图像处理的方法及装置及其电子装置的制作方法

专利名称：图像处理的方法及装置及其电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像处理的方法及装置，且特别涉及一种用以增加图像 亮度的图像处理方法及装置及其电子装置。
背景技术：
要调整一 图像的亮度， 一般来说常使用 一种基于YUV模型的方法。YUV 模型包括三个因子Y、 U以及V。 Y因子用以表现亮度(luminance)， U及V 因子则用以表现色彩度(chrominance)。图像的每一图像像素包含红、绿及蓝 三原色对应的灰阶值数据。因此当调整图像的亮度时，需要预先将图像的每 一图像像素由RGB模型转换为YUV模型。在图像的转换上，即使每一图像 像素皆可产生包括Y、 U及V三个因子，但只有Y因子用以做为亮度的调 整。当调整图像的所有图像像素的Y因子后，图像像素会被转换为以RGB 因子为基准所对应的灰阶值数据。之后，在显示器或电子装置中，调整后的 图像会比原来的图像具有更高的亮度。
然而，上述调整图像亮度的步骤的图像转换需要通过操作 一 额外的硬 件，进而导致增加生产成本。此外由于硬件的限制条件，在转换的步骤中经 常会发生截断误差(truncation errors )的现象，因此也造成不被预期的副作 用。

发明内容
本发明涉及一种图像处理的方法及装置及其电子装置，以RGB模型直 接转换图像的数据。其简化转换的步骤及避免使用额外的硬件，并会增加图 像的亮度。
本发明提出一种图像处理的方法，其包括自一图像的多个图像像素各 别的多个子像素的多个灰阶值选取一最大灰阶值以产生一亮度图，亮度图包 括图像的图像像素的多个最大灰阶值；根据亮度图去决定图像的 一 图像饱和 亮度；以及根据图像的图像饱和亮度去调整图像的每一 图像像素的子像素的
灰阶值。
本发明另提出一种图像处理装置，其包括一选取单元、 一判断单元及一 调整单元。选取单元用以自一图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个 灰阶值选取一最大灰阶值以产生一亮度图，亮度图包括图像的图像像素的多 个最大灰阶值。判断单元用以根据亮度图去决定图像的一图像饱和亮度。调 整单元用以根据图像的图像饱和亮度去调整图像的每一 图像像素的子像素 的灰阶值。
本发明更提出一种电子装置，其包括一显示面板、 一背光、 一选取单元、 一判断单元及一调整单元。显示面板用以显示一图像，背光用以照亮显示面 板。选取单元用以自图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个灰阶值选 取一最大灰阶值以产生一亮度图，亮度图包括图像的图像像素的多个最大灰 阶值。判断单元用以根据亮度图去决定图像的一图像饱和亮度。调整单元用 以根据图像的图像饱和亮度去调整图像的每一 图像像素的子像素的灰阶值。 当背光的照度被降低时，图像像素的子像素在调整后的灰阶值高于调整前的 灰阶值，藉此以增加图像的亮度。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所
附附图，作详细说明如下


图1绘示依照本发明优选实施例的图像处理方法的步骤的流程图。 图2绘示依照本发明优选实施例的图像处理装置的方块图。 第3图绘示依照本发明优选实施例的电子装置的方块图。 图4绘示图像包括多个图像像素的示意图。 图5绘示图4图像的每一图像像素的最大灰阶值的示意图。 第6图绘示图像像素的最大灰阶值分布的长条图。 图7绘示用以调整图像像素的子像素其灰阶值的增益曲线的示意图。主要元件符号说明
100:图像处理装置 110:选取单元 120:判断单元 130:调整单元200:电子装置 210:控制单元 220:显示面板 230:背光 600:亮度图 Mij:最大灰阶值 Pij:图像像素 Rij、 Gij、 Bij:灰阶值 IMG:图像
具体实施例方式
请参照图1，其绘示依照本发明优选实施例的图像处理方法的步骤的流 程图。如图l所示，图像处理方法包括步骤11至步骤13。在步骤11中，自 图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个灰阶值中选取一最大灰阶值 以产生一亮度图(luminance map ),亮度图包括图像的图像像素的多个最大 灰阶值。在步骤12中，根据亮度图去决定图像的一图像饱和亮度 (image-content lightness )。在步骤13中，根据图像的图像饱和亮度去调整 图像的每一 图像像素的子像素的灰阶值。
上述方法可应用至一图像处理装置。请参照图2，其绘示依照本发明优 选实施例的图像处理装置的方块图。图像处理装置100包括一选取单元110、 一判断单元120及一调整单元130。选取单元110用以自图像的每一图像像 素各别的子像素的灰阶值中选取一最大灰阶值以产生一亮度图，亮度图包括 图像的图像像素的多个最大灰阶值。判断单元120根据亮度图去决定图像的 图像饱和亮度。调整单元130用以根据图像的图像饱和亮度去调整图像的每 一图像像素的子像素的灰阶值。通过图像处理装置100的辅助，当图像处理 装置100输入一图像IMG时，图像的每一图像像素的子像素的灰阶值对应 地被调整。
除此之外，上述的图像处理方法及装置更优选地应用于具有一背光及一 显示面板的一电子装置。请参照第3图，其绘示依照本发明优选实施例的电 子装置的方块图。电子装置200包括一控制单元210、 一显示面板220、 一 背光230及图像处理装置IOO用以处理图像。显示面板220、背光230及图
像处理装置100与控制单元210电性连接。
电子装置200的背光230根据电子装置200中电池的电量调整。通常在 电量低的时候，背光230的照度将下降。降低背光230的照度是为了减少电 池中电量的消耗。由于背光230较低的照度，因此显示于显示面板220图像 的亮度被降低。导致图像的显示品质大幅下降，进而导致无法清楚地显示图 像。通过如图l所示的方法，图像处理装置IOO处理图像用以增加图像的亮 度，图像显示品质较差的问题被解决。处理图像的方法之后将详细地说明。
请参照图4，其绘示图像包括多个图像像素的示意图。图像500包括多 个图像像素Pij (i=l~m,j=l~n),且每一图像像素Pij包括多个子像素。在本 实施例中，图像500的每一图像像素Pij (i=l~m,j=l~n)以各具有三个子像 素为例。三个子像素具有三个灰阶值Rij、 Gij及Bij,其系各对应至红色、 绿色及蓝色。灰阶值Rij、 Gij及Bij的数值例如是介于0与255之间。当图 像处理由步骤11开始后，图像500的每一图像像素Pij的三个子像素的灰阶 值的最大灰阶值将被选取。每一图像像素Pij各具有其的最大灰阶值Mij， 其等于Rij、 Gij或Bij其中之一。
请参照图5,其绘示图4图像的每一图像像素的最大灰阶值的示意图。 在产生每一图像像素Pij的最大灰阶值Mij后，对应地形成一亮度图600, 亮度图600包括图4图像的每一图像像素Pij的最大灰阶值Mij。
接着如步骤12所示，根据亮度图600去决定图像500的一图像饱和亮 度。图像500的图像饱和亮度表现出全部图像的亮度层级。当图像500具有 一高图像饱和亮度时，图像500的亮度为高的。相反地，若图像500的图像 饱和亮度较低时，图像500的亮度亦为低的。
图像500的图像饱和亮度可通过多种方法去决定。举例来说，图像饱和 亮度可以是图像500的每一图像像素Pij的每一最大灰阶值Mij的一平均灰 阶值。当图像500的图像像素多数具有高灰阶值时，平均灰阶值为高的。因 此，图像500具有高图像饱和亮度。当图像500的图像像素多数具有低灰阶 值时，图像500具有低图像饱和亮度。
此外，图像500的图像饱和亮度可根据每一图像像素Pij的每一最大灰 阶值Mij的分布去决定。请参照第6图，其绘示图像像素的最大灰阶值分布 的长条图。此长条图(Histogram)根据亮度图600而产生。如第6图所示， 将介于0与255中具有相同的最大灰阶值Mij的图像像素Pij的总数计算后
并数量化。长条图清楚地显示出图像500的图像像素Pij的最大灰阶值Mij 的分布。根据长条图所显示出的信息，可通过分析第6图的长条图以获得图 像500的图像饱和亮度。图像饱和亮度亦可通过对亮度图600的最大灰阶值 Mij加以数学演算而决定。举例来说，当图像500具有高灰阶值的图像像素 Pij总数较具有低灰阶值的图像像素Pij总数多很多时，图像500的图像饱和 亮度为高的。当图像500具有低灰阶值的图像像素Pij总数较具有高灰阶值 的图像像素Pij总数多很多时，图像500的图像饱和亮度为低的。
之后如图1所示，在步骤13中，其根据图像500的图像饱和亮度去调 整图像500的每一图像像素Pij的子像素的灰阶值。
如前所述，当背光230的照度较低时，图像的显示品质较差的。因此当 背光230的照度下降时，图像500的每一灰阶值被调整以维持显示品质。然 而当图像500被调整时，部分图像像素Pij调整后的灰阶值有可能会超过255。 这种问题常可能发生在图像具有高图像饱和亮度的时后。因此当图像500具 有较高的图像饱和亮度时，不需要大范围地调整图像500的图像像素的灰阶 值。因此根据不同的图像饱和亮度，可选择不同的增益值用以调整图像500。
请参照图7，其绘示用以调整图像像素的子像素其灰阶值的增益曲线的 示意图。如图7所示，当图像500具有较高的图像饱和亮度时，图像500将 以一较小的增益值调整。当图像500具有较低的图像饱和亮度时，图像500 将以一较大的增益值调整。被选择的增益值系依据图像饱和亮度为基准并适 用于调整图像500的图像像素Pij的所有灰阶值。举例来说，图像的所有图 像像素的灰阶值被乘上相同的选择增益值以产生调整后的灰阶值。
根据例如图7中显示的曲线，当背光照度在较低的状况下，图像像素 Pij的子像素在调整后的灰阶值可以较调整前的灰阶值更高，藉此以增加图 像500的亮度。除此之外，根据另一条具有增益值小于1的曲线，图像像素 Pij的子像素在调整后的灰阶值可以较调整前的灰阶值更小，藉此以降低图 像500的亮度。
当背光230的照度降低时，为了对图像500维持相同的显示结果，选择 的增益值亦根据背光230的照度降低率被设定。优选地，当背光230的照度 被调整为原始照度之K倍时，选择的增益值实质上为1/K。举例来说当背光 230的照度被降低至原始照度的1/2大小时，用以调整图像500的图像像素 Pij的子像素的灰阶值的增益值可被设定为2。因此，图像500的每一图像像
素Pij的子像素调整后的灰阶值其被调整为原来的两倍，如此使得图像500 仍维持一样的显示品质。
虽然本发明的优选实施例以图像500在背光230降^f氐照度的状况下被调 整以维持图像500相同的显示品质，然其并非用以限制本发明。不论背光230 的照度是否被调整，只要应用图1的方法及图2的装置200单独去增加或减 少一图像的亮度，皆属于本发明的范围。
值得注意的是，图像500的图像像素的调整以图像像素Pij的最大灰阶 值Mij及图像500的图像饱和亮度为基准。若在调整图像500之后，每一图 像像素Pij的最大灰阶值Mij小于或等于255，其确定图傳_像素Pij的所有灰 阶值皆小于255。因此，根据所有图像像素的所有最大灰阶值所选择的增益 值去调整图像像素，其调整后灰阶值超过255的数量会少于传统方法中根据 所有像素的Y(亮度)因子选择的增益值进行调整的结果。比较传统方式以 YUV模型调整图像的亮度，本发明优选实施例图像处理的方法有效地减少 导致图像失真问题的截断误差(truncationerrors)发生的可能性。除此之外，本 发明在处理图像上并没有传统的转换模式复杂且不需要额外的昂贵硬件，因 此本发明的成本非常地低。举例来说，当不需要将RGB模型转换至YUV模 型及可省去将RGB模型转换至YUV模型的电路时，本发明可直接应用比较 器(comparator)作为选取单元及判断单元以执行功能。
本发明的图像处理的方法及装置是关于图像的每一图像像素的最大灰 阶值，其特别适用于大部分显示装置或电子装置的动态背光控制(dynamic backlight control, DBLC )。本发明搭配动态背光控制，当电池的电量降低使 背光的照度随之下降时，许多电子装置例如是移动装置或移动电话，其仍可 维持图像的图像品质。本发明的图像处理的方法及装置还可被应用在不调整 背光照度的情况。
综上所述,虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定 本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的 更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
权利要求
1. 一种图像处理的方法，包括:自一图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个灰阶值选取一最大灰阶值以产生一亮度图，该亮度图包括该图像的这些图像像素的多个最大灰阶值；根据该亮度图去决定该图像的一图像饱和亮度；以及根据该图像的该图像饱和亮度去调整该图像的各这些图像像素的这些子像素的所述多个灰阶值。
2. 如权利要求1所述的方法，其中这些子像素的所述多个灰阶值包含红 色、绿色及蓝色的灰阶值。
3. 如权利要求1所述的方法，其中决定该图像的该图像饱和亮度的步骤 包括产生这些图像像素的所述多个最大灰阶值的 一 平均灰阶值以获得该图 像的该图像饱和亮度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中决定该图像的该图像饱和亮度的步骤 包括根据这些图像像素的所述多个最大灰阶值的分布去决定该图像饱和亮度。
5. 如权利要求1所述的方法，其中这些图像像素的这些子像素在调整后 的灰阶值高于调整前的灰阶值，藉此以增加该图像的亮度。
6. 如权利要求1所述的方法，其中这些图像像素的这些子像素在调整后 的灰阶值低于调整前的灰阶值，藉此以降低该图像的亮度。
7. 如权利要求1所述的方法，其中该调整的步骤包括 根据该图像的该图像饱和亮度去决定一增益值；以及根据该增益值去调整该图像的各这些图像像素的这些子像素的所有所 述多个灰阶值。
8. 如权利要求7所述的方法，其中该方法用于具有一背光的一电子装置， 当该背光被调整时，且该背光的照度被调整至原先照度的K倍时，该增益值 实质上等于1/K。
9. 一种图像处理装置，包括 一选取单元，其用以自一图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个 灰阶值选取一最大灰阶值以产生 一亮度图，该亮度图包括该图像的这些图像像素的多个最大灰阶值；一判断单元，用以根据该亮度图去决定该图像的一图像饱和亮度；以及 一调整单元，用以根据该图像的该图像饱和亮度去调整该图像的各这些图像像素的这些子像素的所述多个灰阶值。
10. 如权利要求9所述的装置，其中这些子像素的所述多个灰阶值包含红 色、绿色及蓝色的灰阶值。
11. 如权利要求9所述的装置，其中该图像的该图像饱和亮度为这些图像 像素的所述多个最大灰阶值的一平均灰阶值。
12. 如权利要求9所述的装置，其中该图像的该图像饱和亮度根据这些图 像像素的所述多个最大灰阶值的分布去决定。
13. 如权利要求9所述的装置，其中这些图像像素的这些子像素在调整后 的灰阶值高于用调整前的灰阶值，藉此以增加该图像的亮度。
14. 如权利要求9所述的装置，其中这些图像像素的这些子像素在调整后 的灰阶值低于调整前的灰阶值，藉此以降低该图像亮度。
15. 如权利要求9所述的装置，其中该判断单元根据该图像的该图像饱和 亮度选取一增益值，及该调整单元根据该增益值去调整该图像的各这些图像 像素的这些子像素的所有灰阶值。
16. 如权利要求15所述的装置，其中该装置用于具有一背光的一电子装 置，当该背光被调整时，且该背光的照度被调整至原先照度的K倍时，该增 益值实质上等于1/K。
17. —种电子装置，包括 一显示面板，用以显示一图像； 一背光，用以照亮该显示面板；一选取单元，其用以自该图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个 灰阶值选取一最大灰阶值以产生一亮度图，该亮度图包括该图像的这些图像 像素的多个最大灰阶值；一判断单元，用以根据该亮度图去决定该图像的一图像饱和亮度；以及 一调整单元，用以根据该图像的该图像饱和亮度去调整该图像的各这些 图像像素的这些子像素的所述多个灰阶值；其中，当该背光的照度被降低时，这些图像像素的这些子像素在调整后 的灰阶值高于调整前的灰阶值，藉此以增加该图像的亮度。
18. 如权利要求17所述的电子装置，其中该图像的该图像饱和亮度为这 些图像像素的所述多个最大灰阶值的 一平均灰阶值。
19. 如权利要求17所述的电子装置，其中该图像的该图像饱和亮度根据 这些图像像素的所述多个最大灰阶值的分布去决定。
20. 如权利要求17所述的电子装置，其中该判断单元根据该图像的该图 像饱和亮度去选取一增益值，而该调整单元根据该增益值去调整该图像的各 这些图像像素的这些子像素的所有灰阶值。
21. 如权利要求20所述的电子装置,其中当该背光被调整时，且该背光 的照度被调整至原先照度的K倍时，该增益值实质上等于1/K。
全文摘要
一种图像处理的方法及装置及其电子装置。图像处理的方法包括自一图像的多个图像像素各别的多个子像素的多个灰阶值选取一最大灰阶值以产生一亮度图，亮度图包括图像的图像像素的多个最大灰阶值；根据亮度图去决定图像的一图像饱和亮度；以及根据图像的图像饱和亮度去调整图像的每一图像像素的子像素的灰阶值。
文档编号G09G3/34GK101383975SQ200810092328
公开日2009年3月11日 申请日期2008年4月22日 优先权日2007年9月4日
发明者陈星嘉, 黄铃琇 申请人:奇景光电股份有限公司