[发明专利]一种图像宽动态范围的处理方法

权利要求书

1.一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S1：将低动态范围高清视频数据进行色域空间转换，将RGB色域空间数据转换为YUV色域空间数据，获取原图的亮度图像y以及原图色度uv；

步骤S2：对y进行高斯滤波，获取低频基层部分亮度图像y_L；

步骤S3：将y与y_L进行相减获取高频细节层亮度图像y_h,即y_h=y-y_L,并判断y_h是否小于0，若小于0则将y_h赋值为0；

步骤S4：对y_L使用受限直方图拉伸法进行直方图统计并且对直方图进行拉伸，获取动态范围扩展后的低频基层亮度图像Y_L；

其中,所述的受限直方图拉伸法通过以下具体步骤加以说明：

步骤S41：首先进行直方图统计计算，规定灰度为i的统计结果为H(i) ；

步骤S42：计算直方图统计结果Sum(k)，定义如下：

；

步骤S43：设定两个直方图统计数据阈值Thr_L和Thr_H，则阈值Thr_L对应的灰度值为Yhr_A，阈值Thr_H对应的灰度值为Yhr_B，其中Yhr_A和Yhr_B的定义为：

其中，i代表图像灰度值，取值范围为[n~m]，n代表图像灰度值最小值，m代表图像灰度值最大值，k为符合条件的灰度值；

步骤S44：遍历直方图统计数据，对处在阶段外区间的像素进行处理，灰度值Y小于Yhr_A的左侧空间赋最小值n，灰度值Y大于Yhr_B的右侧区间赋最大值m；

位于Yhr_A和Yhr_B区间内的按照线性拉伸，计算公式如下：

步骤S5：对y_h使用宽动态映射法进行处理获取高频细节层亮度图像Y_H，其中，所述的宽动态映射法采用的宽动态映射公式为：

式中m，e为控制参数， YH为映射后亮度值， Y为映射前亮度值；

步骤S6：将Y_L和Y_H进行相加得到处理后的亮度图像Ynew，即Ynew = Y_L+Y_H，并对Ynew进行阈值判断，若Ynew超过亮度最大值则赋亮度最大值；

步骤S7：将亮度图像Ynew与原图色度uv组合，得到宽动态处理后YUV图像，再将YUV色域空间转换到RGB色域空间，得到高动态范围的RGB图像，图像处理结束。

2.根据权利要求1所述的一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于步骤S1所述的RGB转YUV算法可分为8位、10位或12位算法，不同位数的转换算法对应系数不同。

3.根据权利要求1所述的一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于步骤S2所述的高斯滤波是通过矩阵模板扫描图像中的每一个像素，用矩阵模板确定的邻域像素的加权平均灰度值去替代模板中心像素点的值替代模板中心像素点的值，其中矩阵模板大小为(2N+1)*(2N+1) ，N为正整数。

4.根据权利要求1所述的一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于所述步骤S4中所述直方图统计为一种图像亮度数据统计方法，即统计图像中每个亮度值对应的像素数量。

5.根据权利要求1所述的一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于步骤S43中的图像灰度值最小值n为0，图像灰度值最大值m根据灰度图像位数b进行赋值，即m=2^b-1。

6.根据权利要求1所述的一种图像宽动态范围的处理方法，其特征在于步骤S7所述的YUV转RGB公式根据灰度图像位数可划分为8位、10位或12位不同的转换算法，并且需与RGB转YUV公式配套使用。