[發明專利]改進的逆色調映射方法和對應裝置

有效

• 申請號: 201880080048.4
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN111480177B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: H.古爾穆德;L.考文;J.克爾維科;T.保利
• 申請（專利權）人: 交互數字VC控股公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李芳華

本公開涉及擴展低動態范圍圖像的動態范圍，并且涉及獲得圖像的第一擴展指數圖，并且通過利用根據第一擴展指數圖確定的擴展指數值對像素的亮度值執行指數運算，來對于圖像的每個像素確定擴展亮度值，并且可以包括對于圖像的像素，通過使用調制函數來計算擴展校正值，所述調制函數將表示所述像素的明度的值作為輸入，并且所述調制函數是對于更高輸入值具有更高遞增值的遞增函數，并且從第一擴展指數圖的擴展指數值中減去所述擴展校正值。

技術領域

本發明總體上涉及高動態范圍成像的領域，并提出了一種擴展低或標準動態范圍圖像的動態范圍的方式。

背景技術

顯示技術的最近進展正開始允許顯示圖像中顏色、明度和對比度的擴充動態范圍。術語“圖像”指的是可以是例如視頻或靜止畫面的圖像內容。

允許圖像明度或亮度的擴充動態范圍的技術已知為高動態范圍成像、或HDR成像。許多具有處理和顯示具有擴充動態范圍的HDR圖像的能力的顯示裝置已經可供客戶使用。也正在開發能夠捕獲具有這種增加的動態范圍的圖像的圖像捕獲裝置。然而，HDR圖像還沒有很好地普及，并且存在作為SDR(標準動態范圍)圖像或LDR(低動態范圍)圖像的許多現有圖像。因此，需要在最近的高動態范圍(HDR)裝置上使得低或標準動態范圍(LDR或SDR)的圖像可視化。

為此目的，已經開發了反轉或逆色調映射算子(iTMO)。它們允許通過使用為了恢復或再造(recreating)原始場景的外觀的目的、而處理圖像中像素的明度信息的算法，從傳統(LDR或SDR)圖像生成HDR圖像。

存在不同種類的逆色調映射算法，作為例如局部色調映射算法和全局色調映射算法。例如，在局部色調映射算法的領域，專利申請WO2015/096955公開了一種方法，該方法包括以下步驟：對于圖像的每個像素p，獲得像素擴展指數值E(p)，并然后通過計算以下等式將像素p的明度Y(p)逆色調映射為擴展明度值Y_exp(p)：

Y_exp(p)＝Y(p)^E(p)*[Y_enhance(p)]^c (1)

其中：

Y_exp(p)是像素p的擴展明度值；

Y(p)是SDR(或LDR)輸入圖像內的像素p的明度值；

Y_enhance(p)是通過高通濾波獲得的SDR(或LDR)輸入圖像內的像素p的明度增強值；

E(p)是像素p的像素擴展指數值。

圖像的所有像素的值E(p)的集合形成該圖像的擴展指數圖或“擴展圖”。該擴展指數圖可以通過不同的方法生成，例如通過對每個像素p的明度值Y(p)進行低通濾波以獲得低通濾波后的明度值Y_base(p)，并對低通濾波后的明度值應用二次函數，所述二次函數由參數a、b和c根據以下等式定義:

E(p)＝a[Y_base(p)]²+b[Y_base(p)]+c

可以在以下情況中使用被稱為逆色調映射算子(iTMO)的專用工具，該專用工具被開發來實現對SDR圖像的逆色調映射方法:

-要么在后期制作工具中來幫助色彩師進行手動分級，

-要么作為例如在機頂盒或電視機中集成的SoC(片上系統)內的硬件實現來執行自動分級。

在第一種情況下，圖像是由色彩師手工處理的，由于電影制作者的藝術意圖可以被保留，這產生了良好的效果。然而，這種方法不能即時(on the fly)執行，例如當以流化模式接收視頻時實時執行。