專利名稱：一種基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，具體涉及基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法。
背景技術：
高動態(tài)圖像(High Dynamic Range Image, HDR Image)能夠支持非常大的光強度范圍，可以有效地存儲現(xiàn)實世界的光強度信息，向人們呈現(xiàn)超高質量的圖像。然而，傳統(tǒng)的顯示設備和打印機并不能顯示這些高動態(tài)圖像。因為它們可顯示的對比度遠遠小于高動態(tài)圖像的。為了解決這個問題，目前可以壓縮高動態(tài)圖像動態(tài)范圍使其適應低動態(tài)圖像顯示設備。像這種將高動態(tài)圖像轉化為低動態(tài)圖像(LowDynamic Range Image, LDR Image)的方法就是色調(diào)映射方法?，F(xiàn)在，大量的色調(diào)映射方法已經(jīng)被提出。最簡單的對比度壓縮就是將原圖像乘以一個比例因子C，C〈1。這會損失圖像場景中陰影或者高亮度區(qū)域的細節(jié)和紋理。這就要求我們尋找一種方法盡可能壓縮對比度，同時保持圖像中的紋理和細節(jié)。很多色調(diào)映射方法運用了圖像分解技術。將一幅圖像分解為基礎層和細節(jié)層?；A層具有高對比度需要被壓縮，細節(jié)層具有清晰的紋理需要被保留。只對基礎層進行壓縮，細節(jié)層保持不變，然后將細節(jié)層與壓縮后的基礎層合成，就得到了低動態(tài)圖像?；A層可以通過邊緣保持平滑方法獲得，細節(jié)層由輸入圖像減去基礎層得到。Durand and Dorsey在文獻《Fast bilateralfilteringfor the display of high-dynamic-range images)) (2002,pp. 257-266)介紹了一種基于快速雙邊濾波的色調(diào)映射方法。這種利用快速雙邊濾波器對圖像進行多尺度分解，得到基礎層和細節(jié)層?？焖匐p邊濾波器能夠有效的平滑微小的細節(jié)同時保持強烈邊緣。但是，增大平滑度，圖像邊緣將被模糊。這使得通過該方法獲得的LDR image出現(xiàn)光暈現(xiàn)象。基于快速雙邊濾波的色調(diào)映射方法能夠有效的平滑微小的細節(jié)同時保持強烈邊緣。但是，增大平滑度，圖像邊緣將被模糊。這使得通過該方法獲得的LDR image出現(xiàn)光暈現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了基于快速雙邊濾波的色調(diào)映射方法會產(chǎn)生光暈現(xiàn)象的缺點，提出了一種基于邊緣保持全變分模型的色調(diào)映射方法。本發(fā)明提供一種基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，包括輸入一幅高動態(tài)圖像；對輸入的高動態(tài)圖像進行光強度重構；獲得新構造的光強度值的對數(shù)值；利用邊緣保持全變分濾波器對獲得的光強度對數(shù)值進行濾波獲得圖像基礎層；利用光強度對數(shù)值減去圖像基礎層獲得圖像的細節(jié)層；計算壓縮比例因子和圖像輸出光強度；
用壓縮后光強度除以輸入圖像光強度獲得一個新的比例因子M。將比例因子M分別作用在紅色通道、綠色通道、藍色通道各個通道上，得到壓縮色彩后的圖像；將得到壓縮色彩后的圖像進行gamma校正得到低動態(tài)圖像。所述對輸入的高動態(tài)圖像進行光強度重構包括根據(jù)紅色通道R、綠色通道G、藍色通道B的通道值,利用公式intensity=。· 299*R+0. 587*G+0. 114*B，重新構造出光強度intensity值。所述計算壓縮比例因子和圖像輸出光強度包括計算壓縮比例因子利用公式 compressfactor=log (outputrange) / (max (log_base)-min(log_base))*1. 5,其中 outputrange 是輸出的圖像動態(tài)范圍，max(log_base)是取圖像基礎層log_base中所有像素值的最大值,min(log_base)是取圖像基礎層log_base中所有像素值的最小值，1. 5為經(jīng)驗值；計算圖像輸出光強度利用公式output_intensity=exp (compressfactor*log_base+log_detail)。所述用壓縮后光強度除以輸入圖像光強度獲得一個新的比例因子M。將比例因子M分別作用在紅色通道、綠色通道、藍色通道各個通道上，得到壓縮色彩后的圖像包括利用公式
權利要求
1.一種基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，其特征在于，包括 輸入一幅聞動態(tài)圖像； 對輸入的高動態(tài)圖像進行光強度重構； 獲得新構造的光強度值的對數(shù)值； 利用邊緣保持全變分濾波器對獲得的光強度對數(shù)值進行濾波獲得圖像基礎層； 利用光強度對數(shù)值減去圖像基礎層獲得圖像的細節(jié)層； 計算壓縮比例因子和圖像輸出光強度； 用壓縮后光強度除以輸入圖像光強度獲得一個新的比例因子M。將比例因子M分別作用在紅色通道、綠色通道、藍色通道各個通道上，得到壓縮色彩后的圖像； 將得到壓縮色彩后的圖像進行ga_a校正得到低動態(tài)圖像。
2.如權利要求1所述的基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，其特征在于，所述對輸入的高動態(tài)圖像進行光強度重構包括 根據(jù)紅色通道R、綠色通道G、藍色通道B的通道值，利用公式intensity=0. 299*R+0. 587*G+0. 114*B,重新構造出光強度intensity值。
3.如權利要求2所述的基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，其特征在于，所述計算壓縮比例因子和圖像輸出光強度包括 計算壓縮比例因子利用公式 compressfactor=log (outputrange) / (max (log_base)-min(log_base))*1. 5,其中 outputrange 是輸出的圖像動態(tài)范圍，max(log_base)是取圖像基礎層log_base中所有像素值的最大值,min(log_base)是取圖像基礎層log_base中所有像素值的最小值，1. 5為經(jīng)驗值； 計算圖像輸出光強度利用公式 output_intensity=exp (compressfactor*log_base+log_detail)。
4.如權利要求3所述的基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，其特征在于，所述用壓縮后光強度除以輸入圖像光強度獲得一個新的比例因子M。將比例因子M分別作用在紅色通道、綠色通道、藍色通道各個通道上，得到壓縮色彩后的圖像包括 利用公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于邊緣保持全分模型的色調(diào)映射方法，包括輸入一幅高動態(tài)圖像；對輸入的高動態(tài)圖像進行光強度重構；獲得新構造的光強度值的對數(shù)值；利用邊緣保持全變分濾波器對獲得的光強度對數(shù)值進行濾波獲得圖像基礎層；利用光強度對數(shù)值減去圖像基礎層獲得圖像的細節(jié)層；計算壓縮比例因子和圖像輸出光強度；用壓縮后光強度除以輸入圖像光強度獲得一個新的比例因子M。將比例因子M分別作用在紅色通道、綠色通道、藍色通道各個通道上，得到壓縮色彩后的圖像；將得到壓縮色彩后的圖像進行gamma校正得到低動態(tài)圖像?；谶吘壉３秩兎帜Ｐ偷纳{(diào)映射方法能夠獲得質量非常高的低動態(tài)圖像，不會產(chǎn)生光暈現(xiàn)象。
文檔編號G06T11/00GK103020998SQ20121047021
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日
發(fā)明者周凡, 吳雪蓮, 李健紅 申請人:中山大學