[发明专利]一种基于直方图和引导滤波的局部色调映射方法及装置

说明书

本发明公开一种基于直方图和引导滤波的局部色调映射方法及装置，所述方法包括如下步骤：步骤一，获取输入图像；步骤二，对输入图像计算对数域亮度值LogL；步骤三，基于直方图的统计结果，增强图像的局部对比度以及调整图像亮度，以模拟人眼的感知特性；步骤四，基于引导滤波对数域亮度进行滤波，以增强图像的局部对比度；步骤五，根据步骤三与步骤四的结果获得图像的输出亮度，获得低动态范围的图像输出，通过本发明，可使宽动态图像可以在普通的显示设备上显示，且对于非宽动态范围图像可以增强局部细节、调整图像亮度。

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，特别是涉及一种对宽动态图像进行压缩以适应低动态显示设备同时保持局部细节的基于直方图和引导滤波的局部色调映射方法及装置。

背景技术

人眼的动态范围一般都很大，既能看清高亮区域的细节，也能看清低暗区域的细节。采用摄像机可以捕获到与人眼相近的宽动态图像，但宽动态范围的视频图像通常很难在显示设备上直接显示出来。目前，绝大多数的显示设备只支持低动态范围的显示，主要缘由在于现在高动态范围的显示设备价格昂贵，无法面对普通消费者。因此，实有必要提出一种技术手段，以使宽动态范围的视频图像可以在普通的显示设备上显示，且保证局部细节清晰可辨。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于直方图和引导滤波的局部色调映射方法及装置，以便宽动态图像可以在普通的显示设备上显示，且对于非宽动态范围图像可以增强局部细节、调整图像亮度。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于直方图和引导滤波的局部色调映射方法，包括如下步骤：

步骤一，获取输入图像；

步骤二，对输入图像计算对数域亮度值LogL

步骤三，基于直方图的统计结果，增强图像的局部对比度以及调整图像亮度，以模拟人眼的感知特性；

步骤四，基于引导滤波对数域亮度进行滤波，以增强图像的局部对比度；

步骤五，根据步骤三与步骤四的结果获得图像的输出亮度，获得低动态范围的图像输出。

进一步地，于步骤一中，所获取的输入图像为RGB格式的图像。

进一步地，于步骤二中，将输入图像的RGB转为亮度,计算对数域亮度值LogL。

进一步地，于步骤二中，所述对数域亮度值LogL的计算公式如下：

L_in＝0.299×R+0.587×G+0.114×B

LogL＝Log_a(L_in+1)

进一步地，步骤三进一步包括：

统计出对数域亮度的直方图分布特性，计算出各个bin下的频数；

根据直方图统计的信息，将对数域亮度进行直方图均衡化。

进一步地，步骤四进一步包括：

采用引导滤波将对数域亮度进行滤波，得到边缘保留、细节模糊的图像；

对引导滤波的结果取指数操作，得到输入图像的亮度。

进一步地，所述采用引导滤波将对数域亮度进行滤波的计算公式如下：

LogL_f＝GF(LogL,eps)

其中，GF表示对LogL进行引导滤波，eps是调整因子。

进一步地，所述取指操作通过如下公式：

L_f＝_a(LogL_f)