[发明专利]一种高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法

权利要求书

1.一种高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：首先对整个高位宽数字图像按像素值排序，然后滤掉位于一范围内的最高和最低的像素区域的像素值，找到最有效的最小像素值与最大像素值，并做归一化处理，得到滤除像素坏点的图像；

步骤S2：利用指导滤波器对滤除像素坏点的图像进行分解，得到基图和细节图；

步骤S3：将细节图增强后与基图相融合，得到融合后图像；

步骤S4：根据高位宽数字图像的平均值和均方差得到自适应变换函数的变换参数，再通过该变换参数指导自适应变换函数对融合后图像进行变换，实现对高位宽数字图像的自适应变换处理，得到动态范围压缩和细节增强后的图像。

2.如权利要求1所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，所述指导滤波器模型是通过对指导图像I进行局部线性滤波变换，得到输出图像Q在第i个像素的像素值Q_i并表示为：

Q_i＝a_k×I_i+b_k (1)

其中，a_k、b_k为指导滤波器线性系数，I_i为指导图像I在第i个像素的像素值；k和i分别表示像素索引序号；任意i∈ω_k是以像素k为中心、以常系数r为半径的正方形窗口。

3.如权利要求2所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，所述指导滤波器线性系数表示如下：

其中，|w|是窗口内的像素个数；μ_k和σ_k²表示指导图像I在正方形窗口ω_k中的均值和方差；P为输入高位宽数字图像；为高位宽数字图 像在正方形窗口ω_k内的平均值；I_i为指导图像I在第i个像素的像素值；ε为以均方差变量的一个函数的值，此函数的值ε决定了指导滤波器的滤波程度。

4.如权利要求3所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，当指导图像I与输入高位宽数字图像P相等时，指导滤波器系数表示为：

其中，

SUM为输入高位宽数字图像总的像素个数；为输入高位宽数字图像的平均值。

5.如权利要求1所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，所述基图Q_BASE获取过程如下：

Q_BASE＝a×P+b (6)

其中，Q_BASE为输入高位宽数字图像P经过指导滤波器之后的图像，即为基图；a表示a_k在正方形窗口ω_k中的均值；b表示b_k在正方形窗口ω_k中的均值。

6.如权利要求1所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，所述细节图Q_DETAIL获取过程如下：

Q_DETAIL＝P-Q_BASE (7)

其中，P为输入高位宽数字图像；Q_BASE为基图。

7.如权利要求1所述的对高位宽数字图像动态范围压缩和细节增强方法，其特征在于，所述细节图增强过程如下：

Q’_DETAIL＝Q_DETAIL×K1 (8)

X＝Q_BASE+Q’_DETAIL(9)

其中，Q’_DETAIL为细节增强后图像；Q_DETAIL为细节图；K1值为细节增强系数；X为细节增强后图像Q’_DETAIL与基图Q_BASE融合后图像。