dyn_cnth_reg > cnth_ low,則進(jìn)入LUM_ADD狀態(tài)；其他情況，則保持在LUM_ADDM狀態(tài)下。OTHERS 直接跳轉(zhuǎn)到 IDLE 狀態(tài)，dyn_offset = 0。最后計(jì)算送入分段線形映射模塊104的待映射亮度輸入信號(hào)ysrc，ysrc = yin+dyn_offset(公式 7)其中yin為亮度輸入信號(hào)。最后，分段線性映射模塊104根據(jù)接收到的動(dòng)態(tài)參數(shù)，將待映射亮度輸入信號(hào) ysrc逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)(步驟204)，具體計(jì)算方法如下如果ysrc小于A點(diǎn)的橫坐標(biāo)256，則
ynew = gainOA^ysrc ；如果ysrc大于等于A點(diǎn)的橫坐標(biāo)256且小于等于C點(diǎn)的橫坐標(biāo)768，則ynew = gainAOysrc+offfset—AC ；如果ysrc大于C點(diǎn)的橫坐標(biāo)768，則ynew = gainCD*ysrc+offset_CD。通過上述電路及方法，可見當(dāng)本發(fā)明亮度輸入信號(hào)絕大部分分布在中間時(shí)，可以通過折線OABCD增強(qiáng)中間部分信號(hào)的對(duì)比度；當(dāng)絕大部分信號(hào)分布在兩端時(shí)，可以通過折線OAm—增強(qiáng)兩端信號(hào)的對(duì)比度；當(dāng)信號(hào)整體偏暗時(shí)，信號(hào)適當(dāng)?shù)南蛄恋姆较蛘{(diào)整；當(dāng)信號(hào)整體偏亮?xí)r，信號(hào)適當(dāng)?shù)南虬档姆较蛘{(diào)整；由于所有調(diào)整都采用漸變的方式，人眼不會(huì)感覺到畫面閃爍。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此， 本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，至少包括直方圖統(tǒng)計(jì)模塊，其根據(jù)接收的亮度輸入信號(hào)構(gòu)建亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)該亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)；動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及分段線性映射模塊提供的線性映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)至少包括映射選擇信號(hào)、該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量；動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路，接收該各動(dòng)態(tài)參數(shù)及該亮度輸入信號(hào)，用于根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)將該亮度輸入信號(hào)增加或減少一動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)以調(diào)整為待映射亮度輸入信號(hào)；以及分段線性映射模塊，根據(jù)接收到的該各動(dòng)態(tài)參數(shù)，將該待映射亮度輸入信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算， 以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于該各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包含個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)，該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)通過寄存器配置產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于該映射選擇信號(hào)是根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)確定的。
4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都小于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限，則映射選擇信號(hào)置Ni，選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)中間部分的對(duì)比度；若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都大于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限，則映射選擇信號(hào)置為N2，選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)兩端信號(hào)的對(duì)比度；否則，映射選擇信號(hào)置為N3，選擇相應(yīng)的映射曲線使該亮度輸入信號(hào)向亮或暗的方向調(diào)整，其中m、N2、N3不相等。
5.如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量是根據(jù)該映射選擇信號(hào)計(jì)算獲得的。
6.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于該映射曲線中各段直線的斜率精度至少大于4比特。
7.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路，其特征在于該動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)計(jì)算獲得的。
8.一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，至少包括如下步驟獲得亮度輸入信號(hào)，根據(jù)該亮度輸入信號(hào)構(gòu)建一原始圖像的亮度直方圖，并統(tǒng)計(jì)該亮度直方圖中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)；根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及分段線性映射模塊提供的映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，該各動(dòng)態(tài)參數(shù)至少包括映射選擇信號(hào)、該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量；根據(jù)該亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及該亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)將該亮度輸入信號(hào)增加或減少一動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)以調(diào)整為待映射亮度輸入信號(hào)；以及根據(jù)接收到的該各動(dòng)態(tài)參數(shù)，將該待映射亮度輸入信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于該各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包含個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)，該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限、該映射曲線的最大斜率參數(shù)及最小斜率參數(shù)通過寄存器配置產(chǎn)生。
10.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于，該計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)還包括如下步驟比較該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)、該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限、該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限；若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都小于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)低門限，則映射選擇信號(hào)置Ni，表示選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)中間部分的對(duì)比度； 若該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)都大于該個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)高門限，則映射選擇信號(hào)置為N2，表示選擇相應(yīng)的映射曲線以增強(qiáng)該亮度輸入信號(hào)兩端信號(hào)的對(duì)比度；否則，映射選擇信號(hào)置為N3，表示選擇相應(yīng)的映射曲線使該亮度輸入信號(hào)向亮或暗的方向調(diào)整，或者不調(diào)整； 其中N1、N2、N3不相等。
11.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于該映射曲線中各段直線的斜率和偏移量是根據(jù)該映射選擇信號(hào)計(jì)算獲得的。
12.如權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于該動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)根據(jù)該小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)與該大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)計(jì)算獲得的。
13.如權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于該低門限與該高門限由寄存器配置產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)對(duì)比度自動(dòng)調(diào)整電路及其調(diào)整方法，其首先通過直方圖統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)亮度輸入信號(hào)中亮度小于低門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)及亮度大于高門限的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，然后通過動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果及線性映射曲線計(jì)算各動(dòng)態(tài)參數(shù)，如映射選擇信號(hào)，接著通過動(dòng)態(tài)亮度調(diào)整電路將該亮度輸入信號(hào)增加或減少一動(dòng)態(tài)亮度偏移信號(hào)以調(diào)整為待映射亮度輸入信號(hào)，最后通過分段線性映射模塊將該待映射亮度輸入信號(hào)逐點(diǎn)計(jì)算，以獲得映射后的亮度信號(hào)輸出，通過本發(fā)明，增強(qiáng)了視頻圖像的對(duì)比度，提高了畫質(zhì)的清晰度，并且由于本發(fā)明中所有調(diào)整都采用漸變的方式，人眼則不會(huì)感受到閃爍。
文檔編號(hào)H04N5/57GK102572341SQ20101061786
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者史興強(qiáng), 呂超英, 林凡 申請(qǐng)人:無錫華潤矽科微電子有限公司