[發(fā)明專利]一種高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210161329.7
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102722868A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張二虎;楊慧云
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

1.一種高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

步驟1，獲取高動態(tài)范圍圖像的亮度圖像L_in，并取對數(shù)形成對數(shù)域亮度圖像L，其中的R、G、B分別為高動態(tài)范圍圖像各像素的紅、綠、藍顏色值，其計算為；

L_in＝0.299R+0.587G+0.114B，

L=log(L_in+0.00001)；

步驟2，對L進行多尺度WLS濾波，估計出多尺度的光照分量L_k，其中的k=1,2,...，以避免明暗對比強烈處產(chǎn)生的“光暈”現(xiàn)象，其表示為：

L_k＝WLS(L,λ_k)，

其中算子WLS(·)表示進行WLS濾波，λ_k代表尺度因子，其取值決定了光照分量圖像L_k的平滑程度，增大λ_k，將使得平滑程度增加；

步驟3，采用多尺度Retinex方法恢復(fù)高動態(tài)范圍圖像的亮度成分，即：

其中N代表尺度個數(shù)，ω_k為不同尺度的權(quán)重系數(shù)，且

步驟4，對R_L取指數(shù)，得到R₁，即：R₁=exp(R_L)；

步驟5，消去R₁兩極端1%的灰度級，防止欠曝光與過曝光的產(chǎn)生，并進行歸一化，得到R₂，即：

R2=0R1<msR1-msml-msms≤R1<ml1R1≥ml,]]>

其中，m_s是R₁中像素值從小到大排序后，1%的像素處所對應(yīng)的R₁的值；m_l是R₁中像素值從小到大排序后，99%的像素處所對應(yīng)的R₁的值；

步驟6，采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)函數(shù)對R₂進行調(diào)節(jié)，并將其灰度值映射到[0，255]的范圍，即：其中，調(diào)節(jié)參數(shù)b可獲得不同明暗程度的圖像，b的取值范圍為[0.5，1.0]；

步驟7，引入指數(shù)控制飽和度，采用如下計算公式，進行色彩恢復(fù)：

Rout=(RLin)s×LoutGout=(GLin)s×LoutBout=(BLin)s×Lout,]]>即完成高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射方法，其特征在于：

所述步驟2中的多尺度WLS濾波為：L_k＝(I+λ_kL_g)^-1L，

其中，I為單位矩陣，λ_k為尺度因子，L_g為：

其中，D_x、D_y分別為水平和垂直方向差分因子，T代表矩陣的轉(zhuǎn)置，A_x、A_y均為對角矩陣，其對角線元素分別為a_x，p(L)、a_y，p(L)，其計算為：

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

其中參數(shù)α用來控制平滑過程對圖像邊緣的敏感程度，取值范圍為1.0-1.8；

參數(shù)l=log(L+0.000001)，常數(shù)ε為0.00001。