[发明专利]处理高动态范围图像的方法和装置

说明书

本申请提供一种处理高动态范围图像的方法，能够提升HDR图像的显示效果。该方法包括：获取待处理的高动态范围HDR图像的统计信息；根据统计信息，计算HDR图像的非线性分级参考最大值；根据非线性分级参考最大值和预设的多个分级区间，计算HDR图像的非线性参考最大值，分级区间用于对分级参考最大值进行分级，每个分级区间对应非线性分级参考最大值的一个取值范围；根据非线性参考最大值调整HDR图像的动态范围。

技术领域

本申请涉及图像处理领域，并且更具体地，涉及一种处理高动态范围HDR图像的方法和装置。

背景技术

动态范围(Dynamic Range，DR)在很多领域用来表示某个变量的最大值和最小值的比率。在数字图像中，动态范围表征了在图像可显示范围内的最大亮度与最小亮度之间的比率，也就是图像从“最亮”到“最暗”之间灰度划分的等级数，其单位为坎德拉每平方米(cd/m²)，也可以表示为尼特(nits)。一个图像的动态范围越大，它所能表示的亮度层次越丰富，图像的视觉效果越逼真。由于真实世界中自然场景的动态范围在10^-3到10⁶之间，动态范围非常大，因此称之为高动态范围(High Dynamic Range，HDR)。相对于高动态范围图像，普通图像的动态范围为低动态范围(Low Dynamic Range，LDR)。

现阶段的显示设备，一般把动态范围不足0.1到400nits的称为标准动态范围(Standard Dynamic Range，SDR)显示设备；把动态范围超过0.01到540nits的称为高动态范围High Dynamic Range，HDR)显示设备，不同的高动态范围显示设备显示动态范围也不同，如0.01到540nits的高动态范围显示设备，0.005到1000nits的高动态范围显示设备等。可见，SDR显示设备所能够显示的图像的动态范围是有限的。为了使用SDR显示设备显示HDR图像，一般都需要对HDR图像的动态范围进行压缩(或者说，调整)；为了使得HDR图像适应不同动态范围的HDR显示设备，也需要对HDR图像进行动态范围调整(压缩或拉伸)，以将HDR图像的高动态范围调整到显示设备的显示能力范围内进行显示。

现有技术中，HDR图像动态范围的调整，仅和图像内容统计最大值和最小值，显示设备所能显示的最大亮度值和最小亮度值等参数相关。仅使用这些参数会导致HDR图像的亮度层次出现较多丢失，亮度对比不明显，调整后的HDR图像显示效果不佳。

发明内容

本申请提供一种用于处理HDR图像的方法，能够提升HDR图像的显示效果。

第一方面，本申请提供了一种用于处理高动态范围HDR图像的方法，该方法包括：获取待处理的高动态范围HDR图像的统计信息；根据统计信息，计算HDR图像的非线性分级参考最大值；根据非线性分级参考最大值和预设的多个分级区间，计算HDR图像的非线性参考最大值，分级区间用于对非线性分级参考最大值进行分级，每个分级区间对应非线性分级参考最大值的一个取值范围；根据非线性参考最大值，调整HDR图像的动态范围。

在本申请实施例中，通过对HDR图像的非线性分级参考最大值进行分级，并根据非线性分级参考最大值计算HDR图像的非线性参考最大值，可以提升对不同等级的动态范围的HDR图像的分类准确性。因此，将该非线性参考最大值应用于HDR图像的动态范围的调整，能够提升HDR图像的显示效果。

在一种可能的实现方式中，每个分级区间对应一个表达式，表达式用于计算非线性参考最大值，根据非线性分级参考最大值和预设的多个分级区间，计算HDR图像的非线性参考最大值，包括：从多个分级区间中确定非线性分级参考最大值所属于的第一分级区间，第一分级区间对应第一表达式；根据第一表达式，计算HDR图像的非线性参考最大值。

在一种可能的实现方式中，HDR图像的统计信息至少包括HDR图像的如下参数：显示内容最大亮度、显示内容非线性Y分量最大值、显示内容非线性Y分量平均值和显示内容非线性Y分量标准方差。