[发明专利]处理一组输入图像的方法、图像处理设备和数字照相机

说明书

技术领域

本发明涉及高动态范围(HDR)图像处理，具体地，本发明涉及根据场景分类，自动选择最佳的色调映射算子和色域映射算法。

背景技术

高动态范围(HDR)成像是一种在图像处理和数字摄影中，用于处理具有极大亮度(光强度)范围的来源的技术。例如，日光下的室外场景可包括蓝天和阳光照射的物体，以及在阴影处的物体；夜晚场景可包括霓虹灯和明亮地照亮的物体，以及照明不足的物体；室内场景可包括明亮的窗户，以及较暗的区域，等等。这些场景对诸如数字照相机之类的成像设备提出挑战；目前可用的数字照相机的图像传感器的动态范围通常不能对这样的场景充分成像。如果曝光水平适合于捕捉场景的较暗区域的细节，那么较亮区域常常会过度曝光，从而丢失细节；相反，如果曝光水平适合于捕捉场景的较亮区域的细节，那么较暗区域常常会曝光不足，从而丢失细节。

HDR成像技术通过以各种曝光水平(称为包围曝光(exposure bracketing))拍摄相同场景的多个图像，随后数字合并或组合所述多个图像，以创建包含来自初始的多个图像的信息的HDR图像，以致在HDR图像中充分表现较亮区域和较暗区域中的细节，来处理该问题。根据多个图像(称为包围曝光图像(bracket))创建HDR图像的方法是公知的；该处理一般涉及对齐多个图像，除去多个图像中的重像(ghost)(当在所述多个图像的拍摄期间，场景中的物体移动时，会出现重像)，并合并所述多个图像，以形成HDR图像。

为了由打印机打印HDR图像，图像首先必须被着色成打印机支持的颜色。一般，能够用油墨或墨粉在打印机上产生的颜色的范围远远小于包含在HDR图像中的范围。例如，HDR图像可具有100000:1的动态范围，而供打印机打印的图像只具有从1到255的色调值。在打印期间，必须使HDR图像中的远远大得多的颜色范围适合于可能打印的较小范围。这种变换包括色调映射和色域映射(gamut mapping)，色调映射把图像的色调值从高动态范围(HDR)转换成低动态范围(LDR)，色域映射把LDR图像从RGB(红、绿、蓝)色空间转换成CMYK(青、洋红、黄、黑)色空间，以便打印。已知各种色调映射算法。

在图像处理中使用了场景分类或图像分类。例如，提出了把场景分成室内场景和室外场景的方法。

发明内容

发现不存在很好地适用于每种图像的单一色调映射算法。例如，发现Drago色调映射算子(例如，参见F.Drago，K.Myszkowski，T.Annen，N.Chiba的“Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes”，Computer Graphics Forum,2003,22,419-426)往往很好地适用于具有风景的室外场景的图像，Reinhard02色调映射算子(例如，参见E.Reinhard,M.Stark,P.Shirley和J.Ferwerda的Photographic Tone Reproduction for Digital Images，ACM Transactions on Graphics,2002)往往很好地适用于具有人物的室外场景的图像，而iCAM06色调映射算子(例如，参见Kuang,J.，Fairchild,M.D.的iCAM06,HDR,and Image Appearance，IS&T/SID 15th Color Imaging Conference,2007)往往很好地适用于室内场景的图像。发明人认识到根据图像的场景的类型的分类，自动选择最佳色调映射算子的方法会增强HDR图像处理。

因而，本发明目的在于一种为HDR图像处理，自动选择色调映射算子和色域映射算法的方法。

本发明的目的是增强从HDR图像打印的图像的质量。

本发明的另外的特征和优点将在下面的说明中陈述，并且部分根据所述说明是显而易见的，或者可通过本发明的实践而获悉。利用在说明书和权利要求书，以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本发明的目的和其它目的。