[发明专利]用于实时色调映射的系统和方法

权利要求书

1.一种用于对输入图像进行色调映射以生成经色调映射的输出图像的方法，该方法包括：

基于该输入图像与经色调映射的图像之间的图像对比度失真模型来确定色调曲线，其中，确定该色调曲线包括分析性地计算该色调曲线的值以用于减小该图像对比度失真模型内的图像对比度失真；以及

根据该确定的色调曲线对该输入图像进行色调映射；并且

将该输入图像分解成基层和细节层，其中，针对该基层确定该色调曲线，并且其中，对该基层应用该色调映射；以及

将该细节层与该经色调映射的基层进行组合；

其中，分解该输入图像包括对该输入图像应用空间滤波器以生成基层和细节层，该滤波包括针对多个像素中的每一个：

检测该输入图像的边缘在包围该像素的区域内的存在；以及

根据该边缘在该区域内的存在选择性地对该区域应用滤波内核。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于该经映射的基层的可视性阈值和该输入图像的噪声模型对该细节层进行调制。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将该细节层与该经色调映射的基层进行组合包括基于至少一种观看者特征和至少一种观看者偏好对该细节层进行调制。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将该细节层与该经色调映射的基层进行组合包括基于观看者特征对该细节层进行调制。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，该色调曲线的确定基于一个或多个情境参数是可调的。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该情境参数包括以下各项中一项或多项：观看者特征、环境光、输出显示设备的峰值亮度、用户定义的参数、速度和曝光。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，该一个或多个情境参数包括以下各项中一项或多项：环境光、输出显示设备的峰值亮度、该输出显示设备的动态范围和曝光；以及

其中，该色调曲线的确定包括基于该环境光、该峰值亮度和动态范围中的该一项或多项确定有效输出动态范围，并且基于该有效输出动态范围生成该色调曲线。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，该输入图像是标准动态范围图像和高动态范围图像之一。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，该色调曲线的该值被分析性地计算以用于将该图像对比度失真模型内的该图像对比度失真最小化。

10.一种用于对输入图像进行色调映射以生成经色调映射的输出图像的方法，该方法包括：

基于该输入图像与经色调映射的图像之间的图像对比度失真模型来确定色调曲线；以及

根据该确定的色调曲线对该输入图像进行色调映射；

其中，确定该色调曲线包括：

分析性地计算该色调曲线的值以用于减小该图像对比度失真模型内的图像对比度失真；

定义与该输入图像的亮度级部分相对应的多个亮度级片段；以及

针对每个给定的亮度级片段，确定表示该色调曲线的针对该给定亮度级片段的部分的分段线性斜率；

其中，确定表示该色调曲线的针对每个给定亮度级片段的部分的分段线性斜率受制于以下条件：该分段线性斜率是非递减的；以及根据该分段线性斜率经色调映射得到的该输出图像在显示设备的用于显示该经色调映射的输出图像的可用动态范围内；

其中，针对每个亮度级片段的线性斜率是基于将下式最小化而确定的：

其中，p(l_k)是该输入图像的任意区域具有落入该给定的(第k)亮度级片段内的亮度级的概率，s_k是该给定的(第k)亮度级的该分段线性斜率并且(1-s_k)²是针对该给定的(第k)亮度级片段的该分段线性斜率的微分值。