[發(fā)明專利]一種基于靜電數(shù)字印刷的高動(dòng)態(tài)范圍圖像紙媒再現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710169338.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN106952237A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李效周;趙洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于印刷圖像處理復(fù)制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高動(dòng)態(tài)范圍圖像處理及利用靜電數(shù)字印刷在紙媒上的顯示再現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

高動(dòng)態(tài)范圍圖像是一種與場(chǎng)景相關(guān)的圖像，動(dòng)態(tài)范圍一般超過(guò)1000:1，可以記錄視覺(jué)感知到的大部分場(chǎng)景。高動(dòng)態(tài)范圍圖像在高清影片、游戲特效、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遙感衛(wèi)星及印刷復(fù)制等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是目前高動(dòng)態(tài)范圍圖像本身無(wú)法直接再現(xiàn)于低動(dòng)態(tài)范圍媒介尤其是紙媒上。

現(xiàn)有紙媒再現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍圖像遠(yuǎn)小于人眼可感知的動(dòng)態(tài)范圍，也小于LCD等顯示媒體再現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍圖像的范圍，容易造成再現(xiàn)質(zhì)量不高，細(xì)節(jié)丟失嚴(yán)重等問(wèn)題。紙媒所能再現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍大約為50:1，當(dāng)高動(dòng)態(tài)范圍圖像直接再現(xiàn)于紙媒時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍大大壓縮，呈現(xiàn)場(chǎng)景的亮度信息會(huì)發(fā)生較大改變，使得表現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的顏色、紋理細(xì)節(jié)信息都發(fā)生較大變化。通過(guò)提高紙媒光學(xué)屬性也無(wú)法直接增加再現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)信息。

圖像處理可以通過(guò)濾波處理將高動(dòng)態(tài)范圍圖像強(qiáng)度信息分解為亮度層和細(xì)節(jié)層，主要采用濾波器對(duì)圖像進(jìn)行空域或頻域處理，常用濾波器主要有高斯濾波、均值濾波和雙邊濾波等。但采用單次濾波處理后，總是出現(xiàn)光暈、翻轉(zhuǎn)等各種噪聲。

階調(diào)映射技術(shù)可以將高動(dòng)態(tài)范圍圖像階調(diào)范圍映射到紙媒階調(diào)范圍之內(nèi)，即將圖像亮度范圍映射到紙媒亮度范圍，使更多細(xì)節(jié)能夠再現(xiàn)于紙媒上，特別是高亮度區(qū)域和低亮度區(qū)域可以顯示更多細(xì)節(jié)。盡管階調(diào)映射采用全局映射和局部映射的方法，解決了部分問(wèn)題，但是仍然存在動(dòng)態(tài)范圍過(guò)度壓縮引起的細(xì)節(jié)丟失過(guò)多、出現(xiàn)光暈等現(xiàn)象。

為了滿足高動(dòng)態(tài)范圍圖像在紙媒上再現(xiàn)，必須開發(fā)適用于此需求的高動(dòng)態(tài)范圍圖像處理方法和減少階調(diào)映射過(guò)程中細(xì)節(jié)過(guò)度丟失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是用來(lái)解決現(xiàn)有高動(dòng)態(tài)范圍圖像通過(guò)靜電數(shù)字印刷方式再現(xiàn)于紙媒上的不足，提供一種基于靜電數(shù)字印刷的高動(dòng)態(tài)范圍圖像紙媒再現(xiàn)方法，能夠在紙媒上層次分明的顯示高動(dòng)態(tài)范圍圖像。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種基于靜電數(shù)字印刷的高動(dòng)態(tài)范圍圖像紙媒再現(xiàn)方法，包括以下步驟：

（1）測(cè)量紙媒介屬性，包括光學(xué)屬性和物理屬性，獲得紙媒介自身顯示動(dòng)態(tài)范圍；

（2）利用靜電印刷機(jī)輸出獲得紙媒呈色特性；

（3）讀取高動(dòng)態(tài)范圍圖像I_in，利用灰度計(jì)算公式計(jì)算得到灰度圖像I₀；

（4）對(duì)灰度圖像I₀進(jìn)行分層，采用多次濾波，第一次使用雙邊濾波獲得亮度層L₁和細(xì)節(jié)層D₁：

，其中，，，

其中，BF表示雙邊濾波操作，I_in是輸入的源圖像，是像素i和像素j空間幾何距離的高斯函數(shù)表示，是像素i和像素j色度差值的高斯函數(shù)表示；為像素i和j的空間位置關(guān)系表征，為像素i和j的色差尺度表征；

對(duì)L₁，根據(jù)紙媒介階調(diào)特性，選擇映射函數(shù)F₁進(jìn)行映射，獲得L₁’；對(duì)D₁，根據(jù)紙媒介顯色特性進(jìn)行增強(qiáng)，采用增強(qiáng)系數(shù)α，獲得D₂’；

（5）第二次濾波處理，對(duì)L₁’進(jìn)行均值濾波處理，獲得低通圖像層L₂和高通圖像層D₂：

其中，

對(duì)L₂，根據(jù)紙張媒介階調(diào)特性，選擇映射函數(shù)F₂進(jìn)行映射，獲得L₂’；對(duì)D₂，根據(jù)紙媒介顯色特性進(jìn)行增強(qiáng)，采用增強(qiáng)系數(shù)β，獲得D₂’；

（6）第三次濾波處理，對(duì)L₂’進(jìn)行高斯濾波處理，獲得低通圖像層L₃和高通圖像層D₃：

，

其中，

對(duì)L₃，根據(jù)紙張媒介階調(diào)特性，選擇映射函數(shù)F3進(jìn)行映射，獲得L₃’；對(duì)D₃，根據(jù)紙媒介特性進(jìn)行增強(qiáng)，選擇增強(qiáng)系數(shù)γ，獲得D₃’；

（7）將處理后的各層圖像根據(jù)靜電印刷紙媒屬性，逆向加和，得到最終印刷輸出圖像。