[發明專利]處理一組輸入圖像的方法、圖像處理設備和數字照相機

在審

• 申請號: 201410767053.6
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104717432A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 明偉;詹曉農
• 申請（專利權）人: 柯尼卡美能達美國研究所有限公司
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/351;H04N9/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李穎

技術領域

本發明涉及高動態范圍(HDR)圖像處理，具體地，本發明涉及根據場景分類，自動選擇最佳的色調映射算子和色域映射算法。

背景技術

高動態范圍(HDR)成像是一種在圖像處理和數字攝影中，用于處理具有極大亮度(光強度)范圍的來源的技術。例如，日光下的室外場景可包括藍天和陽光照射的物體，以及在陰影處的物體；夜晚場景可包括霓虹燈和明亮地照亮的物體，以及照明不足的物體；室內場景可包括明亮的窗戶，以及較暗的區域，等等。這些場景對諸如數字照相機之類的成像設備提出挑戰；目前可用的數字照相機的圖像傳感器的動態范圍通常不能對這樣的場景充分成像。如果曝光水平適合于捕捉場景的較暗區域的細節，那么較亮區域常常會過度曝光，從而丟失細節；相反，如果曝光水平適合于捕捉場景的較亮區域的細節，那么較暗區域常常會曝光不足，從而丟失細節。

HDR成像技術通過以各種曝光水平(稱為包圍曝光(exposure?bracketing))拍攝相同場景的多個圖像，隨后數字合并或組合所述多個圖像，以創建包含來自初始的多個圖像的信息的HDR圖像，以致在HDR圖像中充分表現較亮區域和較暗區域中的細節，來處理該問題。根據多個圖像(稱為包圍曝光圖像(bracket))創建HDR圖像的方法是公知的；該處理一般涉及對齊多個圖像，除去多個圖像中的重像(ghost)(當在所述多個圖像的拍攝期間，場景中的物體移動時，會出現重像)，并合并所述多個圖像，以形成HDR圖像。

為了由打印機打印HDR圖像，圖像首先必須被著色成打印機支持的顏色。一般，能夠用油墨或墨粉在打印機上產生的顏色的范圍遠遠小于包含在HDR圖像中的范圍。例如，HDR圖像可具有100000:1的動態范圍，而供打印機打印的圖像只具有從1到255的色調值。在打印期間，必須使HDR圖像中的遠遠大得多的顏色范圍適合于可能打印的較小范圍。這種變換包括色調映射和色域映射(gamut?mapping)，色調映射把圖像的色調值從高動態范圍(HDR)轉換成低動態范圍(LDR)，色域映射把LDR圖像從RGB(紅、綠、藍)色空間轉換成CMYK(青、洋紅、黃、黑)色空間，以便打印。已知各種色調映射算法。

在圖像處理中使用了場景分類或圖像分類。例如，提出了把場景分成室內場景和室外場景的方法。

發明內容

發現不存在很好地適用于每種圖像的單一色調映射算法。例如，發現Drago色調映射算子(例如，參見F.Drago，K.Myszkowski，T.Annen，N.Chiba的“Adaptive?Logarithmic?Mapping?For?Displaying?High?Contrast?Scenes”，Computer?Graphics?Forum,2003,22,419-426)往往很好地適用于具有風景的室外場景的圖像，Reinhard02色調映射算子(例如，參見E.Reinhard,M.Stark,P.Shirley和J.Ferwerda的Photographic?Tone?Reproduction?for?Digital?Images，ACM?Transactions?on?Graphics,2002)往往很好地適用于具有人物的室外場景的圖像，而iCAM06色調映射算子(例如，參見Kuang,J.，Fairchild,M.D.的iCAM06,HDR,and?Image?Appearance，IS&T/SID?15th?Color?Imaging?Conference,2007)往往很好地適用于室內場景的圖像。發明人認識到根據圖像的場景的類型的分類，自動選擇最佳色調映射算子的方法會增強HDR圖像處理。

因而，本發明目的在于一種為HDR圖像處理，自動選擇色調映射算子和色域映射算法的方法。

本發明的目的是增強從HDR圖像打印的圖像的質量。

本發明的另外的特征和優點將在下面的說明中陳述，并且部分根據所述說明是顯而易見的，或者可通過本發明的實踐而獲悉。利用在說明書和權利要求書，以及附圖中特別指出的結構，將實現和獲得本發明的目的和其它目的。