[发明专利]用于对高动态范围图像进行色调映射以用于基于高质量深度学习的处理的系统和方法

权利要求书

1.一种图形处理器，包括：

媒体流水线，用于生成用于处理图像的媒体请求；以及

执行单元，用于从所述媒体流水线接收媒体请求，所述执行单元被配置成：计算图像的自动曝光比例，以有效地对所述图像进行色调映射；利用计算出的自动曝光比例来缩放所述图像；以及将包括对数函数的色调映射运算符应用于所述图像并缩放所述对数函数以生成经色调映射的图像。

2.如权利要求1所述的图形处理器，其特征在于，所述对数函数压缩所述图像的值的范围。

3.如权利要求2所述的图形处理器，其特征在于，所述执行单元被配置成将伽马校正应用于所述经色调映射的图像，以生成经伽马校正的经色调映射的图像并使得对于所述图像而言色调映射曲线在感知上更加线性。

4.如权利要求3所述的图形处理器，其特征在于，所述执行单元被配置成将所述经色调映射的图像提供为神经网络(例如，CNN)的输入。

5.如权利要求4所述的图形处理器，其特征在于，所述神经网络处理所述经色调映射的图像以生成所述神经网络的输出。

6.如权利要求5所述的图形处理器，其特征在于，所述执行单元被配置成将将逆色调映射运算符应用于所述神经网络的该输出，并随后将逆曝光比例应用于所述神经网络的该输出，以生成最终的输出图像。

7.一种图形处理单元，包括：

存储器，用于存储图像的图形数据；以及

核，具有用于执行图形操作的多个执行单元，其中，至少一个执行单元配置成：在多个维度上对所述图像降低采样，计算图像的自动曝光比例以有效地对所述图像进行色调映射，利用计算出的自动曝光比例来缩放所述图像，以及将包括对数函数的色调映射运算符应用于所述图像并缩放所述对数函数以生成经色调映射的图像。

8.如权利要求7所述的图形处理单元，其特征在于，所述至少一个执行单元被配置成将伽马校正应用于所述经色调映射的图像以生成经伽马校正的经色调映射的图像。

9.如权利要求8所述的图形处理单元，其特征在于，所述至少一个执行单元被配置成将所述经色调映射的图像提供为卷积神经网络(CNN)的输入。

10.如权利要求9所述的图形处理单元，其特征在于，所述神经网络利用降噪算法、抗混叠算法、超分辨率、或去马赛克来处理所述经色调映射的图像，以生成所述神经网络的输出。

11.如权利要求10所述的图形处理单元，其特征在于，所述至少一个执行单元被配置成将逆色调映射运算符应用于所述神经网络的该输出，并随后将逆曝光比例应用于所述神经网络的该输出，以生成具有所述图像的高动态范围(HDR)的输出图像。

12.如权利要求7所述的图形处理单元，其特征在于，所述色调映射运算符包括(log₂(x+1)/16)^1/2.2。

13.如权利要求12所述的图形处理单元，其特征在于，以1/16缩放所述对数函数的值，使得浮点值被压缩到0和1之间。

14.一种用于对图像进行色调映射的计算机实现的方法：

在多个维度上对图像降低采样；

利用图形处理单元(GPU)计算所述图像的自动曝光比例，以有效地对所述图像进行色调映射；

利用计算出的自动曝光比例来缩放所述图像；以及

将包括对数函数的色调映射运算符应用于所述图像，并缩放所述对数函数，以生成经色调映射的图像。

15.如权利要求14所述的计算机实现的方法，进一步包括：

将伽马校正应用于所述经色调映射的图像以生成经伽马校正的经色调映射的图像，并生成感知上线性的色调映射曲线。