高动态范围图像的图像处理方法及图像处理装置制造方法及图纸

一种高动态范围图像的图像处理方法及图像处理装置，其中，图像处理方法包括：获取高动态范围图像；获取所述高动态范围图像中每个像素的亮度值；获取第一最大亮度值和第一预设亮度值；根据所述第一预设亮度值，在所述高动态范围图像的像素中获取第一类像素和第二类像素；根据各所述第一类像素获取第一映射曲线；根据各所述第二类像素获取第二映射曲线，且所述第二映射曲线与所述第一映射曲线连续；根据所述第一映射曲线和第二映射曲线对所述高动态范围图像进行映射，以获取目标低动态范围图像。所述图像处理方法能够使压缩后的目标低动态范围图像能够在显示出高动态范围图像中丰富的细节的同时，降低图像处理对于硬件设备的要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
高动态范围图像的图像处理方法及图像处理装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种高动态范围图像的图像处理方法及图像处理装置。

技术介绍

[0002]数字图像所重现出的动态范围是影响图像质量的重要因素。很多数码相机和摄像机等设备无法很好地呈现具有高动态范围(HDR)的场景。例如：对于晴朗白天的室内站在窗前的人，当人像的曝光正确时，窗外的景物通常是过曝的；当窗外的景物曝光正确时，人像是很暗的。
[0003]为了同时呈现窗前的人像和窗外的风景，现有技术中提出了一种图像处理的方法：将多帧不同动态范围的低动态范围图像合成为1帧高动态范围图像，该高动态范围图像同时包括亮部和暗部的细节信息；将该高动态范围图像的数据压缩为可以显示的低动态范围图像。
[0004]通常，通过色调映射方法将高动态范围图像压缩为低动态范围图像。在现有技术中，直方图均衡是一种常见的全局色调映射方法。具体而言，通过对高动态范围图像的亮度进行直方图调整，并在调整的过程中加入一些限定条件，可以避免对比度过度增强、抑制噪声增强等问题。接着，根据调整后的直方图计算出高动态范围图像的亮度的映射曲线，并根据映射曲线对高动态范围图像的亮度进行映射，即可将高动态范围图像压缩为低动态范围图像。
[0005]然而，目前的一些高动态范围图像传感器已经能够记录多达5至6个数量级的动态范围。在对如此高动态范围的图像进行直方图统计时，如果直方图的间隔太小，则数据处理过程中的计算量庞大，对设备的硬件要求很高，对于要求实时性且计算能力较弱的数码相机和摄像机等便携设备，难以满足硬件要求；如果直方图的间隔太大，则压缩后的低动态范围图像将丢失大量暗部细节，造成显示的图像无法保留原本高动态范围图像中丰富的细节。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是提供一种高动态范围图像的图像处理方法及图像处理装置，以使压缩后的目标低动态范围图像能够在显示出高动态范围图像中丰富的细节的同时，降低图像处理对于硬件设备的要求。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案提供一种高动态范围图像的图像处理方法，包括：获取高动态范围图像；获取所述高动态范围图像中每个像素的亮度值；获取与所述高动态范围图像对应的第一最大亮度值和第一预设亮度值，所述第一预设亮度值小于所述第一最大亮度值，所述第一最大亮度值大于或等于所述高动态范围图像中任意像素的亮度值；根据所述第一预设亮度值，在所述高动态范围图像的像素中获取第一类像素和第二类像素，包括：当高动态范围图像的任意像素的亮度值小于所述第一预设亮度值时，所述高
动态范围图像的任意像素为第一类像素；当高动态范围图像的任意像素的亮度值大于或等于所述第一预设亮度值时，所述高动态范围图像的任意像素为第二类像素；根据各所述第一类像素获取第一映射曲线；根据各所述第二类像素获取第二映射曲线，且所述第二映射曲线与所述第一映射曲线连续；根据所述第一映射曲线和第二映射曲线对所述高动态范围图像进行映射，以获取目标低动态范围图像。
[0008]可选的，根据各所述第一类像素获取第一映射曲线的方法包括：提供第一直方图阶数hs1；根据所述第一直方图阶数hs1对各所述第一类像素进行第一直方图统计，获取第一统计结果；根据所述第一统计结果获取所述第一映射曲线；根据各所述第二类像素获取第二映射曲线的方法包括：提供第二直方图阶数hs2，并且，第二单位亮度范围SZ2大于第一单位亮度范围SZ1，所述第一单位亮度范围所述第二单位亮度范围所述x
max
是所述第一最大亮度值，所述seg
x
是所述第一预设亮度值；根据所述第二直方图阶数hs2对各所述第二类像素进行第二直方图统计，获取第二统计结果；根据所述第二统计结果获取所述第二映射曲线。
[0009]可选的，根据所述第一统计结果获取所述第一映射曲线的方法包括：根据所述第一统计结果，获取第一累积直方图曲线cdf1；根据所述第一累积直方图曲线cdf1，获取第一映射曲线；根据所述第二统计结果获取所述第二映射曲线的方法包括：根据所述第二统计结果，获取第二累积直方图曲线cdf2；根据所述第二累积直方图曲线cdf2，获取所述第二映射曲线。
[0010]可选的，还包括：在获取第一映射曲线和第二映射曲线之前，获取与所述目标低动态范围图像对应的第二最大亮度值y
max
和第二预设亮度值seg
y
，且seg
y
≤y
max
。
[0011]可选的，根据所述第一累积直方图曲线cdf1，获取第一映射曲线的方法包括：根据所述第一累积直方图曲线cdf1和所述第二预设亮度值seg
y
，获取第一映射曲线curve1＝cdf1×
seg
y
。
[0012]可选的，根据所述第二累积直方图曲线cdf2，获取所述第二映射曲线的方法包括：根据所述第二累积直方图曲线cdf2、第二预设亮度值seg
y
、以及第二最大亮度值y
max
，获取第二映射曲线curve2＝seg
y
+(y
max
‑
seg
y
)
×
cdf2。
[0013]可选的，(y
max
‑
seg
y
)＜seg
y
。
[0014]可选的，获取与所述目标低动态范围图像对应的第二最大亮度值的方法包括：根据所述目标低动态范围图像的比特位深b2，获取第二最大亮度值y
max
＝2
b2
‑
1。
[0015]可选的，获取所述第二预设亮度值的方法包括：根据第一类像素的数量n1在所述高动态范围图像的像素的总数量N中所占的比例、以及所述第二最大亮度值y
max
，获取第二预设亮度值k是调节参数，0≤k≤2，floor表示对向下取整数。
[0016]可选的，获取与所述高动态范围图像对应的第一最大亮度值的方法包括：根据所述高动态范围图像的比特位深b1，获取第一最大亮度值x
max
＝2
b1
‑
1。
[0017]可选的，(x
max
‑
seg
x
)＞seg
x
，所述x
max
是所述第一最大亮度值，所述seg
x
是所述第一
预设亮度值。
[0018]可选的，根据所述第一映射曲线和所述第二映射曲线对所述高动态范围图像进行映射，以获取目标低动态范围图像的方法包括：根据所述第一映射曲线和各所述第一类像素的亮度值进行第一映射，并根据所述第二映射曲线和各所述第二类像素的亮度值进行第二映射，获取所述目标低动态范围图像各像素的亮度值；根据所述目标低动态范围图像各像素的亮度值，获取目标低动态范围图像。
[0019]可选的，还包括：根据预设区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，包括：获取高动态范围图像；获取所述高动态范围图像中每个像素的亮度值；获取与所述高动态范围图像对应的第一最大亮度值和第一预设亮度值，所述第一预设亮度值小于所述第一最大亮度值，所述第一最大亮度值大于或等于所述高动态范围图像中任意像素的亮度值；根据所述第一预设亮度值，在所述高动态范围图像的像素中获取第一类像素和第二类像素，包括：当高动态范围图像的任意像素的亮度值小于所述第一预设亮度值时，所述高动态范围图像的任意像素为第一类像素；当高动态范围图像的任意像素的亮度值大于或等于所述第一预设亮度值时，所述高动态范围图像的任意像素为第二类像素；根据各所述第一类像素获取第一映射曲线；根据各所述第二类像素获取第二映射曲线，且所述第二映射曲线与所述第一映射曲线连续；根据所述第一映射曲线和第二映射曲线对所述高动态范围图像进行映射，以获取目标低动态范围图像。2.如权利要求1所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，根据各所述第一类像素获取第一映射曲线的方法包括：提供第一直方图阶数hs1；根据所述第一直方图阶数hs1对各所述第一类像素进行第一直方图统计，获取第一统计结果；根据所述第一统计结果获取所述第一映射曲线；根据各所述第二类像素获取第二映射曲线的方法包括：提供第二直方图阶数hs2，并且，第二单位亮度范围SZ2大于第一单位亮度范围SZ1，所述第一单位亮度范围所述第二单位亮度范围所述x
max
是所述第一最大亮度值，所述seg
x
是所述第一预设亮度值；根据所述第二直方图阶数hs2对各所述第二类像素进行第二直方图统计，获取第二统计结果；根据所述第二统计结果获取所述第二映射曲线。3.如权利要求2所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，根据所述第一统计结果获取所述第一映射曲线的方法包括：根据所述第一统计结果，获取第一累积直方图曲线cdf1；根据所述第一累积直方图曲线cdf1，获取第一映射曲线；根据所述第二统计结果获取所述第二映射曲线的方法包括：根据所述第二统计结果，获取第二累积直方图曲线cdf2；根据所述第二累积直方图曲线cdf2，获取所述第二映射曲线。4.如权利要求3所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，还包括：在获取第一映射曲线和第二映射曲线之前，获取与所述目标低动态范围图像对应的第二最大亮度值y
max
和第二预设亮度值seg
y
，且seg
y
≤y
max
。5.如权利要求4所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，根据所述第一累积直方图曲线cdf1，获取第一映射曲线的方法包括：根据所述第一累积直方图曲线cdf1和所述第二预设亮度值seg
y
，获取第一映射曲线curve1＝cdf1×
seg
y
。6.如权利要求5所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，根据所述第二累积直方图曲线cdf2，获取所述第二映射曲线的方法包括：根据所述第二累积直方图曲线cdf2、第二预设亮度值seg
y
、以及第二最大亮度值y
max
，获取第二映射曲线curve2＝seg
y
+
(y
max
‑
seg
y
)
×
cdf2。7.如权利要求4所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，(y
max
‑
seg
y
)＜seg
y
。8.如权利要求4所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，获取与所述目标低动态范围图像对应的第二最大亮度值的方法包括：根据所述目标低动态范围图像的比特位深b2，获取第二最大亮度值y
max
＝2
b2
‑
1。9.如权利要求4所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，获取所述第二预设亮度值的方法包括：根据第一类像素的数量n1在所述高动态范围图像的像素的总数量N中所占的比例、以及所述第二最大亮度值y
max
，获取第二预设亮度值k是调节参数，0≤k≤2，floor表示对向下取整数。10.如权利要求1所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，获取与所述高动态范围图像对应的第一最大亮度值的方法包括：根据所述高动态范围图像的比特位深b1，获取第一最大亮度值x
max
＝2
b1
‑
1。11.如权利要求1所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，(x
max
‑
seg
x
)＞seg
x
，所述x
max
是所述第一最大亮度值，所述seg
x
是所述第一预设亮度值。12.如权利要求1所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，根据所述第一映射曲线和所述第二映射曲线对所述高动态范围图像进行映射，以获取目标低动态范围图像的方法包括：根据所述第一映射曲线和各所述第一类像素的亮度值进行第一映射，并根据所述第二映射曲线和各所述第二类像素的亮度值进行第二映射，获取所述目标低动态范围图像各像素的亮度值；根据所述目标低动态范围图像各像素的亮度值，获取目标低动态范围图像。13.如权利要求1所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，还包括：根据预设区域范围，对所述高动态范围图像中每个像素的亮度值进行平滑处理，获取每个像素的平滑亮度值；根据每个像素的亮度值和平滑亮度值，获取每个像素的优化亮度值，包括：当所述高动态范围图像的任意像素的亮度值大于所述像素的平滑亮度值时，获取大于所述亮度值的优化亮度值，且所述优化亮度值小于或等于第一最大亮度值；当所述高动态范围图像的任意像素的亮度值小于所述像素的平滑亮度值时，获取小于所述亮度值的优化亮度值，且所述优化亮度值大于或等于0。14.如权利要求13所述的高动态范围图像的图像处理方法，其特征在于，所述平滑处理的方法包括：以所述高动态范围图像中的每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，孙淑云，池国泉，
申请(专利权)人：锐芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：