[发明专利]基于亮度区域的逆色调映射

说明书

基于亮度区域的逆色调映射被提供。可以获得数字图像，并且可以确定数字图像的像素的亮度值。可以确定亮度区域边界的一个或多个值。可以基于亮度值和一个或多个亮度区域边界来确定区域扩展指数图。一个或多个亮度区域边界将区域扩展指数图划分为多个亮度区域。可以基于区域扩展指数图对图像的亮度值进行逆色调映射。可以基于经逆色调映射的亮度值来提供扩展动态范围图像。

技术领域

本公开涉及高动态范围成像领域，具体地涉及基于亮度区域扩展动态范围。

背景技术

显示技术的最新进展开始允许显示更大范围的颜色、亮度和对比度。高动态范围(HDR)技术专注于捕捉、处理和显示更宽动态范围的内容。尽管出现了许多高动态范围显示设备，并且正在开发能够捕捉增大的动态范围的图像相机，但可用的高动态范围内容仍然非常有限。尽管最近的发展有望在不久的将来在本机捕获高动态范围内容，但是它们没有解决现有的低动态范围(LDR)内容。

发明内容

公开了基于亮度区域的逆色调映射。可以获得数字图像，并且可以确定数字图像的像素的亮度值。可以确定亮度区域边界的一个或多个值。可以基于亮度值和一个或多个亮度区域边界来确定区域扩展指数图。一个或多个亮度区域边界将区域扩展指数图划分为多个亮度区域。可以基于区域扩展指数图对图像的亮度值进行逆色调映射。可以基于经逆色调映射的亮度值来提供扩展动态范围图像。

更确切地说，本发明的主题是一种用于从数字图像提供扩展动态范围图像的方法，该数字图像由与将亮度(Y)与色度分开的颜色空间中所表示的颜色相关联的像素限定，该方法包括：

确定(103)其中分布有表示所述像素的颜色的亮度值的多个亮度区域；

根据所述每个亮度值所属的亮度区域对所述亮度值中的每一个进行逆色调映射(105)；并且

基于经逆色调映射的亮度值提供(106)扩展动态范围图像。

优选地，该方法包括根据所述数字图像的每个像素的亮度值所属的亮度区域确定所述像素的扩展指数值，其中逆色调映射所述像素的亮度值包括将所述扩展指数值应用于所述亮度值。在下面的实施例中通过等式(22)来说明这种应用。这些扩展指数值的确定大体形成扩展指数图。

优选地，该方法包括对所述亮度值进行低通滤波，其中根据所述数字图像的每个像素的经低通滤波的亮度值的扩展指数二次函数来执行确定所述像素的扩展指数值，其中所述二次函数取决于所述像素的亮度值所属的亮度区域。这意味着存在与多个亮度区域一样多的扩展指数二次函数。

优选地，在该方法中，每个不同的扩展指数二次函数由不同的一组三个参数a、b、c定义，这三个参数a、b、c对于多个亮度区域中的每一个是不同的。

优选地，所述扩展指数二次函数被定义为与高动态范围显示设备的最大显示亮度有关。

优选地，所述扩展指数二次函数被定义为与最小扩展指数点有关。

优选地，所述多个亮度区域包括至少三个亮度区域：针对低值的亮度的低区域、针对高值的亮度的高区域以及针对被包括在低值的亮度和高值的亮度之间的亮度的中间区域。

在一个变型中，所述扩展指数二次函数由同一组三个参数a'、b'、c'以及至少五个扩展指数控制点的位置限定，使得：

-确定中间区域中的扩展指数值的所述扩展指数二次函数通过这五个扩展指数控制点中的第二、第三、第四扩展指数控制点，

-确定低区域中的扩展指数值的所述扩展指数二次函数通过这五个扩展指数控制点中的第一和第二扩展指数控制点，并且

-确定高区域中的扩展指数值的所述扩展指数二次函数通过这五个扩展指数控制点中的第四和第五扩展指数控制点。

这意味着不同的二次函数是根据至少五个控制点的定位相对于另一个移位的二次函数。