TWI692240B - 影像處理方法以及影像處理系統 - Google Patents

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Abstract

一種影像處理系統，包含：一灰階分析電路，用以分析一輸入影像的灰階分佈來計算該輸入影像中具有不同灰階的像素之多個數量；以及一處理器，耦接該灰階分析電路，用以根據該些數量以及該些灰階設定該像素的多個第一像素增益，並以該些第一像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像。

Description

影像處理方法以及影像處理系統
本發明有關於一種影像處理方法以及影像處理系統，特別有關於可降低顯示功耗的影像處理方法以及影像處理系統。
由於材料特性，OLED(有機發光二極體、Organic Light-Emitting Diode)對於某些顏色可能具有較低的發光效率。也就是說，當OLED顯示器顯示具有較多特定顏色成份的影像時，其功耗會較高。
舉例來說，若OLED顯示器對藍色的發光效率較低，當當OLED顯示器顯示具有較多藍色成份的影像時，其功耗會較高。
因此，需要一種影像處理方法，在不降低使用者體驗的前提下來減少OLED顯示器的功耗。
因此，本發明一目的為提供一種影像處理方法，可降低OLED顯示器的功耗。
本發明另一目的為提供一種影像處理系統，可降低OLED顯示器的功耗。
本發明一實施例提供了一種影像處理系統，包含：一灰階分析電路，用以分析一輸入影像的灰階分佈來計算該輸入影像中具有不同灰階的像素之多個數量；以及一處理器，耦接該灰階分析電路，用以根據該些數量以及該些灰階設定該像素的多個第一像素增益，並以該些第一像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像。
本發明另一實施例提供了一種影像處理系統，包含：一色彩模型產生電路，用以產生一輸入影像的一色彩模型；以及一處理器，用以根據該色彩模型取得該輸入影像的多個色相參數，並根據具有不同顏色的像素之數量以及該色相參數設定該像素的多個第二像素增益，且以該些第二像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像。
根據前述實施例，由於需要更多顯示功率的影像部分的像素增益被調整為較小，因此可以大大降低OLED顯示器的功耗。但請留意，本發明所提供的內容不限於解決這樣的問題。
100:影像處理系統
101:處理器
103:灰階分析電路
103_1:判斷電路
105:色彩模型產生電路
107:儲存裝置
701:顯示器控制系統
703:影像源
第1圖為根據本發明一實施例的一影像處理系統的方塊圖。
第2圖為繪示了灰階圖之一例的示意圖。
第3圖為繪示了一像素增益表的示意圖，此像素增益表包含與灰階和數量有關的第一像素增益。
第4圖為繪示了色彩模型之一例的示意圖。
第5圖為繪示了一像素增益表的示意圖，此像素增益表包含與色相(hue)參數和數量有關的第二像素增益。
第6圖為繪示了一像素增益表的示意圖，此像素增益表包含與亮度參數和數 量有關的第三像素增益。
第7圖繪示了一顯示器控制電路的方塊圖，包含本發明所提供的影像處理系統。
以下將以多個實施例來說明本發明的概念。以下描述中的元件可以硬體實施(例如裝置或電路)，也可以韌體實施(例如在處理器中安裝一程式)。此外，各元件可整合為較少的元件或是再分割為更多元件。此外，下列描述中的”第一”、”第二”、”第三”其目的為區分不同的元件或步驟，並非用以表示其順序。舉例來說，第一裝置和第二裝置僅表示這些裝置具有相同結構但為不同的裝置。
第1圖為根據本發明一實施例的一影像處理系統的方塊圖。如第1圖所示，影像處理系統100包含一處理器101，一灰階分析電路103，一色彩模型產生電路105和一儲存裝置107。灰階分析電路103或色彩模型產生電路105可被整合至處理器101。此外，影像處理系統100可以僅包括灰階分析電路103和色彩模型產生電路105其中之一。
灰階分析電路103用以提供輸入影像Im_in的灰階分佈GLD。在一實施例中，灰階分佈GLD是灰階圖。請參考第2圖，其繪示了灰階圖的例子。在第2圖中，灰階圖200繪示了具有不同灰階的像素的數量。例如，具有灰階50的像素的數量是590，具有灰階80的像素的數量是760。換句話說，灰階分析電路103計算輸入影像Im_in中具有不同灰階的像素的數量。
然後，處理器101根據數量和灰階為輸入影像Im_in中的像素設定第一像素增益。在一實施例中，處理器101從儲存裝置107讀取像素增益表Tb_1，然後基於像素增益表Tb_1的數量和灰階為輸入影像Im_in中的像素設定第一像素增 益。儲存裝置107不限於獨立於處理器101並且位於影像處理系統100中。例如，儲存裝置107可以整合至處理器101或者是線上硬碟(on line hard drive)。然後，處理器101利用第一像素增益處理輸入影像Im_in，以產生輸出影像Im_out。
在一實施例中，處理器101僅使用第一像素增益來調整輸入影像Im_in的像素值以產生輸出影像Im_out。在另一實施例中，處理器101使用第一像素增益和其他像素值以調整輸入影像Im_in的像素值，這將於底下描述。
第3圖為繪示了一像素增益表Tb_1的示意圖，此像素增益表Tb_1包含與灰階和數量有關的第一像素增益。如第3圖所示，像素增益表Tb_1的橫軸表示數量，像素增益表Tb_1的縱軸表示灰階。此外，像素增益表Tb_1中的值0.8-1表示第一像素增益。例如，如果具有灰階160的像素的數量是3854，則具有灰階160的像素的像素增益是0.85。又例如，如果具有灰階128的像素的數量是4096，則具有灰階128的像素的像素增益是0.8。
在第3圖的實施例中，第一像素增益的至少一部分與數量成反比。也就是說，數量越大，第一像素增益越小。例如，如果具有灰階64的像素的數量是4096，則第一像素增益是0.8，且如果具有灰階64的像素的數量是3854，則第一像素增益是0.95。此外，在第3圖的實施例中，第一像素增益的至少一部分與灰階成反比。也就是說，灰階越大，第一增益像素越小。例如，如果具有數量3854的像素的灰階是128，則第一像素增益是0.9，且如果具有數量3854的像素的灰階是224，則第一像素增益是0.8。
上述用於決定第一像素值的兩種方法具有以下優點。每個像素可以具有包括R像素，G像素和B像素的子像素，並且可以基於R像素，G像素和B像素的像素值來計算其灰階。因此，如果灰階較大，則意味著R像素，G像素或B像素的像素值可能更大。如上所述，OLED顯示器對於至少一種顏色具可能具有低照明效率。因此，如果灰階較大，則意味著OLED顯示器需要更多的功率來顯示 輸入影像Im_in。因此，第一像素增益的至少一部分與灰階成反比。
在一實施例中，處理器103僅針對具有類似亮度值的影像(例如白色影像，黑色影像或灰色影像)產生灰階分佈GLD。因此，在一實施例中，處理器103具有一判斷電路103_1，其判斷輸入影像Img_in的最大像素值和最小像素值之間的差異。如果差異低於臨界值，這意味著輸入影像Im_in具有類似的亮度值，因此處理器103會產生灰階分佈GLD。相反的，如果差異高於臨界值，則意味著輸入影像Im_in不具有類似的亮度值，則處理器103不產生灰階分佈GLD。還請了解，用於判斷影像是否具有類似亮度值的方法不限於上述的例子。
此外，如果具有特定灰階的像素的數量較大，則意味著具有特定灰階的像素佔輸入影像Im_in的大部分，因此如果特定灰階較大(即具有較大的灰階值)，可能會大幅度增加顯示功率。相反的，如果具有特定灰階的像素的數量較小，則意味著具有特定灰階的像素僅佔據輸入影像Im_in的一小部分，因此即使特定灰階較大，也不會對顯示功率產生太大影響。因此，第一像素增益的至少一部分與數量成反比。此外，如果灰階不包含在像素增益表Tb_1中，則可以基於像素增益表Tb_1中的類似灰階的像素增益來計算此類灰階的像素增益。例如，可以基於像素增益表Tb_1中的灰階96和128的像素增益經由內插(interpolation)來計算灰階100的像素增益。
還請留意，第一像素值增益不限於透過這些方法取得，並且不限於第3圖中所示的範例。
請再次參考第1圖。色彩模型產生電路105用以產生色彩模型CM，其包括色相(hue)參數和亮度參數。處理器101根據色相參數和數量為輸入影像Im_in的像素設定第二像素增益。此外，處理器101根據亮度參數和數量為輸入影像Im_in的像素設定第三像素增益。
在一實施例中，處理器101從儲存裝置107讀取像素增益表Tb_2，並 因此為具有不同色相參數的像素設定第二像素增益。此外，在一實施例中，處理器101從儲存裝置107讀取像素增益表Tb_3，並據此為具有不同亮度參數的像素設定第三像素增益。
第4圖為繪示了色彩模型CM之一例的示意圖。在第4圖的實施例中，色彩模型400是HSV色彩模型，其包括色相，飽和度和值(value，即亮度)。因此，處理器101可以從色彩模型CM獲取色相參數和亮度參數。請注意，色彩模型CM不限於HSV色彩模型。例如，色彩模型CM可以是HSL色彩模型。
第5圖為繪示了一像素增益表Tb_2的示意圖，此像素增益表Tb_2包含與色相參數和數量有關的第二像素增益。如第5圖所示，像素增益表Tb_2的橫軸表示數量，像素增益表Tb_2的縱軸表示顏色。此外，像素增益表Tb_2中的值0.8-1表示第二像素增益。例如，如果具有顏色C5的像素的數量是3854，則具有顏色C5的像素的像素增益是0.85。再例如，如果具有顏色C5的像素的數量是4096，則具有顏色C4的像素的像素增益是0.8。圖中的顏色根據色彩模型的種類，可以以各種方式呈現第4圖中所示的顏色。如果色彩模型CM是HSV色彩模型，則顏色可以以角度的方式呈現，例如，顏色C1=0度而顏色C4=180度。
在像素增益表Tb_2中，第二像素增益的至少一部分與數量成反比。例如，如果具有顏色C2的像素的數量是4096，則第二像素增益是0.8，並且如果具有顏色C2的像素的數量是3854，則第一像素增益是0.95。
還請留意，第二像素增益不限於第5圖中所示的範例。在一實施例中，像素值取決於顏色的發光效率。例如，如果OLED顯示器對於顏色C5具有較低的發光效率，則顏色C5的像素增益值被設定為最小。另外，如果顏色與顏色C5相似，例如顏色C4和C6，則其像素增益被設定得較小。相反的，如果顏色遠離顏色C5(即差異較大)，例如顏色C1和C8，則其像素增益被設定得較大。
第6圖為繪示了一像素增益表Tb_3的示意圖，此像素增益表Tb_3包含 與亮度參數和數量有關的第三像素增益。如第6圖所示，像素增益表Tb_3的橫軸表示數量，像素增益表Tb_3的縱軸表示亮度值。此外，像素增益表Tb_3中的值0.8-1表示第三像素增益。例如，如果具有亮度值BR5的像素的量是3854，則具有顏色C5的像素的像素增益是0.85。再例如，如果具有亮度值BR5的像素的量是4096，則具有亮度值BR5的像素的像素增益是0.8。還請了解，如果色彩模型CM不是HSV色彩模型，則亮度可以用具有類似涵義的另一個名稱替換。例如，如果色彩模型CM是HSL色彩模型，則亮度(brightness)被“輝度(luminance)”代替。
在像素增益表Tb_3中，第三像素增益的至少一部分與數量成反比。例如，如果具有亮度值BR2的像素的數量是4096，則第三像素增益是0.8，並且如果具有亮度值BR2的像素的數量是3854，則第一像素增益是0.95。而且，第三像素增益的至少一部分可與亮度值成反比。例如，如果具有數量3854的像素的亮度值是BR4，則第三像素增益是0.9，並且如果具有數量3854的像素的亮度值是BR7，則第三像素增益是0.8。
除了前述用於像素增益的設定規則之外，可相對應不同需求來決定像素增益。例如，像素增益可被設定來降低OLED顯示器的功耗，但不影響使用者體驗。此外，影像處理系統100可以僅應用第一像素增益，僅應用第二像素增益或僅應用第三像素增益來產生輸出影像Im_out。或者，影像處理系統100可以使用第一像素增益，第二像素增益和第三像素增益中的至少一個以生成輸出影像Im_out。例如，影像處理系統100可以使用第一像素增益和第二像素增益以生成輸出影像Im_out。
第7圖繪示了一顯示器控制電路的方塊圖，包含本發明所提供的影像處理系統。請注意，第1圖所示的影像處理系統100不限於與顯示器控制系統701結合，影像處理系統100可以應用於任何電子裝置。
如上所述，處理器101可以使用第一像素增益和其他像素值來調整輸 入影像Im_in的像素值。在一實施例中，處理器101將第一像素增益與第二像素增益或第三像素增益相乘以得到另一個像素增益，並處理輸入影像Im_in以產生輸出影像Im_out。
如第7圖所示，顯示器控制系統701包含影像處理系統100，並使用前述影像處理方法來處理輸入影像Img_in以產生輸出影像Img_out。輸入影像Img_in來自影像源703，其可以是例如電視卡或儲存裝置。在處理輸入影像Img_in之後，顯示器控制系統701控制顯示器705以顯示輸出影像Img_out。
在一實施例中，顯示器705是OLED顯示器，且相較於顯示輸入影像Img_in可花費較少的功率來顯示輸出影像Img_out。此外，在一實施例中，顯示器控制系統701是時間控制電路，其控制顯示器中的裝置的工作時間。因此，如果顯示輸出影像Im_out，則上述影像處理方法可以被視為影像顯示方法。
根據前述實施例，由於需要更多顯示功率的影像部分的像素增益被調整為較小，因此可以大大降低OLED顯示器的功耗。但請留意，本發明所提供的內容不限於解決這樣的問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:影像處理系統
101:處理器
103:灰階分析電路
103_1:判斷電路
105:色彩模型產生電路
107:儲存裝置

Claims (12)

  1. 一種影像處理系統，包含：一灰階分析電路，用以分析一輸入影像的灰階分佈來計算該輸入影像中具有不同灰階的像素之多個數量；以及一處理器，耦接該灰階分析電路，用以根據該些數量以及該些灰階設定該像素的多個第一像素增益，並以該些第一像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像；其中該些第一像素增益的至少一部份與該些數量成反比。
  2. 如請求項1所述的影像處理系統，其中該灰階分析電路更包含一判斷電路，用以判斷該輸入影像是否具有類似亮度值，該灰階分析電路在該輸入影像具有該類似亮度值時計算該輸入影像中具有不同灰階的該像素之該些數量，且在該輸入影像不具有該類似亮度值時不計算該輸入影像中具有不同灰階的該像素之該些數量。
  3. 如請求項1所述的影像處理系統，其中該些第一像素增益的至少一部份與該些灰階成反比。
  4. 如請求項1所述的影像處理系統，更包含：一色彩模型產生電路，用以產生該輸入影像的一色彩模型；其中該處理器根據該色彩模型取得該輸入影像的多個色相參數，並根據具有不同色相參數的像素之多個數量以及該些色相參數設定該些像素的多個第二像素增益，且以該些第二像素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
  5. 如請求項4所述的影像處理系統，其中該處理器根據該色彩模型取得該輸入影像的多個亮度參數，並根據具有不同亮度參數的像素之多個數量以及該些亮度參數設定該些像素的第三像素增益，且以該些第三像素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
  6. 如請求項5所述的影像處理系統，其中該處理器以該些第二像素增益或該些第三像素增益和該些第一像素增益相乘來產生多個第四像素增益，並以該些第四素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
  7. 如請求項5所述的影像處理系統，其中該些第三像素增益的至少一部份與該些亮度值成反比。
  8. 一種影像處理系統，包含：一色彩模型產生電路，用以產生一輸入影像的一色彩模型；以及一處理器，用以根據該色彩模型取得該輸入影像的多個色相參數，並根據具有不同顏色的像素之數量以及該色相參數設定該像素的多個第二像素增益，且以該些第二像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像。
  9. 如請求項8所述的影像處理系統，其中該處理器根據該色彩模型取得該輸入影像的多個亮度參數，根據具有不同亮度參數的像素之數量以及該亮度參數設定該像素的多個第三像素增益，且以該些第二像素以及該些第三像素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
  10. 如請求項9所述的影像處理系統，其中該處理器以該些第二像素增益 和該些第三像素增益相乘來產生多個第四像素增益，並以該些第四素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
  11. 如請求項8所述的影像處理系統，其中該些第三像素增益的至少一部份與該些亮度值成反比。
  12. 一種影像處理系統，包含：一灰階分析電路，用以分析一輸入影像的灰階分佈來計算該輸入影像中具有不同灰階的像素之多個數量；一處理器，耦接該灰階分析電路，用以根據該些數量以及該些灰階設定該像素的多個第一像素增益，並以該些第一像素增益處理該輸入影像以產生一輸出影像；以及一色彩模型產生電路，用以產生該輸入影像的一色彩模型；其中該處理器根據該色彩模型取得該輸入影像的多個色相參數，並根據具有不同色相參數的像素之多個數量以及該些色相參數設定該些像素的多個第二像素增益，且以該些第二像素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像；其中該處理器根據該色彩模型取得該輸入影像的多個亮度參數，並根據具有不同亮度參數的像素之多個數量以及該些亮度參數設定該些像素的第三像素增益，且以該些第三像素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像；其中該處理器以該些第二像素增益或該些第三像素增益和該些第一像素增益相乘來產生多個第四像素增益，並以該些第四素增益處理該輸入影像以產生該輸出影像。
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