[发明专利]从低动态图像生成高动态图像的方法

说明书

本发明提供了一种从低动态图像生成高动态图像的方法，其中包括对待处理低动态图像根据预设映射关系进行灰阶调整，得到灰阶调整后图像，所述灰阶调整包括反伽马校正和灰阶值抬升；在所述灰阶调整后图像中确定多个饱和区域；对所述灰阶调整后图像中的饱和区域进行灰阶增强，得到目标高动态图像；输出所述目标高动态图像。本发明提供了一种生成高动态图像的技术方案，通过反伽马校正将图像的灰阶值进行修正，可以直接显示修正后的图像；通过对比度拉伸可以提高图像的亮度，并改善图像在反伽马映射中造成的块现象；对灰阶值高于预设饱和阈值的饱和区域进行平滑增强，从而使得图像的饱和区域得到增强，提高图像显示质量并减少图像信息损失。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种提高图像亮度并使饱和区域得到增强的从低动态图像生成高动态图像的方法。

背景技术

数字图像通常用矩阵表示，包括图像的行、列和像素值，行和列的乘积为图像的分辨率，矩阵的行列坐标对应一个像素点的像素值。像素值的大小与对亮度的量化有关，量化值称为灰阶。

在实际使用中，数字成像系统使用许多二进制位对给定像素的每个色模型值编码，用于每个色模型值的位的数目可称为该色模型值的色深。图像一般量化范围为0～2⁸-1，或者说色深为8bit(比特)，0对应黑，255对应白。例如，一幅RGB图像，三个通道R、G、B的像素值范围取值都有2⁸个灰阶，那么它可以表示的最大颜色数量为2⁸×2⁸×2⁸＝2²⁴。这些图像可称为低动态(LDR)图像。此类图像不能记录场景中真实的亮度，只是记录编码过的有限的阶调关系。

随着数字成像系统的发展，高于8bit色深的显示系统越来越多，常见的专业显示器采用原生10bit面板，可以到10bit以上的色深。特别是应用广泛且具有高亮度的LED显示屏，其色深可达到16bit以上。这样的图像可称为高动态(HDR)图像。高动态图像的动态范围一般超过1000:1，比低动态范围图像更加真实，显示效果更好，因此近年来得到了越来越多的广泛应用。

此外，当数字模型中的像素值达到最大灰阶值时，此像素达到饱和。例如在8bit的LDR图像中，当灰阶值等于255时，其达到饱和。造成饱和的原因主要是光源或者反光等的存在。图像的饱和会造成图像信息的损失。因此，需要提出一种方法，将低动态图像生成色深位数更多的高动态图像，并最大程度地保留原图像的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种从低动态图像生成高动态图像的方法，可以提高图像的亮度，改善图像在反伽马映射中造成的块现象，使图像的饱和区域得到增强。

本发明实施例提供一种从低动态图像生成高动态图像的方法，包括如下步骤：

对待处理低动态图像根据预设映射关系进行灰阶调整，得到灰阶调整后图像，所述灰阶调整包括反伽马校正和灰阶值抬升；

在灰阶调整后图像中确定多个饱和区域，所述饱和区域中像素点的灰阶值大于预设高动态饱和阈值；

对所述灰阶调整后图像中的饱和区域进行灰阶增强，得到目标高动态图像；

输出所述目标高动态图像。

优选地，根据如下公式进行灰阶调整：

其中，C(i)为灰阶调整后图像中各个像素点的灰阶值，i为所述待处理低动态图像中各个像素点的灰阶值，且i∈[0,255]；

m为所述待处理低动态图像的灰阶级数，n为灰阶调整后图像的灰阶级数，且m≤n；

γ为预设伽马值。

优选地，根据如下公式进行灰阶调整：