专利名称：视频电平的动态柔性削峰的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过利用增益来改善在显示器上显示的图 像的对比度的方法。
背景技术：
提高在例如LCD或等离子显示器之类的显示器上显示的图像的 对比度的方法之一是对图像数据施加增益(>1)。例如，如果图像中 的像素具有几乎相同的亮度值，比如图像有很多暗区，则希望在该图像中使用这种方法。增益导致更高的视频电平(即典型地更亮的图像) 和视频电平更广泛的分布(即感知对比度的提高)。另一种可能希望施加增益的情况是在LCD中使用动态背光算法 (DBL)的时候。在LCD中，由于背光通过LCD面板的泄漏，暗场景 看起来"发蓝"，解决它的方案是通过使用DBL在这样场景中减少背 光亮度。当减少背光亮度时，需要视频增益作为补偿来完成与减少背 光亮度之前相类似的亮度的感觉和类似甚至改善的感知对比度。而且，视频电平的可显示范围通常局限于固定范围内的固定的 不同颜色数目。例如，在图像中像素的RGB表示的三个分量中的每一 个被限制为8比特，为每个分量(R， G或B)提供256种可能的视频 电平(由整数值0-255表示)。当然其它类型的视频电平表示或色彩范围例如CMY表示中的亮 度(Y)也存在相应的限制。典型地，低值代表较深的颜色，而高值代表较浅的颜色，例如0 代表最深的颜色而255代表最浅的颜色。当被施加到图像数据的增益导致像素的视频电平超出可显示的 范围例如超出诸如255之类的最大值时，己知的方法是对这样的数值 进行"刚性削峰"，即根据增益而获得超出最大值的数值的像素将最终与最大值相同(例如255)。这样的后果是局部细节的损失；图像的大量部分可能被显示为具有高饱和色彩的"平坦"区域(区域内所 有像素具有最大值)并且原始图像的某些细节可能损失。这样，通过施加增益来提高图像区域的一些像素的值，存在由 于刚性削峰导致的其它区域对比度损失的危险。这经常变成实际中关 于可以施加多少增益的限制因素。EP0963111A1公开了一种用于通过使用双段传递函数来动态改 善图像对比度的方法和设备。图1表示EP0963111A1公开的输入输出图，包括IRE (无线电工 程师协会)单位的亮度值的传递函数。当没有对比度改善时，没有增 益(输入输出关系1: 1)且传递函数是简单地"单位增益"函数10， 即与坐标原点相交的斜率为1的线。EP0963111A1中所称的"双段" 涉及图1中线11所代表的传递函数11，其包括两段，斜率〉=1优选 为1.5的第一段，其在自适应枢轴点12转入斜率〉二1优选为1.7的 第二段。自适应枢轴点总是处于沿着单位增益线12的位置。图1中， 显示自适应枢轴点位于它的较上端位置14 (40， 40)。由点13表示 较低端位置(7， 7)。在EP0963111A1的方法中，实时地分析视频帧或场。在第一段， 段增益(斜率)自适应于暗采样分布-如果有较少的暗采样则选择较 高的数值，如果有大量的暗采样则选择较低的数值。在第二段中，段增益(斜率)自适应于检测的峰值，如果检测 的峰值等于或高于标定的峰值，则选择"单位增益"函数，否则利用 "第二增益"传递函数。然而，虽然EP0963111A1的方法可用于改善较暗区域和亮区域的对比度，它只能够提供相对小的增益，从而提供较小的对比度改善， 尤其是具有大量暗采样例如暗像素为主的场景的情况下。这例如使它不适合与动态背光有关地用于LCD中。而且，虽然EP0963111A1的方法可用于通过在第二段中使用"单 位增益"来防止在亮区域的刚性削峰，然而任何在第一段施加的增益 可导致需要在暗区域进行刚性削峰，即由于传递函数能够产生低于0(黑)的数值，输出可能需要将这些数值"削峰"到黑色，因此暗区 域内的对比度将损失。发明内容本发明的一个目的是克服现有技术中的问题。具体的目的是提 供一种能容许具有相对高质量的处理后图像具有相对高的视频电平 增益的方法。通过一种用于提高在具有一定可显示视频电平范围的显示器上 显示的图像对比度的方法和信号处理设备可以实现这个和其它目的。 该方法包括步骤提供代表图像的输入视频电平，该电平在可显示范 围内；提供在可显示范围的增益区域内的每处都具有大于1的斜率并 在可显示范围的柔性削峰区域内的每处都具有大于0且小于1的斜率 的传递函数，传递函数适于将所述范围内的任何输入视频电平转换成 所述范围内的电平，两个区域在门限电平处会合；以及利用该传递函 数将输入电平转换成所述范围内的输出电平。函数的"斜率"在该函数某个输入值处对应于该函数在该输入 值处的导数。例如，线性函数的导数是常数并因此具有恒定的斜率， 即斜率与输入值无关。另一方面，非线性函数具有变化的斜率，在不同输入值处不同。本发明是基于下面的理解，即通过在增益区域使用增益系数， 即大于1的传递函数的斜率以及在柔性削峰区域使用压縮比，即位于 0和1之间的斜率，可以向图像中的例如低电平或暗区域之类的增益 区域中的电平施加高增益，而不需要对增益区域外部的任何电平进行 刚性削峰。同时，被转换的输入电平可被维持在可显示电平范围内。根据传统的方法，较高的增益(即大斜率)通常意味着更多的 输出电平会在可显示电平范围之外结束并因此不得不对大量的电平 进行刚性削峰。根据本发明，柔性削峰区域中的增益确保这样的电平 被压縮进全部处于可显示范围内的电平范围内，从而对作为结果的图 像产生温和的影响。另一方面，电平的"柔性削峰"代替了 "刚性削 峰"。因此，与传统的方法相比，使用了较高的增益。在实际情况中，增益区域内施加的增益可高达4。可通过具有大于1的斜率的线性增益函数和具有介于0和1之 间的斜率的线性柔性削峰函数来定义传递函数，在两个区域中(即整个可显示范围)定义两个函数以使得这些线性函数的交点定义出门限 电平。换言之，传递函数在增益区域中等于线性增益函数而在柔性削 峰区域中等于线性柔性削峰函数。通过以这样的方式结合两个函数， 即增益函数和柔性削峰函数，以及让它们各自定义传递函数的不同部 分，每个函数可以非常简单从而允许仅需要少量资源的实现方式。每 个函数可以单独实现，例如一个选择是利用己经存在的类似增益系数 乘法器之类的增益函数实现。可利用查找表实现柔性削峰函数并且可 以预先定义一个或多个柔性削峰函数，并存储在查找表中。而且，虽然每个函数不能单独将范围内的所有电平转换到相同 范围内的电平，即另一个可显示电平，但是结合的两个函数提供了完 全的可显示范围覆盖而无需任何刚性削峰。应注意也可以以类似方式使用和结合其它连续函数来代替线性 函数。这种情况下，也应在两个区域内定义每个函数(即函数应该彼 此交迭)并且展现出为各个区域设定的限制之内的斜率。可根据输入视频电平对增益传递函数的斜率进行调整。对斜率的调整通常是为了确保施加希望的增益和/或避免对太 大量的电平进行柔性削峰。较大的斜率(即较高的增益)对应较小的 增益区域，因此对应于需要柔性削峰的较大量的电平。因此，调整增 益传输函数的斜率不仅要考虑施加希望的增益，也要确保没有许多的 电平被柔性削峰，即确保增益提供合理的图像质量。例如，当希望最 大增益时，即可能是结合动态背光的情况下，可根据柔性削峰区域内 的电平数目的信息来调整斜率。应注意如果使用静态柔性削峰传递函 数，并且仅调整增益传递函数，结果仍然可能在两个区域表现动态特 性，因为交点可能发生改变并因此两个区域可能发生改变。还可根据输出视频电平调整增益传递函数的斜率。例如，可根据被柔性削峰的视频电平数量的计数来调整增益。8"视频电平数量"与图像中全部视频电平数量有关，即可由百分比值 表示。而且，由于任何图像，明确地或暗示地具有某个分辨率，即受 限制的像素数量，而且由于视频电平，明确地或暗示地属于单独的像 素，因此图像具有与图像像素数目成比例的视频电平数量。因此，视 频电平数量可对应于一些像素或图像中所有像素的一定比例部分。利用提供关于输入电平数目或实际被柔性削峰的像素的信息的 反馈使得可以对增益传递函数进行自动调整。例如，可增加增益传递函数的斜率直到柔性削峰的电平数达到 某个门限。而且，利用增益函数之前没有必要广泛地分析视频电平， 相反选择增益的初始值然后让它根据产生的输出进行调整就够了。而且可根据输入视频电平和/或输出视频电平来调整柔性削峰 传递函数的斜率。通过调整柔性削峰函数的斜率可影响被柔性削峰的电平数量， 而不干预或改变增益即增益传递函数的斜率。还可通过这样改变柔性 削峰的程度，即压縮比。接近1的斜率意味着接近"单位增益"并且基本没有压缩，而接近0的斜率意味着接近"刚性削峰"和刚性压縮。而且，应注意与上面类似，当只调整柔性削峰函数而增益函数为静态时，由于交点可 发生变化并因此两个区域可发生变化，所以在两个区域内的结果仍表 现动态特性D利用提供了关于例如由实际被柔性削峰的许多像素所表示的输 出电平数量的信息的反馈，使得可以自动调整柔性削峰传递函数。例 如，可增加柔性削峰传递函数的斜率直至柔性削峰的电平数量达到某 个门限。而且，通过利用反馈，利用增益函数之前没有必要广泛地分 析视频电平，相反选择斜率的初始值然后让它根据产生的输出自动调 整就够了。输入视频电平的转换步骤可包括由两个区域内的两个传递函数 判定输出视频电平。通过对所有输入值使用两个函数，即在柔性削峰区域也利用增 益函数转换电平，反之亦然，就能够在不必考虑某个输入电平属于哪个区域的情况下来生成数值。这意味着柔性削峰函数和增益函数可以 在并行通道使用并且虚拟地彼此独立。这样可以以方便和简单的方式 以硬件或软件实现该方法。
可通过为每个输入视频电平选择根据传递函数的最低输出电平 来形成输出视频电平。
当增益区域对应低电平而柔性削峰区域对应高电平的时候，选 择最低值导致在增益区域中选择增益函数产生的数值，在柔性削峰区 域中选择柔性削峰函数产生的电平。由于只是可以通过例如比较器和 乘法器实现的比较和选择，这是从各自函数得到正确数值的方便方 法。应注意当增益区域对应高电平而柔性削峰区域对应低电平时，可 通过选择最高值得到类似的效果。
现在将参考附图详细地说明本发明的这个和其它方面。 图1表示来自现有技术的传递函数， 图2表示实现根据实施例的方法的系统的示意方框图， 图3是说明根据实施例方法的流程图， 图4给出了实施例中使用的传递函数的实例， 图5 a表示代表图像中像素的视频电平(0-255)分布的直方图， 图5b表示根据实施例在对图4的传递函数施加来自图5 a中 直方图的电平之后的直方图。
具体实施例方式
图2表示实现根据本发明实施例的方法的系统的示意框图。该 系统包括视频电平分析模块230，刚性削峰通道232、 234，柔性削峰 通道236以及选择器级238、 240、 242。刚性削峰通道这里包括视频 增益模块232以及刚性削峰模块234，而柔性削峰通道这里仅包括柔 性削峰模块236。选择器级这里包括乘法器(MUX) 238和比较器240。
系统的输入是图像，其中图像的像素由可显示电平范围(可显 示范围)内的视频电平表示，而输出是由同样的可显示范围内的被转换电平表示的图像像素。在这个实例中，视频电平由8比特RGB值表 示，即视频电平的可显示范围位于数值0-255的范围内。
输入被馈送到视频增益模块232、视频电平分析模块230和柔性 削峰模块236。
视频电平分析模块230根据图像的视频电平内容来判定视频增 益模块230的增益系数。增益系数被设定为介于1和4之间的数值， 这里为具有大量低像素值(黑颜色)的图像选择高数值。
视频增益模块232将增益系数与每个图像像素的视频电平值相 乘，即实现了增益函数。数学上，该增益函数可被表达为
g—0UT=g*IN+g—offset, (公式l)
这里g是增益系数，并且在这种情况下，l〈g<4且g—offset=0。 增益函数"扩展"了视频电平，或者如果以直方图表示视频电平，则 函数"拉伸"了直方图。
选择增益函数的参数使得可显示范围内的最小输入值等于可显 示范围内的输出值，典型地是最小的输入值，正如在该实例中由于 s—OUT (0) 二0的那样。
刚性削峰模块234将与增益系数相乘后超出可显示范围(即在 本例中为255)的视频电平设定为最大值(255)。虽然如下面将看 到的，在作为结果的图像中避免刚性削峰电平，通常使用刚性削峰模 块来避免增益反转和/或在硬件中为总线或表保存这些比特。而且， 通过使用刚性削峰模块，刚性通道可更加类似于传统的刚性削峰实 现，这将便利任何已经存在的设计的再利用。
在替代实施例中，本来由视频增益模块232和刚性削峰模块234 生成的类似转换通过利用查找表来代替生成。
柔性削峰模块236优选地包括包含有预定义数值的查找表 (LUT)，其对应于预定数目的预定义的静态柔性削峰函数。在8比 特数值的情况下，可通过8*8LUT实现柔性削峰模块236。
与增益函数相反，柔性削峰函数"压縮"视频电平。数学上， 柔性削峰电路可通过下列公式描述
s—0UT=s*IN+s—offset, (公式2)其中s是压縮系数，且0〈s〈1。低压縮系数意味着更强的压縮。 对柔性削峰函数的参数进行选择使得可显示范围内的最大输入值等 于同样可显示范围内的输出值，典型地是最大输入值，正如s_OUT
(255) 二255的实例中那样。作为结果，不会超出最大值(255)， 但还可以避免刚性削峰。不像在刚性削峰中那样将所有的值压縮为单 个值(例如255)，数值被压縮到一定范围内的数值。
静态柔性削峰函数中的哪一个是最适合使用的取决于增益系数 和/或视频电平内容，正如图2中从分析模块230的输出到柔性削峰 模块236的虚线箭头所示。典型地，为高增益系数(g)选择具有高 压縮系数(s)(即轻压縮)的柔性削峰函数，为低增益系数(g)选 择具有低压縮系数(s)(即强压縮)的柔性削峰函数。
在另一个实施例中，只使用单独的预定义静态柔性削峰函数， 并且在这种情况下柔性削峰通道不需要来自视频电平分析的信息。
在再一实施例中，实时地计算柔性削峰函数的输出值，根据增 益系数或根据图像视频电平内容的分析来在运行时间确定柔性函数 使用的参数。
这两个并行的通道(刚性削峰和柔性削峰)导致两种不同的转 换视频电平表示，即图像每个像素的像素值。
刚性削峰通道的输出和柔性削峰通道的输出被馈送到选择器级 中乘法器238的两个单独的输入端。对于乘法器238的输入端的每个 数值，即对应于单个输入像素值的每对转换的像素值，由比较器240 做出比较，乘法器238最低的输入值将被转送给乘法器238的输出。 这样在乘法器238的输出为每个像素值只生成一个转换的数值，即使 在两个并行通道中利用两个单独的传递函数生成多个转换的数值。虽 然只需要更改单个参数(增益系数)来定义希望的输出，作为结果的 输出值是由两个单独传输函数转换的输入值的结合。
还是参考图2，这里为分析模块230提供反馈通道。反馈通道包 括计数器242，其对从乘法器238的刚性通道输入选择的数值的个数 进行计数，即它提供对图像中没有被柔性削峰的像素数量进行测量， 间接地也是对图像中暗像素的数量进行测量。这个数目被提供给分析
12模块并与柔性削峰门限数进行比较。根据比较，确定是否接受实际被 柔性削峰的像素数量。如果数量被接受，提高增益系数和/或提高使 用的柔性削峰函数的斜率直到达到柔性削峰门限数。这允许简化的视
频电平分析模块230和自动调整的输入电平转换。
例如，反馈通道可用于与LCD和动态背光相连接以自动地调整 背光变暗和补偿变暗的增益。少量的柔性削峰像素意味着可增加增益 和变暗直至达到柔性削峰门限。
如图2的系统可由硬件和/或软件实现。在软件实现的情况下， 软件可以位于显示驱动或定时控制模块(TC0N)中。
图3是表示根据实施例方法的流程图。在第一步骤350中，提 供在可显示范围内的图像输入视频电平，例如当图像中的每个像素都 以8比特RGB值表示的时候，视频电平的可显示范围在0-255之间。 输入值被继而分入对应于图2中提到的刚性削峰通道和柔性削峰通 道的并行通道。
在刚性削峰通道中，步骤355中提供增益函数。在图2的系统 中，通过分析模块230执行该步骤。可由公式1描述被提供的增益函 数。
在后续步骤360中使用提供的增益函数，其中输入视频电平被 转换。在图2所示的系统中，该步骤通过增益模块230和刚性削峰模 块232实现。
在柔性削峰通道中，在步骤370中提供柔性削峰函数。在该步 骤中，柔性削峰函数被预定义并存储在查找表中，选择与输入电平一 起使用的一个柔性削峰函数。在图2所示的系统中，该步骤通过分析 模块230连同预定义的存储在柔性削峰查找表236中的柔性削峰函数 来实现。被提供的柔性削峰函数可由公式2描述。
虽然没有在图3中显示，柔性削峰函数的预定义和在查找表中 的存储当然可以在步骤350之前执行。在单个静态柔性削峰函数的情 况下，步骤370将仅包括预定义一个柔性削峰函数，并且在这个情况 下，所述步骤独立于步骤350。
在后续步骤375中使用被选择的柔性削峰函数，其中输入视频电平被转换。在图2所示的系统中，该步骤通过柔性削峰模块236 执行。
在步骤380中，为每个输入值，选择来自柔性削峰函数和增益 函数的最低值。在图2所示的系统中，通过乘法器238和比较器240 执行该步骤。
步骤380的结果可影响步骤355中增益函数和/或步骤370中柔 性削峰函数的确定。在图2所示的系统中，由计数器242和分析模块 230执行该反馈。如连同图2所述，在一个实施例中只有一个函数被 反馈调整而在替代实施例中，根本没有反馈。
后续步骤385中在显示器上显示转换后图像，即对应于步骤380 中选择的转换后电平。
应注意输出值虽然被转换了仍将处于输入信号的可显示范围内。
为了增强对上述给出的实例的理解，下面参考附图详细地讨论 传递函数。
图4给出了实施例中使用的传递函数120、 121的实例。正如上 面结合图2所表示的那样，可通过公式1和公式2描述该实例中的传 递函数120、 121。
图4的水平轴代表可显示范围0-255内的输入视频电平(例如 RGB-模式下任何分量的8比特数字值)，而纵轴代表处于相同可显示 范围内的输出视频电平。
增益传递函数120与最低的输入/输出值122所在的点即坐标原 点(图4中的坐标0， 0)相交，并且具有大于1的斜率(>1)。应 注意公式1中的g—offset参数用于使柔性削峰函数121与最低输入/ 输出值所在的点相交，然而在本实例中，g一offset为零。
增益传递函数122还与"柔性削峰"传递函数121相交于交点 124，该点对应于输入门限电平125。
柔性削峰传递函数121与最高输入/输出值123所在的点(图2 中坐标255， 255)相交并且具有大于0 (〉0)但小于1 (<1)的斜率。 应注意公式1中的参数s—offset用于使柔性削峰传递函数121与最高输入/输出值所在的点相交。
因而，在可显示范围内，与每个传递函数具体的斜率无关地，
来自每个函数的输出值将总大于输入值，除了在点122和123，即交 点124将位于"单位增益"线110之上。
然而，如前所述，典型地，为高增益系数(g)(即具有斜率 接近4的"陡峭的"增益线120)选择具有高压縮系数(s )的柔性 削峰函数121，即接近单位增益110。反之亦然，为低增益系数(g ) (即具有接近单位增益线110斜率的增益线120)选择具有低压縮系 数(s )的柔性削峰函数，即接近刚性削峰的刚性压縮。
在根据图像中视频电平分析来对增益传递函数120和/或柔性 削峰传递函数121的参数进行调整的实施例的情况下，应注意这将导 致在一定限制内移动传递函数120、 121的交点124。因此，门限电 平本身在一定程度上可依赖于输入视频电平。
例如，参考图4、公式1和公式2，传递函数斜率的调整涉及 将交点124放置在由"单位增益"线(x，y)、"最大增益"线(4x，y) 和"刚性削峰"线(x，255)所限制的范围内的某处，但是优选地， 如上所述，与其他两个相比要更接近"单位增益"线(x，y)。分别 由公式1和公式2中对增益系数(g )和压縮系数(s )的限制设定 来确定最大增益线和刚性肖U峰线。
通过选择来自增益区域130中的增益传递函数120的输出值和 选择来自柔性削峰区域131中的柔性削峰传递函数121的输出值，输 出值将位于输入值(0-255)的范围内，即处于可显示范围内，而与 输入值无关。这与为每个处于可显示范围内的输入值选择根据两个函 数的最低值相对应。
从图4以及从增益函数和柔性削峰函数的数学表达式、公式1 和公式2可以看出两个函数将在可显示范围内彼此相交。对于交点上 方的输入值，柔性削峰函数将提供最低值，对于交点下方的数值，增 益函数将提供最低值。
应理解的是在使用期间，即使函数之一是静态的，来自两个单 独函数的作为结果的传递函数将呈现动态特性。例如， 一个静态柔性削峰函数121可与具有根据图像输入电平改变的增益系数(增益函数
斜率)的动态增益函数120—起使用。改变增益(斜率)意味着交点 124改变并且门限电平125以及作为结果增益区域130和柔性削峰区 域131都会改变。因此，即使只有一个函数是动态的，另一个是静态 实现的，总体的结果是动态传递函数。
应注意当函数120、 121作用于像素单独的子颜色，即当增益函 数120作用于R和B，而柔性削峰函数121作用于G时，该像素的结 果将有颜色失真。然而，典型地，当交点被保持距离单位增益线110 不太远的时候，任何失真都会较小。而且，为了补偿这样的失真，使 用广泛己知的"伪彩"算法，这基本上意味着子颜色之间的相关度总 是被保持恒定。当这样的算法影响像素时，该像素色调将正确，但作 为代价亮度和颜色饱和度将降低。
图5a表示代表图像中像素的输入视频电平(0-255)的实例的 直方图。正如看到的那样，这个特别的图像具有相对大量的低值像素 (暗区)以及小量的相对高值像素(图像中的亮区或细节)。
图5b表示根据实施例在图5a中的直方图的电平上使用图4中 传递函数之后的直方图。正如图5b中所看到的，图5a的直方图被拉 伸并被朝着图4的增益区域130中电平的较高(较亮)值移动，即在 该区域内感知对比度增强，并且像素变得"更亮"。也可从图5b中 看出，对于图4中柔性削峰区域131中的电平，图5a的直方图被"压 縮"并且被朝着较高(较亮)值方向移动。压缩导致减小的对比度， 但与接近刚性削峰的现有技术相反，在视频电平中仍有扩展并且因此 在较高电平中的局部对比度没有完全损失掉。
本领域的技术人员意识到本发明决不限制于如上所述的优选实 施例。相反，在附加的权利要求的范围内可以做出许多修改和变化。 例如，显示的传递函数是线性的，然而，正如本领域技术人员所知道 的，也可使用具有根据权利要求的斜率的非线性函数。例如，具有递 减的斜率的两个函数或者一个函数具有递减的在门限值处等于1的 斜率。而且，在这些实例中，提供的增益函数用于低电平而被提供的 柔性削峰函数用于高电平。然而，为了增加高电平处的对比度并且防止低电平处的刚性削峰，可为高电平提供增益函数120而为低电平提 供柔性削峰函数121。
权利要求
1.一种用于提高显示器上显示的图像的对比度的方法，所述显示器具有一定可显示视频电平范围，该方法包括步骤提供代表图像的输入视频电平，所述电平在所述可显示范围内；提供在所述可显示范围的大体上整个增益区域(130)内具有大于1的斜率并在所述可显示范围的大体上整个柔性削峰区域(131)内具有大于0且小于1的斜率的传递函数(120，121)，所述区域(130，131)在门限电平(125)处会合，传递函数(120，121)适于将所述可显示范围内的任何输入视频电平转换成可显示的所述范围内的输出电平；以及利用该传递函数(120，121)将所述输入电平转换成所述范围内的输出电平。
2. 如权利要求l所述的方法，其中所述传递函数(120， 121) 在增益区域(130)中由线性增益函数(120)定义，在柔性削峰区域(131)中由线性柔性削峰函数(121)定义，这两个函数(120， 121) 的每一个都在两个区域(130， 131)中被定义，并且其中所述线性函 数(120， 121)的交点(124)定义了门限电平(125)。
3. 如权利要求l所述的方法，还包括根据输入视频电平对增益 传递函数(120)的斜率进行调整。
4. 如权利要求1所述的方法，还包括根据输出视频电平对增益 传递函数(120)的斜率进行调整。
5. 如权利要求l所述的方法，还包括根据输入视频电平对柔性 削峰传递函数(121)的斜率进行调整。
6. 如权利要求1所述的方法，还包括根据输出视频电平对柔性削峰传递函数(121)的斜率进行调整。
7. 如权利要求1所述的方法，其中将输入视频电平转换的步骤 包括由两个区域(130， 131)内的两个传递函数(120， 121)来确定 输出视频电平。
8. 如权利要求7所述的方法，其中通过为每个输入视频电平选 择根据两个传递函数(120， 121)的最低输出视频电平来形成输出视 频电平。
9. 一种信号处理设备，用于处理输入视频电平，所述输入电平 处于显示器上可显示的视频电平范围内，所述设备包括用于提供传递函数(120, 121)的装置，所述传递函数(120， 121)在所述可显示范围的增益区域(130)内的每处都具有大于1 的斜率并在可所述显示的范围的柔性削峰区域(131)内的每处都具 有大于0且小于1的斜率，所述区域(130， 131)在门限电平(125) 处会合，所述传递函数(120， 121)适于将所述可显示范围内的任何 输入视频电平转换成可显示的所述范围内的输出电平；以及用于利用该传递函数(120， 121)将所述输入电平转换成所述 范围内的输出电平的装置。
10. 如权利要求9所述的设备，其中所述传递函数(120， 121) 在增益区域(130)中由线性增益函数(120)定义，在柔性削峰区域(131)中由线性柔性削峰函数(121)定义，这两个函数(120， 121) 的每一个都在两个区域(130, 131)中被定义，并且其中所述线性函 数(120， 121)的交点(124)定义了门限电平(125)。
11. 如权利要求9所述的设备，还包括用于根据输出视频电平 对增益传递函数(120)的斜率和/或柔性削峰传递函数(121)的斜 率进行调整的装置。
12. 如权利要求9所述的设备，其中用于转换的装置包括用于在 两个区域(130， 131)内利用增益函数(120)转换输入视频电平的 装置(232， 234)以及用于在两个区域(130， 131)内利用柔性削峰 函数(121)转换输入视频电平的装置(236)。
13. 如权利要求12所述的设备，还包括配置为对利用增益函数 (120)转换的电平与利用柔性削峰函数(121)转换的电平进行比较并且选择最低电平或最高电平作为输出电平的装置(240， 238)。
14. 如权利要求13的设备，还包括配置为对利用特定函数(120， 121)转换的电平被选择作为输出电平的次数进行计数的计数器(242)。
15. —种显示设备，其包括如权利要求9-14之一所述的信号处 理设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于改善在具有可显示视频电平范围的显示器上显示图像的对比度的方法。该方法包括提供可显示范围内的代表了图像的输入视频电平；提供在所述可显示范围的增益区域(130)内的每处都具有大于1的斜率并在可所述显示的范围的柔性削峰区域(131)内的每处都具有大于0且小于1的斜率的传递函数(120，121)，所述区域(130，131)在门限电平(125)处会合，传递函数(120，121)适于将所述可显示范围内的任何输入视频电平转换成所述可显示范围内的输出电平；以及利用该传递函数(120，121)将所述输入电平转换成所述范围内的输出电平。根据本发明，对电平进行“柔性削峰”以代替“刚性削峰”。因此，与传统方法相比，可使用较高的增益。在实际情况中，增益区域内施加的增益通常可高达4。
文档编号H04N5/14GK101406038SQ200680036072
公开日2009年4月8日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月30日
发明者亨德里克斯·W·赫罗特·胡尔茨, 耶罗恩·登布雷杰恩 申请人:Nxp股份有限公司