[发明专利]一种高动态范围图像色调映射方法

权利要求书

1.一种高动态范围图像色调映射方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1，获取高动态范围图像的亮度图像L_in，并取对数形成对数域亮度图像L，其中的R、G、B分别为高动态范围图像各像素的红、绿、蓝颜色值，其计算为；

L_in＝0.299R+0.587G+0.114B，

L=log(L_in+0.00001)；

步骤2，对L进行多尺度WLS滤波，估计出多尺度的光照分量L_k，其中的k=1,2,...，以避免明暗对比强烈处产生的“光晕”现象，其表示为：

L_k＝WLS(L,λ_k)，

其中算子WLS(·)表示进行WLS滤波，λ_k代表尺度因子，其取值决定了光照分量图像L_k的平滑程度，增大λ_k，将使得平滑程度增加；

步骤3，采用多尺度Retinex方法恢复高动态范围图像的亮度成分，即：

其中N代表尺度个数，ω_k为不同尺度的权重系数，且

步骤4，对R_L取指数，得到R₁，即：R₁=exp(R_L)；

步骤5，消去R₁两极端1%的灰度级，防止欠曝光与过曝光的产生，并进行归一化，得到R₂，即：

R2=0R1<msR1-msml-msms≤R1<ml1R1≥ml,]]>

其中，m_s是R₁中像素值从小到大排序后，1%的像素处所对应的R₁的值；m_l是R₁中像素值从小到大排序后，99%的像素处所对应的R₁的值；

步骤6，采用自适应调节函数对R₂进行调节，并将其灰度值映射到[0，255]的范围，即：其中，调节参数b可获得不同明暗程度的图像，b的取值范围为[0.5，1.0]；

步骤7，引入指数控制饱和度，采用如下计算公式，进行色彩恢复：

Rout=(RLin)s×LoutGout=(GLin)s×LoutBout=(BLin)s×Lout,]]>即完成高动态范围图像色调映射。

2.根据权利要求1所述的一种高动态范围图像色调映射方法，其特征在于：

所述步骤2中的多尺度WLS滤波为：L_k＝(I+λ_kL_g)^-1L，

其中，I为单位矩阵，λ_k为尺度因子，L_g为：

其中，D_x、D_y分别为水平和垂直方向差分因子，T代表矩阵的转置，A_x、A_y均为对角矩阵，其对角线元素分别为a_x，p(L)、a_y，p(L)，其计算为：

ax,p(L)=(|∂l∂x(p)|α+ϵ)-1ay,p(L)=(|∂l∂y(p)|α+ϵ)-1,]]>

其中参数α用来控制平滑过程对图像边缘的敏感程度，取值范围为1.0-1.8；

参数l=log(L+0.000001)，常数ε为0.00001。