[发明专利]基于混合色阶映射及压缩系数的高动态范围图像重构方法

摘要

本发明公开一种基于混合色阶映射及压缩系数的高动态范围图像重构方法，主要解决高动态范围图像处理中由于系数选取不当出现的图像失真问题。其实现步骤为：首先计算输入的高动态范围图像动态范围和色调值；接着根据动态范围和色调值计算出图像的亮度因子并根据图像的亮度因子将图像分类；之后根据不同的图像亮度类别选取其对应的压缩系数；然后用亮度因子对原始图像进行全局色阶映射获得图像的整体色调；最后对进行了全局色阶映射的图像进行梯度域的局部色阶映射以补充细节。本发明能够方便的获得自然、清晰的高动态范围图像结果，可广泛应用于图像、视频处理的相关领域中。

主权项

1.一种基于混合色阶映射及压缩系数的高动态范围图像重构方法，包括如下步骤： 1）输入一幅RGBe格式的高动态范围图像I_in，并根据图像动态范围计算式计算出该图像的动态范围D和色调值T； 2）根据Zone System方法用步骤1）得出的动态范围D和色调值T，计算图像I_in的全局亮度L_w和亮度因子L_f； 3）根据高动态范围图像I_in的亮度因子L_f，将该图像分为高亮度图像H，中亮度图像N，低亮度图像L； 4）根据高动态范围图像I_in的动态范围D和亮度图像的分类选择该图像对应的压缩系数k： 当高动态范围图像I_in属于低亮度图像L时，压缩系数k选定为0.1； 当高动态范围图像I_in属于高亮度图像H时，压缩系数k选定为0.6； 当高动态范围图像I_in属于中亮度图像N时，压缩系数k根据高动态范围图像I_in的动态范围D选取，即： 5）用亮度因子L_f对高动态范围图像Iin的每个像素点的全局亮度L_w进行全局色阶映射，得到修正图每个像素点的亮度值L_s： L_s＝L_f·L_w6）根据修正图每个像素点的亮度值L_s得到修正图I_s，并采用梯度域局部色阶映射算法通过压缩系数k控制该修正图I_s的梯度域局部色阶映射： 6a）输入修正图I_s，把每一个像素点(x,y)从红绿蓝RGB色彩空间转换为亮 度色度YUV色彩空间以得到亮度图L_in(x,y)； 6b）计算亮度图L_in(x,y)的梯度图▽H(x,y)； 6c）计算亮度图L_in(x,y)不同分辨率上的衰减函数Φ(x,y)； 6d）用衰减函数Φ(x,y)对梯度图▽H(x,y)进行压缩，得到衰减后的新梯度图像G(x,y)，并且通过权利要求1中求得的压缩系数k来控制图像的压缩程度： G(x,y)＝k·▽H(x,y)·Φ(x,y) 6e）通过解泊松方程，用新梯度图像G(x,y)还原出经过压缩后的亮度图L_out(x,y)； 6f）根据高动态范围图像I_in(x,y)的红绿蓝RGB色彩通道C_in(x,y)，由压缩后的亮度图像L_out(x,y)恢复出最终输出的结果图像I_out(x,y)。