[发明专利]一种基于gamma相关自适应图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，特别涉及一种实现了在低动态范围显示器上显示高动态范围图像的方法。

背景技术

色调映射（tone mapping），是在有限动态范围媒介上近似显示高动态范围图像的一项计算机图形学技术。打印结果、CRT 或者 LCD 显示器以及投影仪等都只有有限的动态范围。本质上来讲，色调映射是要解决的问题是进行大幅度的对比度衰减将场景亮度变换到可以显示的范围，同时要保持图像细节与颜色等对于表现原始场景非常重要的信息。

传统图像处理系统中，在宽动态模式下,容易出现图像发蒙，清晰度不够，细节显示不好，整体图像视觉感较差的问题。其原因是由于不同的环境照度下，图像亮度会导致比较大的图像输出明暗状态的图像畸变。

为最大限度还原真实的监控环境，可针对不同图像传感器以及后端的监控显示设备，使用基于gamma自适应图像对比度，以及动态范围压缩的处理方法。动态压缩控制（Dynamic Range Control），即DCR。DRC 算法将高动态范围的图像压缩到显示器的动态范围，同时尽可能的保留原图像的细节和对比度。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题，所提供了一种基于gamma相关自适应图像处理方法。

本发明是按照以下技术方案实现的。

一种基于gamma相关自适应DRC图像处理方法，根据曝光量调整的gamma值，采用下面的步骤调整图像亮度：

A、绘制不同曝光参数下的gamma曲线：在低照度开滤光片、低照度不开滤光片、高照度开滤光片、高照度不开滤光片四种不同情况下，选取四种不同的曝光参数值，绘制四条不同的gamma曲线，形成目标亮度值与当前场景亮度值之间的四种不同的映射关系，每种映射关系各自对应一个不同的亮度特征变量值a；

B、计算场景平均亮度：根据（1）式计算当前的场景的平均亮度MG：

……………………（1）

其中，Lw(x,y)是像素点(x,y)的亮度，N是场景内的像素数，δ是一个用来应对像素点纯黑的情况一个很小的数值；

C、亮度域映射：根据（2）式，将像素点x,y的亮度值Lw(x,y)，映射为新的亮度值L(x,y)；根据（3）式，将亮度值对应至[0,1]区间的数值L_d(x,y)；

……………………（2）

其中，a为当前场景的亮度特征变量；

……………………（3）；

D、ACES色调映射

定义变量color=L(x,y)*MG；根据（4）式，计算ACES值，

……………………（4）；

E、亮度值映射

根据式（5）确定最终亮度值L’(x,y)

……………………（5）。

本发明实现了如下的有益效果。

本发明避免了传统图像处理系统中，在宽动态模式下,容易出现图像发蒙，清晰度不够，细节显示不好，整体图像视觉感较差的问题。最大限度还原真实的监控环境，针对不同图像传感器以及后端的监控显示设备，使用基于gamma自适应图像对比度，以及动态范围压缩的处理方法，实现了在低动态范围显示器上显示高动态范围图像。

附图说明

图1是本发明所述的动态范围压缩算法基本原理说明。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行进一步的技术说明。

如图1所示，观察者直接看到的真实世界场景和通过视频采集、处理、显示系统看到的场景之间的差别，反映了图像处理算法的优劣。好的图像处理算法要让二者之间的差别尽可能小。

一种基于gamma相关自适应DRC图像处理方法，根据曝光量调整的gamma值，采用下面的步骤调整图像亮度：

A、绘制不同曝光参数下的gamma曲线：在低照度开滤光片、低照度不开滤光片、高照度开滤光片、高照度不开滤光片四种不同情况下，选取四种不同的曝光参数值，绘制四条不同的gamma曲线，形成目标亮度值与当前场景亮度值之间的四种不同的映射关系，每种映射关系各自对应一个不同的亮度特征变量值a；

B、计算场景平均亮度：根据（1）式计算当前的场景的平均亮度MG：

……………………（1）

其中，Lw(x,y)是像素点(x,y)的亮度，N是场景内的像素数，δ是一个用来应对像素点纯黑的情况一个很小的数值；