[發明專利]基于高階統計模型的圖像最優化顯示方法

有效

• 申請號: 201710497220.3
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107369138B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 牛毅;李宜烜;石光明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.基于高階統計模型的最優化顯示方法，包括如下步驟：

(1)通過統計高動態場景中的相鄰像素點對(x,y)在待映射圖像中出現的次數，建立圖像的二維直方圖，遍歷待映射圖像所有的像素點對，統計出每個類別的出現概率p(x,y)；

(2)定義降階顯示過程中造成的對比度失真：

式中x，y分別表示兩相鄰像素的絕對亮度，i，j分別為x，y從高階映射到低階時的顯示亮度值，K為顯示亮度階，M為實際亮度階，即表示高動態場景的灰階總數，K＝256，M＝1024；

(3)計算降階顯示過程中映射圖像的整體失真值：

(3a)根據步驟(1)所得統計信息，定義從M階實際亮度階到K階顯示亮度階的映射函數為：其中q_i為在K階顯示亮度階下，亮度值i所對應的M階實際亮度，i＝0,1,2,…K-1；

(3b)定義映射函數的整體對比度失真為對比度失真Δ_x,y,i,j的數學期望：

(4)設任意相鄰顯示亮度階色調誤差的無窮范數為λ，即映射圖像的最大色調誤差；

根據色調失真需求，定義：

||q_i+1-q_i||_∞＝λ；

(5)在不考慮邊界情況下，計算最優映射函數

(6)通過高階動態規劃方法將上述最優映射函數劃分為子問題，通過約束子問題的倒數第二個邊界點，定義帶約束的最優子劃分R(M,N,T)，再遍歷所有可能的N和T來完成最優的全局劃分二維動態規劃，得到最優映射函數

其中：N和T為最優全局規劃中的兩個中間量，通過最優的全局劃分二維動態規劃進行迭代更新，N初始值為在K階顯示亮度階下，倒數第二個邊界點亮度所對應的M階實際亮度，T初始值為在K階顯示亮度階下，倒數第二個邊界點下鄰域邊界點亮度所對應的M階實際亮度；

(7)根據(6)中求得的最優映射函數得到最優映射集合Sn＝{s₀,s₂,…s_h,s_k-1}，其中s_h為在K階顯示亮度階下，亮度值h所對應的M階實際亮度，h＝0,1,2,…K-1；

(8)通過最優映射集合Sn，完成待映射圖像中每個像素點的映射操作，即將待映射圖像中亮度值為[s_h,s_h+1)的點的亮度值賦為h，得到對比度失真最小的映射目標圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述步驟(6)，具體實現步驟如下：

(6a)按如下公式求解對比度最小失真

(6b)僅考慮主對角線及次對角線，在不考慮邊界時(6a)可簡化為：

s.t.||q_i+1-q_i||_∞＝λ，

(6c)通過高階動態規劃方法對(6b)簡化式進行求解，得出最小對比度失真

通過約束子問題的倒數第二個邊界點，定義的帶約束的最優子劃分為：

其中：

R(M,N,T)表示子劃分剩余部分的對比度失真：

(6d)遍歷所有可能的N和T，來找尋最優的全局劃分二維動態規劃；得出最小對比度失真當對比度失真最小時，所對應的映射函數即為最優映射函數