[發明專利]圖像信號的動態范圍匹配方法

有效

• 申請號: 200910059062.9
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101540832A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 段江
• 申請（專利權）人: 段江
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14;H04N5/57;H04N9/64
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 詹永斌;吳彥峰

技術領域

本發明涉及一種圖像信號處理方法，特別涉及一種輸入圖像信號與輸出的數碼設備動態范圍的匹配方法。?

背景技術

數字圖像在計算機上通常以不同的比特位(bit)進行存儲，如用8位、16位、32位來表示每個RGB色彩信道，因此具有不同的動態范圍(動態范圍在這里定義為圖像或系統中其最高信號與最低信號的比值)。同樣，不同的數碼設備如顯示器、投影儀、打印機也具有不同的動態范圍。?

當數字圖像在數碼設備上顯示或打印的時候，往往由于動態范圍的不匹配而使得顯示或打印的圖像不具備較好的亮度、對比度和細節，因此不具備較高的圖像品質。?

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的計算機中數字圖像的動態范圍與數碼輸出設備的動態范圍匹配不好影響圖像品質的問題，提供一種圖像信號的動態范圍匹配方法，通過對輸入圖像信號的處理，使之與數碼輸出設備的動態范圍匹配，以實現高品質圖像的輸出。?

本發明的目的通過包括如下步驟的下述技術方案來實現：?

圖像信號的動態范圍匹配方法包括如下步驟：?

a.提取輸入圖像信號的亮度信號；?

b.對上述亮度信號進行對數處理，使其處于對數域中；?

c.將上述對數處理后的亮度信號進行模糊處理；?

d.由對數處理后的亮度信號減去上述模糊處理后的信號，得到亮度信號在對數域中的細節信號；?

e.對上述細節信號的絕對值在設定的指數范圍內進行指數操作，得到指數?信號；?

f.對上述指數信號進行模糊處理；?

g.對步驟f模糊處理過的指數信號再進行指數處理，得到新的指數信號；?

h.由步驟d的細節信號值除以步驟g的新的指數信號值，得到調整信號；?

i.確定調整信號的最小值和設定值，設定值符合下述要求：?

在最小值與設定值的區間范圍內，即在該區間[最小值，設定值]內包含了整幅圖像中總像素點的K％，其中K為調整參數；?

然后對上述調整信號減去設定值，以進一步調整，得到負值的再調整信號；?

j.對前述步驟處理過的信號進行反對數處理，得到輸出亮度信號；?

k.將上述最終輸出亮度信號和輸入圖像信號中原來的顏色信號合并，恢復色彩信號并轉化到輸出色彩空間，得到調整后的色彩信號Routput(x，y)、Goutput(x，y)、Boutput(x，y)；?

其中，a～k之間的任一步驟對信號進行歸一化處理，使Routput(x，y)、Goutput(x，y)、Boutput(x，y)三者的值處于[0，1]；?

l.根據數碼設備基色的最大位數，將上述調整后的色彩信號按如下方法線性調整至數碼設備的動態范圍：?

DPR(x，y)＝Routput(x，y)×2^N

DPG(x，y)＝Goutput(x，y)×2^N

DPB(x，y)＝Boutput(x，y)×2^N

其中，DPR(x，y)表示最終輸出色彩信號的紅色信道；?

DPG(x，y)表示最終輸出色彩信號的綠色信道；?

DPB(x，y)表示最終輸出色彩信號的藍色信道；?

N表示數碼設備基色的最大位數。?

所述步驟j之后還有步驟j0，即對調整后的輸出亮度信號進行伸縮變換。所述伸縮變換的方法包括如下步驟：?

j01.對步驟j的輸出亮度信號進行對數處理；?

j02.計算每個像素的局部最小值，所述局部最小值為每個像素設定的周圍區域范圍內的最小值；?

j03.以上述局部最小值為起點，構建信號的k級圖像金字塔，其中k≥1，在每級中重復上述步驟j02，得到每級局部最小值；?

j04.當到達第k級后，開始向上一級依次返回，每返回一級，得到返回信號，將此信號與同級中局部最小值按如下公式進行運算得到新信號：?

LumlogAdFMinN_k(x，y)＝fr×LumlogAdFMinR_k(x，y)+(1-fr)LumlogAdFMin_k(x，y)?

其中，LumlogAdFMinN_k(x，y)表示坐標為(x，y)像素點的上述新信號；?

Fr為參數，其取值范圍為0～1；?

LumlogAdFMinR_k(x，y)表示第k級坐標為(x，y)像素點的返回信號；?