CN103810985B - 提高图像可读性的电子装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置包括：光感测器、演算引擎、调整引擎以及显示器。光感测器用以检测电子装置的周围亮度。演算引擎耦接至光感测器，用以根据周围亮度来决定至少一调整函数。调整引擎耦接至演算引擎，用以根据至少一调整函数来调整图像的每一像素的亮度分量，藉以提高该图像的亮度和/或对比度。显示器耦接至调整引擎，用以显示调整后的图像。

Description

提高图像可读性的电子装置及其方法
技术领域
本发明是有关于一种电子装置所显示的图像，且特别是有关于一种提高图像可读性的电子装置及其方法。
背景技术
以智能型手机或平板计算机等移动电子装置而言，显示画面是主要元件。因此，改善图像的质量是显示器产业致力发展的主要项目之一。
然而，当处于户外且特别是有阳光的环境下，由于显示器受到本身亮度的限制，容易造成图像的淡化而限制了移动电子装置的用途。
发明内容
本发明提供一种可在明亮的环境下提高图像可读性的电子装置及其方法。
本发明提出一种电子装置，包括光感测器、演算引擎、调整引擎以及显示器。光感测器用以检测电子装置的周围亮度。演算引擎耦接至光感测器，用以根据周围亮度来决定至少一调整函数。调整引擎耦接至演算引擎，用以根据至少一调整函数来调整图像的每一像素的亮度分量，藉以提高该图像的亮度和/或对比度。显示器耦接至调整引擎，用以显示调整后的图像。
本发明提出一种提高图像可读性的方法，此方法包括：根据电子装置的光感测器来检测电子装置的周围亮度；根据周围亮度来决定至少一调整函数；根据至少一调整函数来调整图像的每一像素的亮度分量，藉以提高图像的亮度和/或对比度；于电子装置上显示调整后的图像。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1绘示依据本发明的一实施例的电子装置的示意图。
图2绘示依据本发明的一实施例的一种提高图像可读性的方法流程图。
图3绘示依据本发明的另一实施例的电子装置的示意图。
图4绘示依据本发明的另一实施例的一种提高图像可读性的方法流程图。
图5绘示依据本发明的一实施例的图像的分布图。
图6绘示依据本发明的一实施例的调整函数的曲线示意图。
图7绘示依据本发明的一实施例的图像的分布图。
图8绘示依据本发明的一实施例的调整前的图像的分布图以及调整后的图像的分布图。
图9绘示依据本发明的一实施例的调整函数的曲线示意图。
图10绘示依据本发明的一实施例的图像的分布图。
图11绘示依据本发明的一实施例中针对一图像所采用的一些调整函数的曲线示意图。
[标号说明]
100、300：电子装置 120：光感测器
130：分布图引擎 140：演算引擎
160：调整引擎 180：显示器
210～240：提高图像可读性的方法流程 510、520：两个部分
610、620、920、1110、1120、1130：调整函数的曲线
710、720：两个部分 810、820、1010：分布图
1021～1023：组别
具体实施方式
本发明的部分实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件标号将视为相同或相似的元件。
图1绘示依据本发明的一实施例的电子装置100的示意图。电子装置100包括光感测器120、演算引擎140、调整引擎160以及显示器180，其中演算引擎140耦接至光感测器120，调整引擎160耦接至演算引擎140，显示器180耦接至调整引擎160。图2绘示依据本发明的一实施例的一种提高图像可读性的方法流程图。图2的方法可以电子装置100来实现。
首先，于步骤210中，光感测器120检测电子装置100的周围亮度。接着，于步骤220中，演算引擎140根据周围亮度来决定至少一调整函数。于步骤230中，调整引擎160根据上述至少一调整函数来调整图像中的每一像素的亮度分量，藉以提高图像的亮度及/或对比度。在此，上述图像可以是电子装置100的静态图片、动态视频的画面或是图形使用者界面(graphical user interface,GUI)。调整引擎160即可将图像中的每一像素的亮度分量代入调整函数以取代原本每一像素的亮度分量，并且将此调整函数输出。最后，于步骤240中，显示器180显示已由调整引擎160调整后的图像。
演算引擎140可藉由光感测器120的输出结果得知周围环境的亮度强度，因此光感测器120可视为调整图像的板机(trigger)。举例而言，当周围亮度低于一个预设强度时，演算引擎140会输出一个闲置调整函数至调整引擎160。闲置调整函数在此定义为一个输入值等于输出值的函数，也就是说调整引擎160不需要执行任何的调整。换句话说，对于图像的任一像素A而言，LA'等于LA，其中LA表示像素A在调整前的亮度分量，而LA'表示像素A在调整后的亮度分量。
当周围亮度大于或等于上述预设强度时，演算引擎140会输出至少一非闲置函数至调整引擎160，以提高图像的亮度和/或对比度。演算引擎140可以仅决定一个调整函数至调整引擎160，使调整引擎160可以根据此调整函数来调整图像的所有像素。另一方面，演算引擎140亦可以决定多个调整函数至调整引擎160，使调整引擎可以根据这些调整函数其中之一来调整图像的所有像素。
调整引擎160仅针对每一像素的亮度分量进行调整。例如当图像以YCbCr等具有亮度分量的色域(color space)呈现时，调整引擎160可直接对图像中的每一像素进行调整。例如当图像以RGB等不具有亮度分量的色域呈现时，对于图像的每一像素，调整引擎160可先将该像素自原有的色域转换成具有亮度分量的色域，根据演算引擎140所决定的至少一调整函数来调整该像素的亮度分量，再将该像素转换回原有的色域。
演算引擎140可以查询表的形式提供每一上述调整函数至调整引擎160，其中调整引擎160是以查询表的形式使用每一上述调整函数。
图3绘示依据本发明的一实施例的电子装置300的示意图。电子装置300包括光感测器120、分布图引擎130、演算引擎140、调整引擎160以及显示器180，其中调整引擎160耦接至显示器180，演算引擎140耦接至光感测器120、分布图引擎130以及调整引擎160。在此，光感测器120、调整引擎160以及显示器180与电子装置100内相同标号的元件相同。图4绘示依据本发明的一实施例的一种提高图像可读性的方法流程图。图4的方法可以电子装置300来实现。图4中的步骤210、230以及240与图2中相同标号的步骤相同。于步骤215中，分布图引擎130产生图像的每一像素的亮度分量的分布图(histogram)。于步骤225中，演算引擎140根据分布图引擎130所产生的分布图以及光感测器120所检测的周围亮度来决定至少一调整函数。
演算引擎140可根据分布图分别针对多个类型其中的每一类型决定不同的调整函数，并根据分布图将图像分类至上述类型其中之一。调整引擎160可根据图像的类型所对应的调整函数来对图像的所有像素进行调整。
以下将针对黑白文字以及彩图两种类型的图像进行说明。图5绘示依据本发明的一实施例的黑白文字类型的图像的分布图。其中，分布图的横轴代表图像的像素的亮度分量的数值，而分布图的纵轴代表每一亮度值的像素数量。图5的图像的分布图可包括两个部分510以及520，其中510的部分代表黑色文字的分布图，而520的部分代表白色背景的分布图。
图6绘示本实施例所采用的调整函数的曲线示意图。其中，曲线610即为前述的闲置调整函数，也就是其输入值等于其输出值；曲线620为本实施例的演算引擎140所决定且被调整引擎160所采用的调整函数。图6中的横轴代表图像的像素的亮度分量尚未经过调整引擎160调整的数值，而图6中的纵轴代表图像的像素的亮度分量已经过调整引擎160调整后的数值。
如图6所示，对应于黑白文字类型的调整函数620抑制住较暗的像素的亮度分量而提升较亮的像素的亮度分量。也就是说，调整函数620提高了此图像的对比度。图7绘示图像已经过调整引擎160调整后的分布图。其中，710以及720两部分的间隔大于510以及520两部分的间隔，也就是说在经过调整后，图像的对比度也因而改善。因此，此图像在明亮的环境下具有较高的可读性。
以下再举一例。图8绘示依据本发明的一实施例的调整前的彩图类型的图像的分布图810以及同一图像在调整后的分布图820。图9绘示本实施例中演算引擎140所决定且被调整引擎160所采用的调整函数的曲线920示意图。相较于闲置调整函数610，对应于彩图类型的调整函数920提高了此图像的像素的亮度分量。因此，此图像在明亮的环境下具有较高的可读性。
在本发明的一实施例中，演算引擎140可根据图像的分布图将图像的像素分成多个不同组别，并且针对每一组别决定不同的调整函数。对于每一组别，调整引擎160可根据该组别所对应的调整函数以调整该组别的所有像素。
举例而言，图10绘示依据本发明的一实施例的图像的分布图1010。演算引擎140可将图像的像素分为三个组别1021-1023，其中组别1021包括最暗的像素，组别1023包括最亮的像素，而组别1022包括中等亮度的像素。演算引擎140可决定三个不同的调整函数，并且调整引擎160将每一调整函数分别用于组别1021-1023其中之一。相较于对应于最暗的像素的调整函数，对应于最暗的像素的调整函数可提供更多的调整。基于此，调整引擎160可在明亮的环境下，藉由提高图像中暗区的亮度而提高图像的可读性。
在本发明的一实施例中，演算引擎140可提供一个或多个调整函数，相较于图像的较亮的像素，图像的较暗的像素得以获得更多的调整。也就是说，对于图像中的任何两个像素A以及B而言，当LA小于LB时，|LA'-LA|大于或等于|LB'-LB|，其中||表示绝对值的运算，LA表示像素A在调整前的亮度分量，LA'表示像素A在调整后的亮度分量，LB表示像素B在调整前的亮度分量，而LB'表示像素B在调整后的亮度分量。
在本发明的一实施例中，演算引擎140可根据光感测器120所检测的周围环境的亮度来提供一个或多个调整函数，使得对于图像中的任一像素A而言，|LA'-LA|会与周围亮度的强度成正比。其中，||代表绝对值的运算，LA表示像素A在调整前的亮度分量，LA'表示像素A在调整后的亮度分量。也就是说，当周围环境越亮，图像的像素会获得越多的调整。
举例而言，图11绘示依据本发明的一实施例中演算引擎140针对一个图像所决定的三个调整函数的曲线1110、1120以及1130示意图。当周围亮度为预设强度L1时，调整引擎160可采用调整函数1110以调整图像的像素的亮度分量。当周围亮度增加至高于L1的另一预设强度L2时，调整引擎160可采用调整函数1120以调整图像的像素的亮度分量。当周围亮度增加至高于L2的另一预设强度L3时，调整引擎160可采用调整函数1130以调整图像的像素的亮度分量。
前述的实施例提供本发明一些基本的例子，然而其并非用以限定本发明。由于在图像处理的领域中，已存在许多可提升图像亮度和/或对比度的技术，演算引擎140可根据图像处理的领域中任一现有的技术或其组合来提供至少一调整函数给调整引擎160。
综上所述，本发明结合光感测器以及图像强化，在例如户外的明亮环境中，得以改善电子装置所显示的图像的可读性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (14)

1.一种电子装置，包括：
一光感测器，用以检测该电子装置的一周围亮度；
一演算引擎，耦接至该光感测器，用以根据该周围亮度来决定多个调整函数；
一分布图引擎，耦接至该演算引擎，用以产生一图像的多个像素的亮度分量的一分布图，其中该演算引擎根据该分布图以及该周围亮度来决定所述调整函数，其中该演算引擎根据该分布图将该图像的该些像素分成多个组别，并且分别针对每一上述组别决定不同的调整函数；
一调整引擎，耦接至该演算引擎，用以根据所述调整函数来调整该图像的每一所述像素的亮度分量，藉以提高该图像的亮度和/或对比度，其中对于每一上述组别，该调整引擎根据该组别所对应的该调整函数以调整该组别的所有该些像素；以及
一显示器，耦接至该调整引擎，用以显示调整后的该图像。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中对于该图像的任何两个像素A以及B而言，当LA小于LB时，|LA′-LA|大于或等于|LB′-LB|，其中||表示绝对值的运算，LA表示该像素A在调整前的亮度分量，LA′表示该像素A在调整后的亮度分量，LB表示该像素B在调整前的亮度分量，LB′表示该像素B在调整后的亮度分量。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其中对于该图像的任一像素A而言，当该周围亮度低于一预设强度时，LA′等于LA，其中LA表示该像素A在调整前的亮度分量，LA′表示该像素A在调整后的亮度分量。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中对于该图像的任一像素A而言，|LA′-LA|与该周围亮度的强度成正比，其中||表示绝对值的运算，LA表示像素A在调整前的亮度分量，LA′表示像素A在调整后的亮度分量。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其中该演算引擎分别针对多个类型其中的每一类型决定不同的该调整函数，并且根据该分布图将该图像分类至该些类型其中之一，该调整引擎根据该图像的该类型所对应的该调整函数以调整该图像的所有该些像素。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其中对于该图像的每一上述像素而言，该调整引擎将该像素自一第一色域转换至一第二色域，并且根据所述调整函数调整该像素的亮度分量，再将该像素转换回该第一色域，其中该第一色域不具有亮度分量，该第二色域具有亮度分量。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其中该演算引擎以一查询表的形式提供每一上述调整函数至该调整引擎。
8.一种可提高一图像的可读性的方法，包括：
根据一电子装置的一光感测器来检测该电子装置的一周围亮度；
根据该周围亮度来决定多个调整函数，其中该电子装置产生一图像的多个像素的亮度分量的一分布图，并根据该分布图以及该周围亮度来决定所述调整函数，其中该电子装置根据该分布图将该图像的该些像素分成多个组别，并分别针对每一上述组别决定不同的调整函数；
根据所述调整函数来调整该图像的每一所述像素的亮度分量，藉以提高该图像的亮度和/或对比度，其中对于每一上述组别，该电子装置根据该组别所对应的该调整函数以调整该组别的所有该些像素；以及
于该电子装置上显示调整后的该图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其中对于该图像的任何两个像素A以及B而言，当LA小于LB时，|LA′-LA|大于或等于|LB′-LB|，其中||表示绝对值的运算，LA表示该像素A在调整前的亮度分量，LA′表示该像素A在调整后的亮度分量，LB表示该像素B在调整前的亮度分量，LB′表示该像素B在调整后的亮度分量。
10.根据权利要求8所述的方法，其中对于该图像的任一像素A而言，当该周围亮度低于一预设强度时，LA′等于LA，其中LA表示该像素A在调整前的亮度分量，LA′表示该像素A在调整后的亮度分量。
11.根据权利要求8所述的方法，其中对于该图像的任一像素A而言，|LA′-LA|与该周围亮度的强度成正比，其中||表示绝对值的运算，LA表示该像素A在调整前的亮度分量，LA′表示该像素A在调整后的亮度分量。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括：
分别针对多个类型其中的每一类型决定不同的该调整函数；
根据该分布图将该图像分类至该些类型其中之一；以及
根据该图像的该类型所对应的该调整函数以调整该图像的所有该些像素。
13.根据权利要求8所述的方法，其中对于该图像的每一上述像素而言，调整该图像的每一上述像素的亮度分量的步骤包括：
将该像素自一第一色域转换至一第二色域；
根据所述调整函数调整该像素的亮度分量；以及
将该像素转换回该第一色域，其中该第一色域不具有亮度分量，该第二色域具有亮度分量。
14.根据权利要求8所述的方法，其中每一上述调整函数是以一查询表的形式被使用。
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