CN1302436C

CN1302436C - 对比度补偿的装置及其方法

Info

Publication number: CN1302436C
Application number: CNB2003101148173A
Authority: CN
Inventors: 朴永浚; 吴才焕; 姜贤; 梁承埈
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2023-11-07
Also published as: US20040091169A1; EP1418543A3; KR20040040699A; EP1418543A2; CN1499441A; DE60320735D1; EP1418543B1; JP2004159344A; US7359573B2

Abstract

一种对比度补偿装置及其方法使用简化的器件结构和低的对比度失真。对比度补偿装置包括像素值检测单元，用于检测输入图像信号中各个像素的像素值失真；像素值限定单元，包括预设的亮度值，并基于预设亮度限定值重置各个像素的像素值分布；以及映射单元，用于在关于重置像素值的累积分布函数的基础上设定各个像素的亮度。当一幅图像的某部分呈现很亮或很暗时，整个图像突然变亮或变暗的现象减少了。进一步讲，对比度补偿装置只使用了最少的乘法器、加法器和减法器，在简化结构和使用更少的电能上具有优势。

Description

对比度补偿的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种使用直方图均衡化的对比度补偿装置及其方法，特别涉及一个有着简化的器件结构和较低对比度失真的对比度补偿装置及其方法。

背景技术

直方图均衡化的基本原理是由变化给定图像的直方图来改变该图像的特性。直方图显示了一幅图像的灰度级亮度分布。这种灰度级直方图显示出图像明暗的比率，即对比度率，对比度率会随着直方图变化而改变。通常，高对比度率呈现出图像清晰，而低对比度率呈现出图像是模糊的。

图1A和图1C是说明对比度概念的视图，图1B和图1D是分别说明图1A和图1C直方图的视图。

图1A和图1C中显示的视图分别说明了一幅图像和一幅由直方图均衡化而加强了对比度的图像。如图1A和图1C中显示的，组成图像的像素个体间的不同亮度对比度方便了图像的识别。图1B说明了图1A中图像的亮度分布直方图。如图1B显示的，像素聚集在低亮度区域。因此，组成图像的不同像素的亮度差异很小，这就使图像很难识别。图1D说明了图1C中图像的直方图。图1D直方图中，亮度以扩展的方式网格化(ramified)。因此，组成图像的各个像素有着不同的亮度等级，这就使得图像容易识别。

图2是展示传统的对比度补偿设备的框图。图2中的对比度补偿设备有概率密度函数(PDF，Probability Density Function)计算单元10，累积分布函数(CDF，Cumulative Distribution Function)计算单元20，以及映射单元30。

概率密度函数计算单元10检测组成图像的各个像素的亮度等级，并在检测基础上计算概率密度函数。概率密度函数是将特定亮度像素的数量进行图形化的函数。

累积分布函数计算单元20随后累积概率密度函数，以此获得一个累积分布。累积分布函数由下述的公式1所定义：

公式1]

CDF = Σ_{i = 0}^{n} PDF (i)

其中i＝0，1，2，3…

当一幅输入图像的总体亮度很高时，映射单元30基于由公式获得的累积分布函数将像素的低亮度值映射成高亮度值。

图3A到图3H是说明通过图2中的对比度补偿设备进行的图像补偿过程的视图。

图3A显示了一幅整体看上去较黑暗的夜晚山丘图像。因此，如果在组成图3A图像的各个像素的所计算亮度等级的基础上表示出概率密度函数，那么在图3B中的显示中就会看到多个暗色的分布。图3C显示了由公式1获得的图3B的累积分布函数，当把图3C的累积分布函数转换为256级的灰度时就得到了图3D。这里用图3D来说明映射图像信号的映射函数。例如，如果输入图像整体上是黑暗的，组成图像的任意一个像素有着100灰度级，那么映射单元30就会将该图像映射成80灰度级。

与此同时，如图3E中所示，如果图像中在夜晚山丘A和夜空B的右上方出现高亮度的月亮C，那么在图3F中就可以形成一个概率密度函数。图3F的左边表示低亮度像素的分布，右边则表示高亮度像素的分布。基于公式1获得的针对图3F的累积分布函数如图3G所示。当把图3G的累积分布函数转换为256级灰度时得到图3H，将图3H用作映射函数时，把100灰度级映射成120灰度级，这是因为当明亮的月亮C的概率密度函数与图3F的概率密度函数相累加时，累积分布函数的斜率会快速增加。当把图3H用作映射函数时，组成图像的所有像素的平均亮度增加了。就是说，不仅月亮C出现的位置变亮了，而且整个图像也变亮了。因此，整个图像有了一个高亮度，山丘A，天空B，以及月亮C在相互间的亮度上变得不清楚了，从而使图像变模糊了。这就是说，对比度率下降了。

发明内容

本发明解决了以上问题。由此，本发明的一个方面就是提供一个比传统器件具有更少对比度失真和简化的器件结构的对比度补偿装置以及其方法。

实现以上及/或其他方面，对比度补偿装置包括：像素值检测单元，用来检测输入图像信号中各个像素的像素值分布；像素值限定单元，具有预设的亮度限定值并且连接到该像素值检测单元，基于预设亮度限定值来重置各个像素的像素值分布；累积分布函数转换单元，其在像素值限定单元和映射单元之间，用于基于在像素值限定单元中重置的像素值和如下公式：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

来重置累积分布函数，其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高像素值，而K表示像素值：和所述映射单元，用以在重置的累积分布函数基础上，设置各个像素的亮度值。

通常，预设亮度限定值包括：第一设定值，用于设定检测出的各个像素的像素值的上限；和第二设定值，用于设定检测出的各个像素的像素值的下限。

作为代表性的，像素值限定单元包括：第一比较部分，用于将由像素值检测单元检测出的各个像素的像素值与第一设定值相比较，并在检测出的像素值超出第一设定值时输出第一设定值；和第二比较部分，用于将由像素值检测单元检测出的各个像素的像素值与第二设定值相比较，并在检测出的像素值小于第二设定值时输出第二设定值。

通常，第一比较部分包括第一比较部分包括：第一缓冲器，具有用于输入图像信号的输入端和连接第一比较部分输出端的输出端；第一存储器，用以存储第一设定值；和第一比较仪，用以将图像信号与第一存储器中的第一设定值相比较，基于比较的结果，激活下述之一：第一缓冲器，以使检测出的像素值输出到第二比较部分；以及第一存储器，以使第一设定值输出到第二比较部分。

作为代表性的，第二比较部分包括：第二缓冲器，具有接收从第一比较部分输出的输入图像信号的输入端，并且具有连接第二比较部分输出端的输出端；第二存储器，用于存储第二设定值；和第二比较仪，用于来自第一比较部分的输出与第二存储器中的第二设定值相比较，基于比较的结果，激活下述之一：第二缓冲器，以使第一比较部分的输出值可以从像素值限定单元输出；和第二存储器，以使第二设定值可以从像素值限定单元输出。

通常，对比度补偿装置进一步会包含累积分布函数转换单元，该单元在像素值限定单元和映射单元之间，用于基于如下所示的、应用在像素值限定单元中重置的像素值累积分布函数的公式来转换图像信号：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高像素值，K表示一个像素值。

实现以上及/或其他方面，对比度补偿方法包括：计算图像信号像素值；基于预设的亮度限定值来限制计算出的像素值，并重置图像信号的已计算出的像素值；以及基于重置的像素值和如下公式：：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

来重置累积分布函数，其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高像素值，而K表示像素值；以及基于重置的累积分布函数设定图像信号的对比度。

本发明其它方面及/或优点将通过以下描述来进行阐明，其中部分方面在说明书中是显而易见的，或可以通过实现本发明来了解。

作为代表性的，重置计算出的像素值的操作包括：设定计算出的像素值的上限值；设定计算出的像素值的下限值；以及将高于上限值的像素值和低于下限值的像素值分别映射为上限值和下限值。

通常，图像信号对比度的设定包括：将累积分布函数转换成预定的灰度级；以及基于转换成预定灰度级的累积分布函数来映射所计算的图像信号的像素值。

作为代表性的，映射操作包括：将累积分布函数除以形成图像信号的像素数；以及再将除以像素数的累积分布函数乘以预定的灰度级。

通常，设定图像信号对比度的操作进一步包括计算像素值的累积分布函数和基于以下公式重置累积分布函数：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

实现以上及/或其他方面，对比度补偿装置包括：概率密度函数计算单元，用于检测输入图像各个像素的像素值；比特下门限比特上门限单元，与概率密度函数计算单元相连接，用来在各个像素的亮度等级的基础上设定第一设定值和第二设定值中的一个，并输出所得到的概率函数；累积分布函数单元，与比特下门限比特上门限单元相连接，用于依次累积从比特下门限比特上门限单元输出的概率函数；累积分布函数补偿单元，与累积分布函数单元相连接，根据预定的亮度调整来重置所累积的概率函数，该调整是为了减少由于形成输出图像的预定部分的亮度对输出图像整体亮度的影响；和映射单元，与累积分布函数补偿单元相连接，用于接收输入图像，存储重置的累积分布函数，并根据重置的累积分布函数来映射并输出输入图像的像素值。

附图说明

图1A和图1C是说明对比度概念的视图；

图1B和图1D是分别说明图1A和图1C直方图的视图；

图2是图解表示传统的对比度补偿设备的框图；

图3A到图3H是说明通过图2中的对比度补偿设备进行的图像补偿过程的视图；

图4是根据本发明的一个实施例来图解对比度补偿设备的框图；

图5是说明图4中的亮度值限制单元的框图；

图6A和图6B是说明亮度值限定单元操作的视图；

图7是说明图4中累积分布函数补偿单元的框图；

图8是根据本发明的实施例来展示对比度补偿方法的流程图。

具体实施方式

现在会给本发明的实施例做出详细的说明，本发明中的例子也会配以附图来说明，其中相同的附图标记表示相同的部件。在下面描述实施例，以便可以参照附图来解释本发明。

图4是根据本发明的实施例来图解表示对比度补偿设备的框图。

如图4说明的实施例中的对比度补偿装置包括概率密度函数计算单元100，亮度值限定/限制单元(或是比特下门限比特上门限(BUBO，Bit Underthreshold Bit over threshold)单元)200，累积分布函数单元300，累积分布函数补偿单元400，以及映射单元500。

概率密度函数计算单元100检测输入图像的像素值分布，并且基于该分布计算概率密度函数(PDF)。这里，按照前面公式1定义概率密度函数。

像素值可以是亮度值，三原色R，G，B中的灰度值，或是色差信号Y，C_b，C_r中的灰度值。通过以8比特表示灰度值，可以用256级(也就是2⁸级)来呈现原色R，G，B和饱和度。亮度值也可以表示成256级，色差信号Y，C_b，C_r可以分别由8比特来表示。因此，亮度值，原色信号的灰度值和色差信号的灰度值是依照输入图像信号明亮值的变化而变化的，并且对应输入图像信号亮度变化的概率密度函数是可以计算的。在以下的描述中，将会根据有关输入图像信号的亮度值来说明本发明的对比度补偿装置。然而，应该注意的是本发明对于三原色R，G，B和色差信号的灰度值是同样适用的。

比特下门限比特上门限单元200包括设定了所检测出的亮度值的上门限值(或高于上限定值的值)的第一设定值和设定了所检测出的亮度值的下门限值(或低于下限定值的值)的第二设定值，并且该比特下门限比特上门限单元200从概率密度函数计算单元100所检测出的亮度值中，将高于第一设定值或低于第二设定值的映射亮度值映射为第一设定值或第二设定值。例如，当将第一和第二设定值分别设定为20级灰度和200级灰度，对一幅有着256级灰度(0～255灰度级)的输入图像，比特下门限比特上门限单元200输出20级到200级的图像到累积分布函数单元300中，其中比特下门限比特上门限单元200在输出到累积分布函数单元300之前，将低于20级灰度(例如15)的亮度值映射成20级灰度，将高于200级灰度(例如210)的亮度值映射成200级灰度。通过这样设定灰度和亮度值，尽管某些图像部分具有过高或者过低的亮度值，仍然可以防止在显示图像时整个图像的亮度过高或过低。

累积分布函数计算单元300随后累积并计算由比特下门限比特上门限单元200输出的概率密度函数。于是，累积分布函数就以前面的公式2定义出来。

累积分布函数补偿单元400将由累积分布函数计算单元300输出的累积计算值除以组成一幅图像的像素数从而获得一个平均值。这个过程将会在后文中详细描述。

图5是一个图4中所示比特下门限比特上门限单元200的实施例的说明框图。

如图5所示的比特下门限比特上门限单元200包括第一比较部分210和第二比较部分220。第一比较部分210将第一设定值与由概率密度函数计算单元100检测出的亮度值相比较，如果比较结果是检测出的亮度值超过第一设定值，就输出第一设定值。如果检测出的亮度值没有超出第一设定值，第一比较部分210就输出检测出的亮度值到第二比较部分220。

第二比较部分220将第二设定值与由比特下门限比特上门限单元200检测出的亮度值相比较，如果比较结果是亮度值小于第二设定值，就输出第二设定值。如果亮度值大于第二设定值，就将检测出的亮度值输出到累积分布函数计算单元300。

通常，第一比较部分210包括第一设定值存储器(第一存储器)211，第一比较仪212，以及第一缓冲器213。第一设定值存储器(第一存储器)211存储第一设定值，并在第一比较仪212输出逻辑“高”时激活。第一比较仪212将由概率密度函数计算单元100检测出的亮度值与存储在第一设定值存储器(第一存储器)211中存储的第一设定值相比较。如果比较结果是检测出的亮度值没有超过第一设定值，则第一比较仪212输出逻辑“低”。因此，第一缓存器213被激活，以便使所检测出的亮度值输出到第二比较部分220中。如果比较结果是所检测出的亮度值超过第一设定值，则输出逻辑“高”来激活第一设定值存储器(第一存储器)211，将存储在第一设定值存储器(第一存储器)211中的第一设定值输出到第二比较单元220中。

第二比较部分220包括第二设定值存储器(第二存储器)221，第二比较仪222，以及第二缓冲器223。第二设定值存储器(第二存储器)221存储第二设定值，并在第二比较仪222输出逻辑“高”时激活。第二比较仪222将第二设定值与由第一比较部分210输出的亮度值相比较。如果比较结果是所施加的亮度值小于第二设定值，第二比较仪222输出逻辑“低”，如果所施加的亮度值大于第二设定值，就输出逻辑“高”。因此，如果第二比较仪222的输出值是逻辑“低”，则累积分布函数计算单元300就输出第一比较部分210的输出值，如果果第二比较仪222的输出值是逻辑“高”，就将第二设定值输出到累积分布函数计算单元300中。

图6A和图6B分别是图解说明图5中第一和第二比较部分210和220的操作的视图。

图6A是说明图5中第一比较部分210的操作的视图，其中图6A中的(1)表示一幅图像的概率密度函数，图6A中的(2)表示大于第一设定值的亮度值部分，图6A中的(3)表示将高于第一设定值的亮度值映射成第一设定值的映射。

图6B是说明图4中第二比较部分220的操作的视图，其中图6B中的(1)表示一幅图像的概率密度函数，图6B中的(2)表示小于第二设定值的亮度值，图6B中的(3)表示将小于第二设定值的亮度值映射成第二设定值的。根据图6A和图6B的图解所示，对比度补偿装置减小了由于组成图像的特定部分的亮度对整个图像的亮度产生的影响。

图7是说明图4中累积分布函数补偿单元400实施例的框图。累积分布函数补偿单元400包括亮度值检测单元410，乘法器420，桶形移位器430，减法器440，以及加法器450。

亮度值检测器410输入一幅图像，并检测输入图像的亮度值。乘法器420将亮度值检测器410所检测出的亮度值与组成输入图像中选定图像的像素数(也就是像素值)相乘。桶形移位器430将从乘法器420输出的图像信号以亮度数(也就是亮度值)，例如255，进行移位，该亮度数用于形成所选定的图像。桶形移位器430的移位操作如同除法器将乘法器420的输出除以亮度数一样。

将累积分布函数计算单元300的输出和桶形移位器430的输出输入减法器440，并计算累积分布函数计算单元300的输出和桶形移位器430的输出之间的差值。

加法器450将亮度值检测器410所检测出的亮度值与减法器440的输出相加。

在下文中，将参考图7，通过本实施例及累积分布函数补偿单元400的更细致操作的例子来进行更详细的描述。

首先，在下面的例子中，假定图像X有一个如下的亮度信号分布：

X＝{1，1，2，2，2，2，3，3，3，3，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，3，3，3，3，2，2，2，2，1，1}

此处，亮度信号的最低值是“1”，最高值是“4”。为了简便，例子中的亮度值限定为4，但亮度信号的亮度是有256级(0～255)的。

然后，当有着以上亮度分布的图像X输入到概率密度函数(PDF)计算单元100中时，得到以下的概率密度函数。

PDF{1}＝4

PDF{2}＝8

PDF{3}＝8

PDF{4}＝13

以上的值表示亮度值为“1”的像素数是4，亮度值为“2”的像素数是8，亮度值为“3”的像素数是8，亮度值为“4”的像素数是13。

然后，当将概率密度函数输出到累积分布函数(CDF)计算单元300中，得到以下的累积分布函数。

CDF{1}＝4

CDF{2}＝12

CDF{3}＝20

CDF{4}＝33

就是说，CDF{2}＝PDF{1}+PDF{2}，CDF{4}＝PDF{1}+PDF{2}+PDF{3}+PDF{4}。

累积分布函数补偿单元400通过下面的公式2将上述过程中获得的累积分布函数进行转化：

公式2]

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

此处，其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高亮度值，就是说，由于亮度值为N＝4，在本例中，K表示一个在1到4范围内的亮度值。

可以根据如下所示的公式2来重置累积分布函数：

CDF{1}＝(4-(33×1)/4)+1＝-3.25

CDF{2}＝(12-(33×2)/4)+2＝-2.50

CDF{3}＝(20-(33×3)/4)+3＝-1.75

CDF{4}＝(33-(33×4)/4)+4＝+4.00

此处，将这些负数(-3.25，-2.50，-1.75)分别假定映射为正数“1”，重置的累积分布函数(以下称之为查询表(LUT，Look Up Table))如下：

LUT{1}＝1

LUT{2}＝1

LUT{3}＝1

LUT{4}＝4

将上文中重置后的累积分布函数作为查询表存储在映射单元500中，然后对比度补偿装置根据重置的累积分布函数映射并输出图像信号的亮度值。例如，如果图像信号的亮度值是1，2，和3，那么输出的映射亮度值就为“1”，只有当图像信号的亮度值是4时，才会输出亮度值“4”。因此，当图像信号转化为图像时，尽管图像基本是高亮度值“4”，整个图像也不会变得明亮，这就降低了它的对比度率。

与此同时，公式2的在器件实施上需要加法器，减法器，乘法器和除法器，而将桶形移位器430作为实施对比度补偿装置的除法器使用，以便大大简化器件结构。桶形移位器430的移位数是基于可显示的最大亮度值“N”决定的，在通常的对比度补偿中，“N”为“255”。

图8是根据本发明的实施例来说明对比度补偿方法的操作的流程图。

首先，概率密度函数计算单元100检测输入图像信号的像素值，计算基于像素值(S100)的概率密度函数。像素值可以是亮度值，三原色R，G，B中的灰度值，或色差信号Y，C_b，C_r中的灰度值。通过使用8比特表示灰度值，将使原色R，G，B和饱和度为256级(也就是2⁸级)。亮度值也可以表示为256级，色差信号Y，C_b，C_r可以分别用8比特表示。因此，亮度值，原色信号的灰度值和色差信号的灰度值是依照输入图像信号明亮值的变化而变化的，并且对应输入图像信号亮度变化的概率密度函数是可以计算的。在以下的描述中，将会根据有关输入图像信号亮度值来说明本发明的对比度补偿装置。然而，应该注意的是本发明对于三原色R，G，B和色差信号的灰度值是同样适用的。

其次，设置一个上门限值和一个下门限值以消除象“0”或“255”这样的亮度值，相对于只占据图像的部分而言，这些亮度值对整个图像亮度值的影响却是巨大的，就是说，这些亮度值使得图像过暗或过亮(S200)。上门限值和下门限值可以分别设置为与最大亮度值相差10％和与最小亮度值相差10％，但这样的值不是固定的，而是随着图像呈现成暗或亮而变化的。这里，当图像信号的亮度值超出上限值时，将该值映射成上限值，当图像信号的亮度值小于下限值时，将该值映射成下限值(S300)。因此，图像亮度不会被特定的亮度值所控制。然后，将具有由上限值和下限值限定亮度的概率密度函数依次相加，就获得了概率分布函数(S400)。其后，将得到的概率分布函数转化为灰度(S500)。最后，将图像信号的亮度基于灰度概率分布函数(以下称之为查询表(LUT))映射输出。基于概率分布函数(LUT)的灰度转化方法和映射方法是众所周知的技术，所以省略对其的描述。因此，当一幅图像的某部分呈现很亮或很暗时，可由上限值和下限值来减少整个图像变亮或变暗的现象。

如上所述，当一幅图像的某部分呈现很亮或很暗时，整个图像突然变亮或变暗的现象减少了，于是就减小了图像对比度的下降。进一步说，对比度补偿装置不仅使用了最少的乘法器、加法器和减法器，使结构得以简化，而且装置在器件中实施时也会消耗更少的电能。

尽管只是展示和说明了本发明的几个实施例，但本领域的技术人员应该意识到，在不脱离本发明权利要求及其等同范围内的原则和精神的情况下，可以对这些实施例进行适当修改。

Claims

1.一种对比度补偿装置，包括：

像素值检测单元，用来检测输入图像信号中各个像素的像素值分布；

像素值限定单元，具有预设的亮度限定值并且连接到该像素值检测单元，基于预设亮度限定值来重置各个像素的像素值分布；

累积分布函数转换单元，其在像素值限定单元和映射单元之间，用于基于在像素值限定单元中重置的像素值和如下公式：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

来重置累积分布函数，其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高像素值，而K表示像素值；和

所述映射单元，用以在重置的累积分布函数基础上，设置各个像素的亮度值。

2.如权利要求1所述的对比度补偿装置，其中预设亮度限定值包括：

第一设定值，用于设定检测出的各个像素的像素值的上限；和

第二设定值，用于设定检测出的各个像素的像素值的下限。

3.如权利要求2所述的对比度补偿装置，其中像素值限定单元包括：

第一比较部分，用于将由像素值检测单元检测出的各个像素的像素值与第一设定值相比较，并在检测出的像素值超出第一设定值时输出第一设定值；和

第二比较部分，用于将由像素值检测单元检测出的各个像素的像素值与第二设定值相比较，并在检测出的像素值小于第二设定值时输出第二设定值。

4.如权利要求3所述的对比度补偿装置，其中第一比较部分包括：

第一缓冲器，具有用于输入图像信号的输入端和连接第一比较部分输出端的输出端；

第一存储器，用以存储第一设定值；和

第一比较仪，用以将图像信号与第一存储器中的第一设定值相比较，基于比较的结果，激活下述之一：

第一缓冲器，以使检测出的像素值输出到第二比较部分；以及

第一存储器，以使第一设定值输出到第二比较部分。

5.如权利要求4所述的对比度补偿装置，其中第二比较部分包括：

第二缓冲器，具有接收从第一比较部分输出的输入图像信号的输入端，并且具有连接第二比较部分输出端的输出端；

第二存储器，用于存储第二设定值；和

第二比较仪，用于来自第一比较部分的输出与第二存储器中的第二设定值相比较，基于比较的结果，激活下述之一：

第二缓冲器，以使第一比较部分的输出值从像素值限定单元输出；和

第二存储器，以使第二设定值从像素值限定单元输出。

6.如权利要求1所述的对比度补偿装置，其中像素值是亮度值，三原色R，G，B中的灰度值，或是色差信号Y，C_b，C_r中的灰度值中的其一。

7.一种对比度补偿方法，包括：

计算图像信号像素值；

基于预设的亮度限定值来限制计算出的像素值，并重置图像信号的已计算出的像素值；

基于重置的像素值和如下公式：

CDF (K) = CDF (K) - \frac{CDF (N) \times K}{N} + K

来重置累积分布函数，其中N为当图像信号构成图像时可显示的最高像素值，而K表示像素值；以及

基于重置的累积分布函数设定图像信号的对比度。

8.如权利要求7所述的对比度补偿方法，其中重置计算出的像素值的操作包括：

设定计算出的像素值的上限值；

设定计算出的像素值的下限值；以及

将高于上限值的像素值和低于下限值的像素值分别映射为上限值和下限值。

9.如权利要求8所述的对比度补偿方法，其中图像信号对比度的设定包括：

将累积分布函数转换成预定的灰度级；以及

基于转换成预定灰度级的累积分布函数来映射所计算的图像信号的像素值。

10.如权利要求9所述的对比度补偿方法，其中映射操作包括：

将累积分布函数除以形成图像信号的像素数；以及

再将除以像素数的累积分布函数乘以预定的灰度级。

11.如权利要求7所述的对比度补偿方法，其中像素值是亮度值，三原色R，G，B中的灰度值，或是色差信号Y，C_b，C_r中的灰度值中的一个。

12.一种对比度补偿装置，包括：

概率密度函数计算单元，用于检测输入图像各个像素的像素值；

比特下门限比特上门限单元，与概率密度函数计算单元相连接，用来在各个像素的亮度等级的基础上设定第一设定值和第二设定值中的一个，并输出所得到的概率函数；

累积分布函数单元，与比特下门限比特上门限单元相连接，用于依次累积从比特下门限比特上门限单元输出的概率函数；

累积分布函数补偿单元，与累积分布函数单元相连接，根据预定的亮度调整来重置所累积的概率函数，该调整是为了减少由于形成输出图像的预定部分的亮度对输出图像整体亮度的影响；和

映射单元，与累积分布函数补偿单元相连接，用于接收输入图像，存储重置的累积分布函数，并根据重置的累积分布函数来映射并输出输入图像的像素值。

13.如权利要求12所述的对比度补偿装置，其中比特下门限比特上门限单元包括：

第一比较单元，与概率密度函数计算单元相连接，用于将第一设定值与由概率密度函数计算单元所检测出的像素值相比较，其中，

如果该像素值大于或等于第一设定值，第一比较单元输出第一设定值；

如果该像素值小于第一设定值，第一比较单元输出该像素值；

第二比较单元，与第一比较单元相连接，将第二设定值与来自第一比较单元的像素值相比较，其中

如果该像素值小于或等于第二设定值，第二比较单元输出第二设定值；

如果该像素值大于第二设定值，第二比较单元输出该像素值到累积分布函数单元中。

14.如权利要求13所述的对比度补偿装置，其中累积分布函数补偿单元包括：

像素值检测器，用于接收输入图像，检测输入图像的像素值；

乘法器，与像素值检测器相连接，用于将检测出的像素值与像素数相乘，用来形成来自输入图像中所选定的图像，以提供图像信号；

桶形移位器，与乘法器相连接，用于将图像信号以预定像素值进行移位，该预定像素值用于形成所选定的图像；

减法器，与累积分布函数单元和桶形移位器相连接，用于计算累积分布函数单元的输出和桶形移位器的输出之间的差值；以及

加法器，与减法器和像素值检测器相连接，用于将像素值和减法器的输出相加。