[发明专利]一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法

权利要求书

1.一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、对原始HDR图像进行亮度直方图均衡化，得到亮度直方图均衡化结果；

步骤二、基于步骤一的亮度直方图均衡化结果对原始HDR图像进行非线性亮度变换，得到非线性亮度变换后的图像；

步骤三、对非线性亮度变换后的图像进行处理，生成LDR图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为：

定义函数u的表达式为：

其中，z为函数u的自变量；

亮度直方图均衡化的表达式为：

其中，L_w(x,y)表示原始HDR图像中位于平面坐标(x,y)处像素的亮度，S(x,y)表示亮度直方图均衡化结果中位于平面坐标(x,y)处像素的亮度，L_w(i,j)表示原始HDR图像中位于平面坐标(i,j)处像素的亮度，i＝1,2,…,W，j＝1,2,…,H，W表示图像的宽度，H表示图像的高度。

3.根据权利要求2所述的一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：

其中，L_d(x,y)表示非线性亮度变换后的图像中位于平面坐标(x,y)处像素的亮度，ω₁和ω₂是变换系数。

4.根据权利要求3所述的一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法，其特征在于，所述变换系数ω₁和ω₂的计算方法为：

构造代价函数F：

分别对ω₁和ω₂求偏导数得：

定义如下的中间变量G(x,y)和E(x,y)：

则根据式(5)得到式(7)的关于ω₁和ω₂的二元一次方程组：

令

则将A、B、C、D₁和D₂带入式(7)，得到式(8)的方程组：

对式(8)进行求解得到ω₁和ω₂：

5.根据权利要求4所述的一种基于亮度直方图均衡化的色阶映射方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：

其中，L_w(x′,y′)表示原始HDR图像中位于平面坐标(x′,y′)处像素的亮度，L_d(x′,y′)表示非线性亮度变换后的图像中位于平面坐标(x′,y′)处像素的亮度，表示LDR图像中位于平面坐标(x′,y′)处像素的亮度；

像素(x′,y′)满足式(11)：

(x′∈[2,W-2])∧(y′∈[2,H-2])          (11)

其中，符号^表示两个条件同时成立；

对于非线性亮度变换后图像中的不满足式(11)的像素点，则直接将非线性亮度变换后的亮度作为LDR图像的亮度。