专利名称：图像亮度补偿方法及装置、液晶电视机的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像亮度补偿方法及装置、液晶电视机。
背景技术：
液晶显示器IXD以其体积小、耗电量低，且画面无闪烁等优点，已成为目前市场上的主流。然而，液晶显示器在显示效果上仍然存在着诸多问题，如画面精细程度不理想、视角不广以及彩色显示不理想等等。为了改善画质，增强图像的对比度，目前较为普遍的解决方法是采用局部区域光源控制技术(Local Dimming Technology)，处理过程完成后必然会损失原有图像的亮度，同时也会造成一些细节的丢失，对画面的效果有很大的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够有效恢复图像原有亮度的图像亮度补偿方法、图像亮度补偿装置及液晶电视机。为达到上述目的，本发明所述的图像亮度补偿方法，包括如下步骤读取待补偿图像中所有像素的灰阶；将读取到的灰阶由高到低进行排序；计算排序在前的所有灰阶的平均值；将所述平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；以及，图像中所有像素的灰阶均除以所述补偿系数，合成新的图像。为达到上述目的，本发明所述的图像亮度补偿装置，包括图像灰阶读取模块，读取待补偿图像中所有像素的灰阶，并将读取到的灰阶存储至存储模块中；存储模块，存储各像素对应的灰阶；灰阶排序模块，读取存储模块中的灰阶并由高到低进行排序，将排序后的序列存储至所述存储模块中；图像补偿引擎，计算排序在前的所有灰阶的平均值；将得到的平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；将待补偿图像中所有像素的灰阶均除以该补偿系数，合成新的图像。为达到上述目的，本发明所述的液晶电视机，包括上述的图像亮度补偿装置。本发明的有益效果是本发明利用原有图像的信息对图像的亮度进行补偿，其亮度补偿效果明显，方法实现简单，具有自适应性，易于推广，特别是在黑暗场景中采用本发明效果尤为突出。本发明所述液晶电视机通过设置一图像亮度补偿装置，当液晶电视机显示黑暗场景时，图像亮度补偿装置会对该黑暗场景的图像进行亮度补偿，使观看者在收看暗场的电视节目时，有较好的收看效果。
图1是本发明所述图像补偿方法的流程图；图2是未经图像亮度补偿的人物图像实例；图3是图2所示人物图像经图像亮度补偿后的示图；图4是图2所示人物图像的灰阶数据图；图5是图3所示人物图像的灰阶数据图；图6是本发明所述图像亮度补偿装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。如图1所示，本发明所述图像亮度补偿方法，包括如下步骤读取待补偿图像中所有像素的灰阶；将读取到的灰阶由高到低进行排序；计算排序在前的所有灰阶的平均值；将所述平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；以及，图像中所有像素的灰阶均除以所述补偿系数，合成新的图像。其中，所述的的选取可依据实践经验来确定。而本发明人在实现本方法时，经大量的实验得出，优选为5% 10%之间。上述计算补偿系数的步骤可通过下列公式表示r = Y4Ydih* N)
^φr-补偿系数；Φ -为排序在前的所有灰阶所对应的像素的像素集；Yi-为排序在前的各灰阶；h-显示设备所能提供的最大灰阶，若为6bit显示设备则最大灰阶应为26-1 = 63， 若为Sbit显示设备则最大灰阶应为28-1 = 255等等，例如还包括16bit显示设备或32bit 显示设备等；N-为整幅待补偿图像灰阶在前的像素的个数。作为本发明进一步地实施例，上述图像亮度补偿方法，进一步实现过程如下读取待补偿图像中所有像素的R、G和B分量的灰阶；分别将读取到的R、G和B分量的灰阶由高到低进行排序；分别计算R、G和B分量排序中前的所有灰阶的平均值；将R、G和B分量的平均值分别除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出各对应分量的补偿系数；图像中所有像素的R、G和B分量的灰阶均除以各对应分量的补偿系数，合成新的图像。在实际的应用中，大多数的图像都是彩色图像。一般彩色图像都是由RGB颜色分量组成。假设以8bit显示屏为例，各像素的R、G、B分量的最大值均为255。
首先，读取待补偿图像中所有像素的R、G和B分量的灰阶。然后，将图像中所有像素的R分量的灰阶由高到低排列；将图像中所有像素的G分量的灰阶由高到低排列；将图像中所有像素的B分量的灰阶由高到低排列。随后，取出R分量排列序列中前10%的像素灰度值作为“参考白”；取出G分量排列序列中前10%的像素灰度值作为“参考白”；取出B分量排列序列中前10%的像素灰度值作为“参考白”。之后，依据下述公式分别计算出R分量、G分量和B分量的补偿系数rK，rG和rB
^φ^=ZGi/(255*^)
Εφ^=ZBi/(255*^)
&φ其中，Ri、Gi、Bi分别为R、G、B分量对应的前的灰阶。最后，待补偿图像中的每个像素的R、G和B的灰阶都分别除以对应的补偿系数，即 rE, rG和rB ；重新组合成新的图像
如图2所示的一幅M5*200像素的人物图像。背景颜色相对模糊，图像中的人物细节也不是特别的清晰，局部人脸对比度不是很明显。图4是这幅图像的直方图，可以看出大多数像素都是集中在灰阶25左右，整体背景较暗。采用本发明所述图像亮度补偿方法后， 如图3所示，图像的整体亮度提高，色彩饱满，人脸部分的细节增加。补偿后的直方图如图 5所示，可以看出低灰阶部分相比图4不是那么集中。采用本发明所述方法对图像的亮度进行补偿，其亮度补偿效果明显，方法实现简单，具有自适应性，易于推广，特别是在黑暗场景中采用本发明效果尤为突出。如图6所示，本发明所述的图像亮度补偿装置，包括图像灰阶读取模块，读取待补偿图像中所有像素的灰阶，并将读取到的灰阶存储至存储模块中；存储模块，存储各像素对应的灰阶；灰阶排序模块，读取存储模块中的灰阶并由高到低进行排序，将排序后的序列存储至所述存储模块中；图像补偿引擎，计算排序在前的所有灰阶的平均值；将得到的平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；将待补偿图像中所有像素的灰阶均除以该补偿系数，合成新的图像。其中，所述的的选取可依据实践经验来确定。而本发明人在实现本方法时，经大量的实验得出，优选为5% 10%之间。所述液晶电视机，包括上述的图像亮度补偿装置。这样当液晶电视机显示黑暗场景时，图像亮度补偿装置会对该黑暗场景的图像进行亮度补偿，使观看者在收看暗场的电视节目时，也有较好的收看效果。以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种图像亮度补偿方法，其特征在于，包括如下步骤 读取待补偿图像中所有像素的灰阶；将读取到的灰阶由高到低进行排序； 计算排序在前的所有灰阶的平均值；将所述平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；以及， 图像中所有像素的灰阶均除以所述补偿系数，合成新的图像。
2.根据权利要求1所述的图像亮度补偿方法，其特征在于，所述补偿系数的计算过程， 具体表现为如下公式
3.根据权利要求1所述的图像亮度补偿方法，其特征在于，进一步实现过程如下 读取待补偿图像中所有像素的R、G和B分量的灰阶；分别将读取到的R、G和B分量的灰阶由高到低进行排序； 分别计算R、G和B分量排序中前的所有灰阶的平均值；将R、G和B分量的平均值分别除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出各对应分量的补偿系数；图像中所有像素的R、G和B分量的灰阶均除以各对应分量的补偿系数，合成新的图像。
4.根据权利要求3所述的图像亮度补偿方法，其特征在于，R、G和B分量的补偿系数的计算过程，具体表现为如下各公式
5.根据权利要求1、2、3或4所述的图像亮度补偿方法，其特征在于，所述为5% 10%。
6.根据权利要求1所述的图像亮度补偿方法，其特征在于，所述的显示设备为6bit显示设备、8bit显示设备、16bit显示设备或32bit显示设备。
7.一种图像亮度补偿装置，其特征在于，包括图像灰阶读取模块，读取待补偿图像中所有像素的灰阶，并将读取到的灰阶存储至存储模块中；存储模块，存储各像素对应的灰阶；灰阶排序模块，读取存储模块中的灰阶并由高到低进行排序，将排序后的序列存储至所述存储模块中；图像补偿引擎，计算排序在前的所有灰阶的平均值；将得到的平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；将待补偿图像中所有像素的灰阶均除以该补偿系数，合成新的图像。
8.根据权利要求6所述图像亮度补偿装置，其特征在于，所述为5% 10%。
9.一种液晶电视机，其特征在于，包括如权利要求7或8中任意一所述的图像亮度补偿装置。
全文摘要
本发明公开一种图像亮度补偿方法及装置、液晶电视机。所述图像亮度补偿方法，包括如下步骤读取待补偿图像中所有像素的灰阶；将读取到的灰阶由高到低进行排序；计算排序在前K％的所有灰阶的平均值；将所述平均值除以显示设备所能提供的最大灰阶，得出补偿系数；以及，图像中所有像素的灰阶均除以所述补偿系数，合成新的图像。
文档编号H04N5/44GK102347015SQ20111027210
公开日2012年2月8日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者乔明胜, 唐梅玉, 陈兴锋 申请人:青岛海信电器股份有限公司