專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，目前大部分手機(jī)中的照相機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相機(jī)都內(nèi)置了ISPdmage Signal Processing,圖像信號(hào)處理)的CMOS傳感器的單芯片模塊,所有的自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡以及背光補(bǔ)償?shù)然緢D像處理算法都嵌入在了 ISP中。眾所周知，圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D后的圖像都是IObits以上的HDR (HighDynamic Range，高動(dòng)態(tài)范圍)圖像，但是現(xiàn)有的顯示設(shè)備，如PC的顯示器、數(shù)字電視顯示器、手機(jī)的顯示屏，可以顯示的圖像動(dòng)態(tài)范圍只有8bits的LDR (Low Dynamic Range,低動(dòng)態(tài)范圍)圖像，所以在HDR圖像壓縮成LDR圖像的過(guò)程中將會(huì)有圖像信息丟失。如何有效的將HDR圖像壓縮到LDR圖像，也將可以使得圖像的顯示效果更佳，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為T(mén)M (Tone Mapping,色調(diào)映射)。目前已有一些研究者在關(guān)注真實(shí)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)范圍圖像到低動(dòng)態(tài)范圍圖像壓縮的研究?，F(xiàn)有色調(diào)映射方法大體分為兩類(lèi)(1)全局映射，又稱(chēng)空域不變算子，即對(duì)圖像的所有像素使用同一個(gè)壓縮曲線，如常見(jiàn)的圖像直線拉伸方法、Gamma校正等；(2)局部映射，又稱(chēng)空域變化算子，即每個(gè)像素的映射曲線都是同鄰域像素信息相關(guān)的。現(xiàn)有的全局映射方法雖然能夠在一定程度上將HDR圖像壓縮成LDR圖像，避免光暈現(xiàn)象的影響，然而該方法是基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，要使得LDR圖像達(dá)到較佳的效果，需要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)節(jié)等；而現(xiàn)有的局部映射方法設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，不能從根本上解決光暈影響的問(wèn)題等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法及裝置，旨在解決由于利用現(xiàn)有技術(shù)將HDR圖像壓縮為L(zhǎng)DR圖像后，LDR圖像顯示效果不佳的問(wèn)題。第一方面，所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法包括按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊；根據(jù)所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、所述每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整所述任一像素點(diǎn)在所述每一圖像子塊中的亮度值；根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并顯示低動(dòng)態(tài)范圍圖像。第二方面，所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示裝置包括第一分割單元、調(diào)整單元、圖像生成單元及顯示單元，其中所述第一分割單元，用于按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取并發(fā)送多個(gè)圖像子塊至所述調(diào)整單元；所述調(diào)整單元，用于接收所述第一分割單元發(fā)送的所述多個(gè)圖像子塊，根據(jù)所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、所述每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整所述任一像素點(diǎn)在所述每一圖像子塊中的亮度值，并將調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值發(fā)送至所述圖像生成單元；所述圖像生成單元，用于接收所述調(diào)整單元發(fā)送的所述調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，并根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并發(fā)送低動(dòng)態(tài)范圍圖像至所述顯示單元；以及所述顯示單元，用于接收所述圖像生成單元發(fā)送的所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像，顯示所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)圖像分割獲取高動(dòng)態(tài)范圍圖像的多個(gè)圖像子塊的屬性信息，根據(jù)每一圖像子塊的屬性信息、該每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在該高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整該任一像素點(diǎn)在該每一圖像子塊中的亮度 值，使得根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，有效地生成低動(dòng)態(tài)范圍圖像，且操作方法簡(jiǎn)單，生成的低動(dòng)態(tài)范圍圖像也具有較佳的顯示效果，解決了由于利用現(xiàn)有技術(shù)將HDR圖像壓縮為L(zhǎng)DR圖像后，LDR圖像顯示效果不佳的問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖3 (a)、3 (b)分別是本發(fā)明實(shí)施例提供的低動(dòng)態(tài)范圍圖像的顯示效果圖、區(qū)域分割后的顯示效果圖；圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明第四實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明第五實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)獲取對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割后生成的多個(gè)圖像子塊，結(jié)合該多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、該每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在該高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整該任一像素點(diǎn)在該每一圖像子塊中的亮度值，再根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成低動(dòng)態(tài)范圍圖像，且該低動(dòng)態(tài)范圍圖像更接近該高動(dòng)態(tài)范圍圖像，極大地提高了生成的低動(dòng)態(tài)范圍圖像的顯示效果。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一:圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下
在步驟SlOl中，按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊。在具體實(shí)施過(guò)程中，為追求局部顯示效果更佳和算法的性能更好，本發(fā)明實(shí)施例主要從這兩個(gè)方面著手解決高動(dòng)態(tài)范圍圖像的映射效果方面問(wèn)題，通過(guò)采用區(qū)域分割的局部映射方法，解決圖像中局部的高/低亮度、暈眩等問(wèn)題，且操作過(guò)程中調(diào)節(jié)局部參數(shù)不會(huì)影響其他區(qū)域的顯示效果。具體地，可以采用現(xiàn)有的基于圖論的圖像分割算法，該基于圖論的圖像分割算法能夠?qū)?fù)雜的場(chǎng)景圖像切割為多個(gè)內(nèi)部特征較為一致的局部區(qū)域，則分割后，能夠獲取該高動(dòng)態(tài)范圍圖像的多個(gè)圖像子塊。在步驟S102中，根據(jù)該多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、該每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在該高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整該任一像素點(diǎn)在該每一圖像子塊中的亮度值。在步驟S103中，根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并顯示低動(dòng)態(tài)范圍圖像。在具體實(shí)施過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)該多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息，該屬性信息包括該每一圖像子塊的像素亮度的最大值Lmax、平均值Lm_、方差Lstd等。該預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系如下公式(I)所示
權(quán)利要求
1.一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法，其特征在于，所述方法包括 按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊； 根據(jù)所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、所述每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整所述任一像素點(diǎn)在所述每一圖像子塊中的亮度值； 根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并顯示低動(dòng)態(tài)范圍圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割之前，所述方法還包括 對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行壓縮，獲取顯示設(shè)備能夠顯示的低動(dòng)態(tài)范圍圖像； 此時(shí)，所述獲取多個(gè)圖像子塊具體為 按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息包括所述每一圖像子塊的像素亮度的最大值Lmax、平均值Lnrean、方差Lstd。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息包括所述每一圖像子塊的像素亮度的最大值Lmax、平均值Lnrean、方差Lstd，其中，所述方差Lstd的值為O. 5，所述最大值Lmax按照下述公式獲取
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系為下述公式所示
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述調(diào)整所述任一像素點(diǎn)在所述每一圖像子塊中的亮度值之后，在所述生成并顯示低動(dòng)態(tài)范圍圖像之前，所述方法還包括 設(shè)置多種連續(xù)且不重疊的亮度值范圍及一一對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)； 根據(jù)每一圖像子塊的像素亮度的平均值所屬的亮度值范圍，獲取所述每一圖像子塊對(duì)應(yīng)的売度等級(jí)； 根據(jù)相鄰圖像子塊對(duì)應(yīng)的亮度等級(jí)之間的等級(jí)間隔，調(diào)整所述相鄰圖像子塊中像素亮度等級(jí)高的圖像子塊所對(duì)應(yīng)的像素亮。
7.一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示裝置，其特征在于，包括第一分割單元、調(diào)整單元、圖像生成單元及顯示單元，其中 所述第一分割單元，用于按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取并發(fā)送多個(gè)圖像子塊至所述調(diào)整單元； 所述調(diào)整單元，用于接收所述第一分割單元發(fā)送的所述多個(gè)圖像子塊，根據(jù)所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、所述每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在所述高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整所述任一像素點(diǎn)在所述每一圖像子塊中的亮度值，并將調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值發(fā)送至所述圖像生成單元； 所述圖像生成單元，用于接收所述調(diào)整單元發(fā)送的所述調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，并根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并發(fā)送低動(dòng)態(tài)范圍圖像至所述顯示單元；以及 所述顯示單元，用于接收所述圖像生成單元發(fā)送的所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像，顯示所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括壓縮單元以及第二分割單元 所述壓縮單元，用于對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行壓縮，獲取并發(fā)送顯示設(shè)備能夠顯示的低動(dòng)態(tài)范圍圖像至所述第二分割單元；以及 所述第二分割單元，用于接收所述壓縮單元發(fā)送的所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像，并按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將所述低動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息包括所述每一圖像子塊的像素亮度的最大值Uiax、平均值Lnrean、方差Lstd。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息包括所述每一圖像子塊的像素亮度的最大值Lmax、平均值Lnrean、方差Lstd，其中，所述方差Lstd的值為O. 5，所述最大值Lmax按照下述公式獲取
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系為下述公式所示
全文摘要
本發(fā)明適用于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像顯示方法及裝置，包括按照預(yù)設(shè)的圖像分割算法，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像進(jìn)行分割，獲取多個(gè)圖像子塊；根據(jù)每一圖像子塊的屬性信息、該每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在該高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整該任一像素點(diǎn)在該每一圖像子塊中的亮度值；根據(jù)調(diào)整后的每一圖像子塊中每一像素點(diǎn)的亮度值，生成并顯示低動(dòng)態(tài)范圍圖像。通過(guò)結(jié)合高動(dòng)態(tài)范圍圖像的多個(gè)圖像子塊中每一圖像子塊的屬性信息、該每一圖像子塊中任一像素點(diǎn)在該高動(dòng)態(tài)范圍圖像對(duì)應(yīng)位置處的亮度值及預(yù)設(shè)的圖像線性映射關(guān)系，調(diào)整該任一像素點(diǎn)在該每一圖像子塊中的亮度值，極大地提高了生成的低動(dòng)態(tài)范圍圖像的顯示效果。
文檔編號(hào)H04N5/351GK103024300SQ20121057246
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者毛旦生, 李海峰, 黃文標(biāo), 陳海, 鄭成林 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司