[发明专利]一种基于边缘保持全分模型的色调映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及基于边缘保持全分模型的色调映射方法。

背景技术

高动态图像（High Dynamic Range Image，HDR Image）能够支持非常大的光强度范围，可以有效地存储现实世界的光强度信息，向人们呈现超高质量的图像。然而，传统的显示设备和打印机并不能显示这些高动态图像。因为它们可显示的对比度远远小于高动态图像的。为了解决这个问题，目前可以压缩高动态图像动态范围使其适应低动态图像显示设备。像这种将高动态图像转化为低动态图像（LowDynamic Range Image，LDR Image）的方法就是色调映射方法。

现在，大量的色调映射方法已经被提出。最简单的对比度压缩就是将原图像乘以一个比例因子C，C<1。这会损失图像场景中阴影或者高亮度区域的细节和纹理。这就要求我们寻找一种方法尽可能压缩对比度，同时保持图像中的纹理和细节。很多色调映射方法运用了图像分解技术。将一幅图像分解为基础层和细节层。基础层具有高对比度需要被压缩，细节层具有清晰的纹理需要被保留。只对基础层进行压缩，细节层保持不变，然后将细节层与压缩后的基础层合成，就得到了低动态图像。基础层可以通过边缘保持平滑方法获得，细节层由输入图像减去基础层得到。Durand and Dorsey在文献《Fast bilateralfiltering for the display of high-dynamic-range images》（2002，pp.257-266）介绍了一种基于快速双边滤波的色调映射方法。这种利用快速双边滤波器对图像进行多尺度分解，得到基础层和细节层。快速双边滤波器能够有效的平滑微小的细节同时保持强烈边缘。但是，增大平滑度，图像边缘将被模糊。这使得通过该方法获得的LDR image出现光晕现象。

基于快速双边滤波的色调映射方法能够有效的平滑微小的细节同时保持强烈边缘。但是，增大平滑度，图像边缘将被模糊。这使得通过该方法获得的LDR image出现光晕现象。

发明内容

本发明克服了基于快速双边滤波的色调映射方法会产生光晕现象的缺点，提出了一种基于边缘保持全变分模型的色调映射方法。

本发明提供一种基于边缘保持全分模型的色调映射方法，包括：

输入一幅高动态图像；

对输入的高动态图像进行光强度重构；

获得新构造的光强度值的对数值；

利用边缘保持全变分滤波器对获得的光强度对数值进行滤波获得图像基础层；

利用光强度对数值减去图像基础层获得图像的细节层；

计算压缩比例因子和图像输出光强度；

用压缩后光强度除以输入图像光强度获得一个新的比例因子M。将比例因子M分别作用在红色通道、绿色通道、蓝色通道各个通道上，得到压缩色彩后的图像；

将得到压缩色彩后的图像进行gamma校正得到低动态图像。

所述对输入的高动态图像进行光强度重构包括：

根据红色通道R、绿色通道G、蓝色通道B的通道值，利用公式intensity=0.299*R+0.587*G+0.114*B，重新构造出光强度intensity值。

所述计算压缩比例因子和图像输出光强度包括：

计算压缩比例因子：利用公式compressfactor=log(outputrange)/(max(log_base)-min(log_base))*1.5，其中outputrange是输出的图像动态范围，max(log_base)是取图像基础层log_base中所有像素值的最大值，min(log_base)是取图像基础层log_base中所有像素值的最小值，1.5为经验值；

计算图像输出光强度：利用公式output_intensity=exp(compressfactor*log_base+log_detail)。

所述用压缩后光强度除以输入图像光强度获得一个新的比例因子M。将比例因子M分别作用在红色通道、绿色通道、蓝色通道各个通道上，得到压缩色彩后的图像包括：

利用公式

M=output_intensityintensity,]]>