[发明专利]用于高动态范围图像的图像处理

说明书

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相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月8日提交的美国临时专利申请No.61/681061的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及图像处理。更特别地，本发明的实施例涉及用于具有高动态范围（HDR）的图像的图像处理。

背景技术

一些当代的或老式的数字图像遵循24位格式。这些图像包括存储关于图像中的每个像素的颜色和明亮度信息（诸如亮度和色度数据）两者的多达24位。这样的格式保留足够的图像信息以使得图像可以被老式电子显示器绘制或再现，因此被认为是输出参考标准。老式显示器通常具有三个数量级的动态范围（DR）。然而，因为正常人类视觉可以区分高达1:10000或更高的对比率，所以可以感知到具有明显更高的动态范围的图像。

现代电子显示技术的发展使得可以以明显超过老式显示器的DR的更高的动态范围绘制和再现图像。高动态范围（HDR）图像比遵循输出参考标准的图像格式更忠实地表示真实世界场景。因此，HDR图像可以被认为是参考的场景。在HDR图像和能够呈现它们的显示器的背景下，DR更加有限的老式或其他图像和显示器在本文中可以被称为低动态范围（LDR）图像/显示器。

本章节中所描述的方法是可以寻求的方法，但是不必是以前设想过或寻求过的方法。因此，除非另有指示，否则不应仅由于本章节中所描述的任一方法包括在本章节中就假定该方法有资格作为现有技术。类似地，不应基于本章节就假定在任何现有技术中已经认识到了针对一种或多种方法识别的问题，除非另有指示。

附图说明

在附图中以举例的方式、而非限制的方式例示了本发明，在附图中，相似的标号指的是类似的元件，其中：

图1A描绘根据本发明一实施例的示例性局部多尺度（multiscale）色调映射系统；

图1B描绘根据本发明一实施例的示例性图像编码处理；

图2描绘根据本发明一实施例的示例性局部多尺度图像处理方法；

图3A和图3B分别描绘根据本发明一实施例的示例性HCTN块和相应的多尺度滤波；

图4A、图4B和图4C分别描绘根据本发明一实施例的示例性多尺度滤波器块和相应的示例性多尺度滤波实现和示例性处理；

图5描绘根据本发明一实施例的示例性比值图像处理器；

图6A和图6B描绘根据本发明一实施例的用于HDR图像的示例性编码处理数据流；

图7描绘根据本发明一实施例的用于显示HDR图像的融合-合并曝光处理；以及

图8A和图8B描绘根据本发明一实施例的支持广色域和多个颜色空间的示例性JPEG-HDR编码和解码处理。

具体实施方式

本文中对涉及HDR图像的图像处理的示例性实施例进行了描述。在以下描述中，为了说明的目的，阐述了许多特定细节，以便提供本发明的透彻理解。然而将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明。在其他情况下，没有详尽地描述公知的结构和装置，以便避免不必要地掩蔽、模糊、或混淆本发明的一方面。

概述—HDR图像

该概述呈现了本发明的示例性实施例的一些方面的基本描述。应注意，该概述不是可能的实施例的各方面的广泛的或详尽的总结。而且应注意，该概述并非意图被理解为识别可能的实施例的任何特别重要的方面或元素，也非意图被理解为具体地记述可能的实施例的任何范围，也非意图被理解为概括地记述本发明的任何范围。该概述仅以简洁的、简化的格式呈现与可能的示例性实施例相关的一些构思，并且应被理解为仅仅是以下接着的对示例性实施例的更详细描述的概念性序言。

本发明的示例性实施例涉及对HDR图像进行编码。使HDR输入图像中的对数（log）亮度直方图化以产生色调映射，以及计算对数整体色调映射亮度图像。对数整体色调映射亮度图像被降尺度。对数亮度和对数整体色调映射亮度图像产生对数比值图像。对数比值图像受到多尺度分辨率滤波，产生对数多尺度比值图像。对数多尺度比值图像和对数亮度产生第二对数色调映射图像，其被规范化以基于降尺度的对数整体色调映射亮度图像和规范化的图像输出色调映射图像。HDR输入图像和输出色调映射图像产生被量化的第二比值图像。