图像处理方法、处理器以及非瞬时计算机可读取存储介质与流程

1.本公开涉及一种图像处理技术，特别地涉及一种可防止图像过曝的图像处理方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，许多电子装置皆已搭载图像捕获设备(例如：摄影机)。然而，在一些对比度较高的场景下，图像容易出现过曝的现象，造成用户无法清楚观看到图像中的内容。


技术实现要素：

3.本公开的一些实施方式是关于一种图像处理方法。图像处理方法由处理器执行。图像处理方法包含以下操作：产生图像数据中多个区块的每个的平均亮度值；基于图像数据产生像素比例值，其中像素比例值为第一像素数量与第二像素数量的比例，第二像素数量为多个像素的数量，且第一像素数量为这些像素中超过亮度阈值的像素数量；依据像素比例值、第一亮度权重以及第二亮度权重产生这些区块的每个的权重值；依据这些区块的平均亮度值以及权重值产生图像数据的调整后亮度值；以及依据调整后亮度值执行自动曝光程序以产生最终图像数据。最终图像数据用以供显示器显示。
4.本公开的一些实施方式是关于一种处理器。处理器用以产生图像数据中多个区块的每个的平均亮度值，基于图像数据产生像素比例值，依据像素比例值、第一亮度权重以及第二亮度权重产生这些区块的每个的权重值，依据这些区块的平均亮度值以及权重值产生图像数据的调整后亮度值，且依据调整后亮度值执行自动曝光程序以产生最终图像数据。最终图像数据用以供显示器显示。像素比例值为第一像素数量与第二像素数量的比例，第二像素数量为多个像素的数量，且第一像素数量为这些像素中超过亮度阈值的像素数量。
5.本公开的一些实施方式是关于一种非瞬时计算机可读取存储介质。非瞬时计算机可读取存储介质用以储存包含多个指令的一个或多个计算机程序。当处理器执行这些指令时，处理器执行以下操作：产生图像数据中多个区块的每个的平均亮度值；基于图像数据产生像素比例值，其中像素比例值为第一像素数量与第二像素数量的比例，第二像素数量为多个像素的数量，且第一像素数量为这些像素中超过亮度阈值的像素数量；依据像素比例值、第一亮度权重以及第二亮度权重产生这些区块的每个的权重值；依据这些区块的平均亮度值以及权重值产生图像数据的调整后亮度值；以及依据调整后亮度值执行自动曝光程序以产生最终图像数据。最终图像数据用以供显示器显示。
附图说明
6.为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，附图说明如下：图1是依照本公开一些实施例所绘示的电子装置的示意图；
图2是依照本公开一些实施例所绘示的图像处理方法的流程图；图3是依照本公开一些实施例所绘示的图像处理方法的流程图；以及图4是依照本公开一些实施例所绘示的权重比例值与像素比例值的关系图。
具体实施方式
7.在本文中所使用的词语“耦接”亦可指“电性耦接”，且词语“连接”亦可指“电性连接”。“耦接”及“连接”亦可指二个或多个组件相互配合或相互互动。
8.参考图1。图1是依照本公开一些实施例所绘示的电子装置100的示意图。
9.以图1为例而言，电子装置100包含内存110、处理器120以及显示器130。处理器120耦接内存110以及显示器130。
10.在一些实施例中，内存110可利用非瞬时计算机可读取存储介质实现，例如只读存储器、闪存、软盘、硬盘、光盘、快闪碟、随身碟、磁带、可从网络读取的数据库，或任何本公开内容所属的技术领域中普通技术人员所能想到具有相同功能的存储介质。内存110用以储存包含多个指令的一个或多个计算机程序cp。在一些实施例中，处理器120可利用中央处理器(central processor)或微处理器(microprocessor)实现。在一些实施例中，显示器130可利用显示面板、触控显示面板或其他各种显示设备实现。
11.参考图1以及图2。图2是依照本公开一些实施例所绘示的图像处理方法200的流程图。在一些实施例中，图像处理方法200应用于图1的电子装置100，但本公开不以此为限。为了易于理解，以下将搭配图1进行讨论。
12.在一些实施例中，当内存110中的计算机程序cp被处理器120、计算机或其他电子装置所执行时，图像处理方法200会被执行。以图2为例而言，图像处理方法200包含操作s210、操作s220、操作s230、操作s240以及操作s250。
13.在操作s210中，处理器120产生图像数据md中多个区块的每个的平均亮度值。在一些实施例中，图像数据md可来自摄影机或来自内存110中。处理器120可将图像数据md区分为n
×
n个或n
×
m个区块，其中n或m为等于或大于1的正整数。处理器120可针对各个区块进行取样。举例而言，各个区块可包含多个像素，而每个像素会具有一个亮度值。而处理器120可自区块中的这些像素中取样出k个取样像素，且依据以下公式(1)产生出该区块的平均亮度值：
…
公式(1)其中k为此区块中取样像素的数量，分别为这些取样像素的亮度值，此区块的平均亮度值。另一方面，处理器120可将这些区块的平均亮度值进行排序(例如：由小排到大)。i为这些区块的索引值。当区块的平均亮度值越大，其i的值越大。相反地，当区块的平均亮度值越小，其i的值越小。
14.处理器120将上述原理应用至所有的区块以产生出所有区块的平均亮度值。
15.当取样像素的数量越少，处理器120可运作地越快。当取样像素的数量越多，后续的运算结果将会越精准。在一些实施例中，操作s210可在不进行取样的情况下执行。也就是说，各区块中的所有像素皆被用来产生该区块的平均亮度值。
16.在操作s220中，处理器120基于图像数据md产生像素比例值。在一些实施例中，处
理器120可自整个图像数据md中取样出一些像素。需特别注意的是，操作s220的取样操作与s210的取样操是独立的。接着，利用直方图程序对这些取样出来的像素的亮度值进行排序。在一些实施例中，处理器120可依据以下公式(2)产生出像素比例值：
…
公式(2)其中为整个图像数据md中被取样出来的多个像素的数量，为这些取样像素中亮度值超过亮度阈值的像素数量，且sr为像素比例值。亮度阈值可依实际应用进行设计。
17.当像素比例值越高，代表图像数据md中具有较高亮度的像素越多。相反地，当像素比例值越低，代表图像数据md中具有较高亮度的像素越少。
18.相似地，当取样像素的数量越少，处理器120可运作地越快。当取样像素的数量越多，后续的运算结果将会越精准。在一些实施例中，操作s220可在不进行取样的情况下执行。也就是说，整个图像数据md中的所有像素皆被用来产生像素比例值。
19.在操作s230中，处理器120依据操作s220中所产生出来的像素比例值、低亮度权重以及高亮度权重产生各区块的权重值。在一些实施例中，处理器120可依据以下公式(3)产生出各区块的权重值：
…
公式(3)其中sr为操作s220中所产生出来的像素比例值，i为区块的索引值(如前所述，当i越大，代表该区块的平均亮度值越大)，为该区块的低亮度权重，为该区块的高亮度权重，且为该区块的权重值。
20.各区块的低亮度权重以及高亮度权重可依据实际应用进行设计。在一些实施例中，当区块的平均亮度值大于另一区块的平均亮度值时，此区块的高亮度权重可大于另一区块的高亮度权重，而各区块的低亮度权重可为相同。在一些其他的实施例中，各区块的低亮度权重亦可设计为不相同。举例而言，当区块的平均亮度值大于另一区块的平均亮度值时，此区块的低亮度权重可大于另一区块的低亮度权重。
21.在操作s240中，处理器120依据这些区块的平均亮度值以及权重值产生图像数据md的调整后亮度值。在一些实施例中，处理器120可依据以下公式(4)且利用加权平均程序产生图像数据md的调整后亮度值：
…
公式(4)其中为所有区块的权重值的总和，为所有区块的亮度值与权重值的乘积的总和，而为整个图像数据md的调整后亮度值。
22.基于上述公式(4)，调整后亮度值会大于原先图像数据md的平均亮度值。
23.接着，在操作s250中，处理器120依据调整后亮度值执行自动曝光程序以产生最终图像数据。在一些实施例中，处理器120可预先依实际应用设定目标亮度值。如前所述，调整后亮度值会大于原先图像数据md的平均亮度值。而当调整后亮度值大于预先设定的目标亮度值时，自动曝光程序会依据此目标亮度值将整个图像数据md的亮度值降低以产生最终图像数据。最终图像数据则用以供显示器130显示。由于自动曝光程序会将整个图像数据md的亮度值降低，因此可缩短图像传感器的曝光时间和增益以使得原本过曝的图像变暗，进而改善过曝问题。
24.在一些相关技术中，当图像数据的对比度过高，较亮的区块容易发生过曝的现象，造成用户无法清楚观看到图像中的内容。
25.相比于上述这些相关技术，在本公开中可依据像素比例值、低亮度权重以及高亮度权重产生各区块的权重值，再利用各区块的平均亮度值以及权重值进行加权平均以产生出图像数据的调整后亮度值。据此，调整后亮度值会大于原先图像数据的平均亮度值。接着，对调整后亮度值执行自动曝光程序，可缩短图像传感器的曝光时间和增益，使得过曝的图像变暗，进而提升图像的可视性。
26.参考图1以及图3。图3是依照本公开一些实施例所绘示的图像处理方法300的流程图。在一些实施例中，图像处理方法300应用于图1的电子装置100，但本公开不以此为限。为了易于理解，以下将搭配图1进行讨论。
27.在一些实施例中，当内存110中的计算机程序cp被处理器120、计算机或其他电子装置所执行时，图像处理方法300被执行。以图3为例而言，图像处理方法300包含操作s310、操作s320、操作s332、操作s334、操作s340以及操作s350。
28.图像处理方法300的操作s310、操作s320、操作s340以及操作s350分别相似于图像处理方法200的操作s210、操作s220、操作s240以及操作s250。相比于图2中的图像处理方法200，图3的图像处理方法300还包含操作s332以及操作s334。
29.在操作s332中，处理器120可依据操作s320(相似于图2的操作s220)中所产生出来的像素比例值进一步产生权重比例值。
30.参考图4。图4是依照本公开一些实施例所绘示的权重比例值与像素比例值的关系图。
31.在图4的例子中，权重比例值与像素比例值之间的关系为一次函数曲线。详细而言，当像素比例值处在范围a以及范围c中时，权重比例值与像素比例值之间的关系为具有第一斜率的斜直线。当像素比例值处在范围b中时，权重比例值与像素比例值之间的关系为具有第二斜率的斜直线，其中第二斜率不同于(在图4的例子：小于)第一斜率。
32.然而，本公开不以图4的例子为限，权重比例值与像素比例值之间的关系可依实际应用设计。也就是说，各种合适的关系皆在本公开的范围中。
33.如图4所示，像素比例值可对应于权重比例值。据此，处理器120可依据像素比例值以及图4中的关系产生权重比例值。
34.再次参考图3。在操作s334中，处理器120可依据在操作s332中所产生的权重比例值、低亮度权重以及高亮度权重产生各区块的权重值。在一些实施例中，处理器120可依据以下公式(5)产生出各区块的权重值：
…
公式(5)其中wr为操作s323中所产生出来的权重比例值，i为区块的索引值(如前所述，当i越大，代表该区块的平均亮度值越大)，为该区块的低亮度权重，为该区块的高亮度权重，且为该区块的权重值。
35.当处理器120依据上列公式(5)产生所有区块的权重值后，处理器120可继续执行操作s340(相似于图2的操作s240)以及操作s350(相似于图2的操作s250)，以产生最终图像数据，进而改善过曝问题。
36.相比于图2中的图像处理方法200，由于图3中的图像处理方法300可进一步针对实际应用设计权重比例值与像素比例值之间的关系，因此设计的弹性更大且可应用的场景更多。
37.综上所述，本公开的图像处理方法、处理器以及非瞬时计算机可读取存储介质可有效防止图像过曝，以提升图像的可视性。
38.虽然本公开已以实施方式揭示如上，然而这并非用以限定本公开，任何本领域普通技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，可以进行各种更改与修改，因此本公开的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。
39.【符号说明】100:电子装置110:内存120:处理器130:显示器200,300:图像处理方法cp:计算机程序md:图像数据a,b,c:范围s210,s220,s230,s240,s250,s310,s320,s332,s334,s340,s350:操作。