基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101901475A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101901475A(43)申请公布日2010.12.01(21)申请号201010199100.3(22)申请日2010.06.12(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人沈建冰刘衡生(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法(57)摘要本发明公开一种基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法，属于数字图像处理领域。其具体操作步骤为：①输入一幅高动态范围图像；②获得该图像中每个像素p的对数域亮度L(p)；③使用双边滤波器对每个像素p的对数域亮度L(p)进行双边滤波，得到其自适应因子Aopl(p)；④得到每个像素p的对数域亮度L(p)经过非线性映射后的亮度Lram(p)；⑤得到每个像素p分别在红色通道R、绿色通道G、蓝色通道B进行非线性映射后的红色通道值I′(pR)、绿色通道值I′(pG)、蓝色通道值I′(pB)；⑥使用I′(pR)、I′(pG)、I′(pB)，构造一个新的图像文件，即可实现高动态范围图像的色调映射。本发明方法同时具备了全局方法的速度快、局部方法能够较好地保留图像细节的优点。CN109475ACN101901475A权利要求书1/1页1.一种基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法，其特征在于：其具体操作步骤为：第1步：输入一幅高动态范围图像；第2步：根据该图像的红色通道R、绿色通道G、蓝色通道B的通道值，获得该图像中每个像素p的对数域亮度L(p)；第3步：使用双边滤波器对每个像素p的对数域亮度L(p)进行双边滤波，得到其自适应因子Aopl(p)；第4步：通过公式2得到每个像素p的对数域亮度L(p)经过非线性映射后的亮度Lram(p)：其中，m和s是对输入图像进行尺度平移和缩放的参数，0＜m≤1，s＞0；第5步：分别通过公式3～5得到每个像素p分别在红色通道R、绿色通道G、蓝色通道B进行非线性映射后的红色通道值I′(pR)、绿色通道值I′(pG)、蓝色通道值I′(pB)：其中，I(pR)为像素p在原始图像中的红色通道值；I(pG)为像素p在原始图像中的绿色通道值；I(pB)为像素p在原始图像中的蓝色通道值；Lav为全部像素p的对数域亮度L(p)的平均值；C为参数，参数C的计算借鉴了对比度感知模型(PCM-perceivedcontrastmodel)，其通过公式6得到：C＝0.413+0.586×K(1.0+K)(6)其中，K是图像的明暗关键值，Lmax为L(p)中的最大值，Lmin为L(p)中的最小值；第6步：使用第5步得到的每个像素p分别在红色通道R、绿色通道G、蓝色通道B进行非线性映射后的红色通道值I′(pR)、绿色通道值I′(pG)、蓝色通道值I′(pB)，构造一个新的图像文件，即可实现高动态范围图像的色调映射。2.如权利要求1所述的一种基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法，其特征在于：第4步公式2中的参数m取值为1，s取值为140。2CN101901475A说明书1/5页基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法技术领域[0001]本发明涉及一种高动态范围图像(HDRI-highdynamicrangeimage)的色调映射技术，特别涉及一种基于视网膜自适应模型的高动态范围图像色调映射方法，属于数字图像处理领域。背景技术[0002]动态范围是指图像中像素最大亮度与最小亮度的比值。传统的图像格式，如JPG、bmp、GIF等格式，使用8位二进制整数来表示每个颜色分量，其动态范围为100∶1，而真实世界场景的动态范围可以高达100,000,000∶1，因此传统图像格式无法真实地表达动态范围很高的场景。高动态范围图像是针对这一问题所设计的新型图像格式，通常使用16位或32位浮点数来表示每个颜色分量，因此能够表达更高的动态范围，传统图像格式也相应地被称为低动态范围图像。高动态范围图像的获取方式主要是计算机模拟物理光照模型、多曝光度成像融合或者直接使用特殊的拍摄设备捕捉，主要被应用于虚拟现实等领域。[0003]现有的显示设备，例如CRT、LCD显示器，是针对传统图像格式设计的，其能够显示的动态范围与传统图像格式一致。实际上，传统图像格式所记录的颜色值就是显示设备所显示的颜色值。而高动态范围图像与之不同，它记录的是感光元件所获取的真实世界中的光照值或辐射值等物理量，其动态范围远远高于现有显示设备，因此要在现有显示设备上显示高动态范围图像必须先进行高动态范围压缩，同时将图像对比度和图像细节尽可能多的保留下来。[0004]色调映射技