[发明专利]一种单幅低动态范围图像生成高动态范围图像的方法

摘要

本发明提出一种单幅低动态范围图像生成高动态范围图像的方法。该方法基于人眼视觉特性，首先分离出低动态范围图像的亮度分量和色度分量，对亮度分量进行gamma校正后作保边滤波，提取出亮度分量的基本层，再对基本层和亮度分量进行遍历运算，得到亮度分量的细节层；然后，构造反色调映射函数，分别对细节层和gamma校正后的亮度图像进行反色调映射操作，得到各自的反色调映图像；之后，将反色调映射后亮度分量与细节层进行融合，得到新的亮度分量；最后，融合色度分量与新的亮度分量，并对融合后图像进行对比度拉伸和去噪，得到最终的高动态范围图像。本发明能通过单幅低动态范围图像得到高动态范围图像，处理效果佳，可操作性强，具有广泛的适用性。

主权项

1.一种单幅低动态范围图像生成高动态范围图像的方法，其特征在于，融合了细节层分层方法和人眼视觉特性，包括LDR图像的预处理、预处理后图像的分层处理、各层图像进行相应反色调映射处理、分离图像融合获得HDR图像四个部分，第一部分包括两个步骤：步骤1，将输入的LDR图像从RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，分离出色度分量H、饱和度分量S和亮度分量V；步骤2，对分离出的亮度分量图像进行gamma校正得到gamma校正图像；第二部分包括两个步骤：步骤3，对步骤2中得到的gamma校正图像进行双边滤波操作得到图像基本层；步骤4，通过对步骤2得到的gamma校正图像与步骤3得到的基本层进行遍历运算操作，得到细节层，其中采用的遍历公式为：第三部分包括一个步骤：步骤5，构造反色调映射函数，分别对步骤4获得的细节层和步骤2获得的gamma校正图像进行反色调映射操作，得到各自的反色调映射后的图像和；所采用的反色调映射函数如下所示：其中，I_in(x,y)是待处理图像的像素值，I_max表示LDR图像中像素的最大值映射到HDR图像中像素的值的大小，即扩展后图像的最大输出亮度；I_white决定了扩展函数的扩展曲线形状，与映射后图像的对比度相关；第四部分包括四个步骤：步骤6，融合步骤5中得到的两幅反色调映射图像和，得到新的亮度分量图像；所采用的融合公式如下：其中，I₁(x,y)、I₂(x,y)分别是gamma校正图像和细节层经过反色调映射后得到的图像，、β是常数参数;步骤7，将步骤1分离的饱和度分量S、色度分量H与步骤6新得到的亮度分量进行融合得到HSV颜色空间中的HDR图像；步骤8，将步骤7得到的HSV颜色空间下的HDR图像转换到RGB颜色空间；步骤9，将步骤8中获得的图像进行去噪处理，消除噪声，得到最终的HDR图像。