[發明專利]一種基于gamma相關自適應圖像處理方法

在審

• 申請號: 201710892354.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107481696A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 楊玉東;呂增良
• 申請（專利權）人: 天津匯訊視通科技有限公司
• 主分類號: G09G5/10
• 分類號: G09G5/10
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙)12217
• 代理人: 鄧琳

技術領域

本發明涉及一種圖像處理方法，特別涉及一種實現了在低動態范圍顯示器上顯示高動態范圍圖像的方法。

背景技術

色調映射（tone mapping），是在有限動態范圍媒介上近似顯示高動態范圍圖像的一項計算機圖形學技術。打印結果、CRT 或者 LCD 顯示器以及投影儀等都只有有限的動態范圍。本質上來講，色調映射是要解決的問題是進行大幅度的對比度衰減將場景亮度變換到可以顯示的范圍，同時要保持圖像細節與顏色等對于表現原始場景非常重要的信息。

傳統圖像處理系統中，在寬動態模式下,容易出現圖像發蒙，清晰度不夠，細節顯示不好，整體圖像視覺感較差的問題。其原因是由于不同的環境照度下，圖像亮度會導致比較大的圖像輸出明暗狀態的圖像畸變。

為最大限度還原真實的監控環境，可針對不同圖像傳感器以及后端的監控顯示設備，使用基于gamma自適應圖像對比度，以及動態范圍壓縮的處理方法。動態壓縮控制（Dynamic Range Control），即DCR。DRC 算法將高動態范圍的圖像壓縮到顯示器的動態范圍，同時盡可能的保留原圖像的細節和對比度。

發明內容

本發明就是為了解決上述技術問題，所提供了一種基于gamma相關自適應圖像處理方法。

本發明是按照以下技術方案實現的。

一種基于gamma相關自適應DRC圖像處理方法，根據曝光量調整的gamma值，采用下面的步驟調整圖像亮度：

A、繪制不同曝光參數下的gamma曲線：在低照度開濾光片、低照度不開濾光片、高照度開濾光片、高照度不開濾光片四種不同情況下，選取四種不同的曝光參數值，繪制四條不同的gamma曲線，形成目標亮度值與當前場景亮度值之間的四種不同的映射關系，每種映射關系各自對應一個不同的亮度特征變量值a；

B、計算場景平均亮度：根據（1）式計算當前的場景的平均亮度MG：

……………………（1）

其中，Lw(x,y)是像素點(x,y)的亮度，N是場景內的像素數，δ是一個用來應對像素點純黑的情況一個很小的數值；

C、亮度域映射：根據（2）式，將像素點x,y的亮度值Lw(x,y)，映射為新的亮度值L(x,y)；根據（3）式，將亮度值對應至[0,1]區間的數值L_d(x,y)；

……………………（2）

其中，a為當前場景的亮度特征變量；

……………………（3）；

D、ACES色調映射

定義變量color=L(x,y)*MG；根據（4）式，計算ACES值，

……………………（4）；

E、亮度值映射

根據式（5）確定最終亮度值L’(x,y)

……………………（5）。

本發明實現了如下的有益效果。

本發明避免了傳統圖像處理系統中，在寬動態模式下,容易出現圖像發蒙，清晰度不夠，細節顯示不好，整體圖像視覺感較差的問題。最大限度還原真實的監控環境，針對不同圖像傳感器以及后端的監控顯示設備，使用基于gamma自適應圖像對比度，以及動態范圍壓縮的處理方法，實現了在低動態范圍顯示器上顯示高動態范圍圖像。

附圖說明

圖1是本發明所述的動態范圍壓縮算法基本原理說明。

具體實施方式

以下參照附圖及實施例對本發明進行進一步的技術說明。

如圖1所示，觀察者直接看到的真實世界場景和通過視頻采集、處理、顯示系統看到的場景之間的差別，反映了圖像處理算法的優劣。好的圖像處理算法要讓二者之間的差別盡可能小。

一種基于gamma相關自適應DRC圖像處理方法，根據曝光量調整的gamma值，采用下面的步驟調整圖像亮度：

A、繪制不同曝光參數下的gamma曲線：在低照度開濾光片、低照度不開濾光片、高照度開濾光片、高照度不開濾光片四種不同情況下，選取四種不同的曝光參數值，繪制四條不同的gamma曲線，形成目標亮度值與當前場景亮度值之間的四種不同的映射關系，每種映射關系各自對應一個不同的亮度特征變量值a；

B、計算場景平均亮度：根據（1）式計算當前的場景的平均亮度MG：

……………………（1）

其中，Lw(x,y)是像素點(x,y)的亮度，N是場景內的像素數，δ是一個用來應對像素點純黑的情況一個很小的數值；