[发明专利]一种基于对数映射函数分块处理融合的色调映射方法

说明书

本发明涉及一种基于对数映射函数分块处理融合的色调映射方法，包括以下步骤：步骤100：获得一幅高动态图像；步骤200：将所述高动态图像划分为多个大小相等的局部块；步骤300：将划分的局部块分别使用对数压缩函数进行亮度压缩处理；步骤400：将所述经过亮度压缩处理的局部块使用高斯融合函数进行图像融合；步骤500：将所述图像融合得到的图像使用双边滤波进行细节增强；步骤600：将所述经过细节增强的图像进行伽马校正后输出低动态图像。

技术领域

本发明涉及高动态范围图像技术领域，更具体地，涉及一种基于对数映射函数分块处理融合的色调映射方法。

背景技术

在现实世界中，自然界的亮度范围为10^-6至10⁹cd/m²，对比度高达10¹⁵。而传统的图像传感器的动态范围一般只有10²的数量级，因此在显示高动态对比度图像时会出现严重的对比度失真现象，失真现象的主要表现为细节丢失、高亮度处过曝光或者低亮度处欠曝光等特征。而高动态图像能够展现被传统低动态图像丢失但却能被人类视觉系统感知到的极暗和极亮区域的细节部分，能够正确地表现现实世界中的亮度范围。然而，由于传统的显示设备一般是24位真彩色的，每个颜色通道为8位，而高动态图像每个颜色通道为12位或者更高。因此高动态图像无法在常规显示设备中显示，因此对高动态图像进行色调映射极具意义。

色调映射将高动态图像的亮度压缩到传统显示设备可以接受的范围，同时尽可能地保留原图像的细节部分，最终使得经过映射后的低动态图像和人眼观察到的场景尽可能相同。现有的色调映射算法主要分为两类：全局色调映射算法和局部色调映射算法。

全局色调映射算法对高动态图像的所有像素点都采用相同的变换方式进行处理，而Drago映射算法则是其中的代表之一。全局色调映射算法由于对所有像素点都使用同样的算法，因此运算速度快，实现简单。但是，也正是因为对所有像素点采用相同变换方式进行处理，图像的对比度较局部色调映射算法低，容易丢失细节信息，不能很好地反映出真实场景的对应特点，对处理复杂的场景和对比度范围较大的图像映射效果不佳。

局部色调映射算法针对图像不同的区域进行不同的变换，因此对比全局色调映射算法有较好的效果，然而却有计算复杂，效率低，存在伪影现象且图像不自然的特点。

发明内容

本发明为解决现有技术提供的全局色调映射算法存在的容易丢失细节信息的技术缺陷，及现有技术提供的局部色调映射算法存在的计算复杂、存在伪影现象且图像不自然的技术缺陷，提供了一种基于对数映射函数分块处理融合的色调映射方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于对数映射函数分块处理融合的色调映射方法，包括以下步骤：

步骤100：获得一幅高动态图像；

步骤200：将所述高动态图像划分为多个大小相等的局部块；

步骤300：将划分的局部块分别使用对数压缩函数进行亮度压缩处理；

步骤400：将所述经过亮度压缩处理的局部块使用高斯融合函数进行图像融合；

步骤500：将所述图像融合得到的图像使用双边滤波进行细节增强；

步骤600：将所述经过细节增强的图像进行伽马校正后输出低动态图像。

优选地，所述划分的多个局部块均为独立的局部块，相邻的局部块之间不存在重合的情况。

优选地，所述划分的局部块的大小满足以下约束条件：

m≤r/2或n≤c/2

其中，m为局部块的像素点的行数，n为局部块的像素点的列数，r为高动态图像的像素点的行数，c为高动态图像的像素点的列数。