[发明专利]一种高动态对比度图像的色调映射与显示方法

权利要求书

1.一种高动态对比度图像的色调映射与显示方法，包括：

S101、获取显示器最大灰阶对应亮度及最小灰阶对应亮度；

S102、获取输入帧图像的亮度分布及其最小亮度对应的像素位置；

S103、对输入帧图像的所有像素分别沿第一方向和第二方向计算亮度梯度；

S104、采用梯度压缩函数对所述亮度梯度进行压缩处理，所述梯度压缩函数表示为：f(x)＝A*x^1/B，其中，A为实数，B为正整数，x为亮度梯度；

S105、赋值最小亮度对应的像素位置为最小灰阶对应亮度，并以其为中心将压缩处理后的亮度梯度分别沿所述第一方向和所述第二方向重构整帧图像；

S106、获取重构后整帧图像的最大亮度，并结合显示器最大灰阶对应亮度计算比例系数，包括采用下式计算所述比例系数k：k＝L_max/Lum_max，其中，L_max表示显示器最大灰阶对应亮度，Lum_max表示重构后整帧图像最大亮度；

S107、采用所述比例系数k修正所述梯度压缩函数，并以修正后的梯度压缩函数f’(x)重复一次步骤S104和S105后输出显示，f’(x)＝k*f(x)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向设定为分别平行于显示器屏幕的相邻两边，其中，所述第一方向和所述第二方向垂直，并且以水平向右及竖直向下为正方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用下式对输入帧图像的所有像素分别沿第一方向和第二方向计算亮度梯度：

D1’(m,n)＝{L(m+1,n)-L(m,n)}/L(m,n)

D2’(m,n)＝{L(m,n+1)-L(m,n)}/L(m,n)

其中，D1’(m,n)表示第一方向亮度梯度，D2’(m,n)表示第二方向亮度梯度，L(m+1,n)表示坐标(m+1,n)对应像素的亮度，L(m,n+1)表示坐标(m,n+1)对应像素的亮度，L(m,n)表示坐标(m,n)对应像素的亮度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别沿所述第一方向和所述第二方向重构整帧图像进一步包括：

获取当前像素对应所述第一方向和所述第二方向沿正方向上相邻像素的亮度梯度；

分别沿所述第一方向的正方向和所述第二方向的正方向，根据相邻像素的亮度及亮度梯度计算当前像素的亮度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据相邻像素的亮度及亮度梯度，并采用下式计算当前像素的亮度：

L(x,y)＝{L(x-1,y)(1+D1'(x-1,y))+L(x,y-1)(1+D2'(x,y-1))}/2

其中，L(x,y)表示坐标为(x,y)的像素的亮度，L(x-1,y)表示坐标为(x-1,y)的像素的亮度，L(x,y-1)表示坐标为(x,y-1)的像素的亮度，D1'(x-1,y)表示坐标为(x,y)的像素与坐标为(x-1,y)的像素的亮度梯度，D2'(x,y-1)表示坐标为(x,y)的像素与坐标为(x,y-1)的像素的亮度梯度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用搜索法获取所述最小亮度对应的像素位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当同一输入帧图像中包括多个最小亮度对应的像素位置时，取第一个搜索到的最小亮度对应的像素位置。