[发明专利]基于混合色阶映射及压缩系数的高动态范围图像重构方法

权利要求书

1.一种基于混合色阶映射及压缩系数的高动态范围图像重构方法，包括如下步骤： 

1）输入一幅RGBe格式的高动态范围图像I_in，并根据图像动态范围计算式计算出该图像的动态范围D和色调值T； 

2）根据Zone System方法用步骤1）得出的动态范围D和色调值T，计算图像I_in的全局亮度L_w和亮度因子L_f； 

3）根据高动态范围图像I_in的亮度因子L_f，将该图像分为高亮度图像H，中亮度图像N，低亮度图像L； 

4）根据高动态范围图像I_in的动态范围D和亮度图像的分类选择该图像对应的压缩系数k： 

当高动态范围图像I_in属于低亮度图像L时，压缩系数k选定为0.1； 

当高动态范围图像I_in属于高亮度图像H时，压缩系数k选定为0.6； 

当高动态范围图像I_in属于中亮度图像N时，压缩系数k根据高动态范围图像I_in的动态范围D选取，即： 

5）用亮度因子L_f对高动态范围图像Iin的每个像素点的全局亮度L_w进行全局色阶映射，得到修正图每个像素点的亮度值L_s： 

L_s＝L_f·L_w

6）根据修正图每个像素点的亮度值L_s得到修正图I_s，并采用梯度域局部色阶映射算法通过压缩系数k控制该修正图I_s的梯度域局部色阶映射： 

6a）输入修正图I_s，把每一个像素点(x,y)从红绿蓝RGB色彩空间转换为亮 度色度YUV色彩空间以得到亮度图L_in(x,y)； 

6b）计算亮度图L_in(x,y)的梯度图▽H(x,y)； 

6c）计算亮度图L_in(x,y)不同分辨率上的衰减函数Φ(x,y)； 

6d）用衰减函数Φ(x,y)对梯度图▽H(x,y)进行压缩，得到衰减后的新梯度图像G(x,y)，并且通过权利要求1中求得的压缩系数k来控制图像的压缩程度： 

G(x,y)＝k·▽H(x,y)·Φ(x,y) 

6e）通过解泊松方程，用新梯度图像G(x,y)还原出经过压缩后的亮度图L_out(x,y)； 

6f）根据高动态范围图像I_in(x,y)的红绿蓝RGB色彩通道C_in(x,y)，由压缩后的亮度图像L_out(x,y)恢复出最终输出的结果图像I_out(x,y)。 

2.根据权利要求1所述的图像重构方法，其中步骤1）所述的根据图像动态范围计算式计算出该图像的动态范围D和色调值T，按如下公式计算： 

D＝logL_max-logL_min

其中，L_max和L_min分别表示高动态范围图像I_in中的最大亮度值和最小亮度值，L_w是高动态范围图像I_in中任意一个像素点(x,y)的全局亮度，N是高动态范围图像I_in中像素点的总数，δ是为了预防奇点产生而附加的一个极小值，数量级为10^-6，exp为指数运算符。 

3.根据权利要求1所述的图像重构方法，其中步骤2）所述的计算图像I_in的全局亮度L_w和亮度因子L_f，通过如下公式进行： 

其中,L_avg是高动态范围图像I_in的平均亮度值，L_f是高动态范围图像I_in亮度 因子。