[發明專利]一種圖像的寬動態壓縮方法和裝置有效

申請號：	201310657023.5	申請日：	2013-12-06
公開（公告）號：	CN103702116B	公開（公告）日：	2017-07-14
發明（設計）人：	王智玉;李嬋;朱旭東;羊海龍	申請（專利權）人：	浙江宇視科技有限公司
主分類號：	H04N19/117	分類號：	H04N19/117;H04N19/184;H04N19/80
代理公司：	北京博思佳知識產權代理有限公司11415	代理人：	林祥
地址：	310051 浙江省杭州市濱江***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種圖像動態壓縮方法裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種圖像的寬動態壓縮方法和裝置。

背景技術

目前廣泛應用的傳統數字圖像所能表示的動態范圍是非常有限的，這使得場景中的亮度區域由于曝光過度丟失了細節，而黑暗區域由于曝光不足，細節信息也有丟失。高動態范圍圖像可以表示真實世界場景中高動態范圍的亮度信息，其所能表現的層次更加豐富，場景中的高亮度區和低亮度區的細節信息都能很好的保留下來，可以得到更符合人視覺系統的效果，在視頻監控領域具有巨大的應用價值。但是，目前多大多數常規顯示設備都只支持較低動態范圍的顯示輸出，而高動態范圍圖像很難在常規顯示設備上顯示出來，若直接顯示會導致圖像亮度信息丟失，人眼視覺感受差，圖像細節丟失。為了將真實場景的亮度映射到常規顯示設備上得到最優化的顯示結果，再現高動態范圍圖像豐富的顏色以及細節信息，需要通過寬動態壓縮（DRC，也稱色階映射Tone Mapping）的方法對圖像亮度進行壓縮，在動態壓縮的基礎上同時盡量保持圖像的細節、顏色以及整體良好的人眼視覺效果。為了達到良好的視覺效果，既要注意細節信息的保持也要關注局部對比度的保持以及整體的感覺。

目前在圖像處理領域最常用的寬動態壓縮方案是直方圖均衡化的寬動態壓縮方案。該方案通過將圖像的動態范圍進行分割，在同一段內的高動態范圍圖像的像素點對應于低動態范圍圖像上的同一個值。該方案是基于人眼對圖像亮度的相對變化敏感而對亮度值本身不敏感的這樣一個假設前提的。因此在該方案中只考慮將亮區域顯示得較亮，而暗的區域顯示得較暗就可以了，該方案并未考慮確切的亮度的絕對強度值。該方案利用調整直方圖的方式，使圖像中的灰度級重新分布，模擬而不是最大化圖像的可視性。該方案無法通過參數調整來控制顯示圖像的對比度，有時得到的是一個不理想的低對比度的結果。而且，由于該算法采用了直方圖區段分區固定縮放因子，導致結果中極高和極低亮度被固定，整個圖像依然損失了一些可見性信息。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種寬動態壓縮裝置和方法。

本發明提供的圖像寬動態壓縮裝置，包括：壓縮模塊，用于對基礎層圖像數據和原圖像數據進行基于局部對比度保持的壓縮處理；融合模塊，用于對壓縮處理后的圖像數據和細節層圖像數據進行融合處理得到寬動態壓縮的圖像數據。

優選地，該原圖像數據為該原圖像中每個象素點（x,y）的亮度值L_in(x，y)；

該基礎層圖像數據F_L(x，y)為對原圖像數據經過雙邊濾波處理得到的圖像數據，計算公式為：

該壓縮模塊按照如下公式對基礎層圖像數據和原圖像數據進行壓縮處理得到L_out(x，y)：

其中，表示原圖像象素點的亮度值最大值；m_min，m_max為兩個非零的正數且滿足0＜m_min＜m_max；ε為防止分母為零的正數。

優選地，該裝置還包括殘差模塊；該殘差模塊用于將原圖像數據和所述基礎層圖像數據進行殘差處理得到所述細節層圖像數據，該基礎層圖像數據為對原圖像數據經過雙邊濾波處理得到；或者，

該殘差模塊用于將原圖像數據和另一基礎層圖像數據進行殘差處理得到的所述細節層圖像數據，該另一基礎層圖像數據為對原圖數據經過三邊濾波處理得到的。

本發明的圖像寬動態壓縮方法，包括：

對基礎層圖像數據和原圖像數據進行基于局部對比度保持的壓縮處理；

對壓縮處理后的圖像數據和細節層圖像數據進行融合處理得到寬動態壓縮的圖像數據。