一种自适用色调映射方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种自适用色调映射方法及系统，属于数据处理技术领域，方法包括计算源图像所处的场景亮度，得到场景亮度归一化值；根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ；采用全局色调映射算法，根据所述映射参数λ对所述源图像进行处理，得到初步全局映射结果Li,j，Li,j为点(i，j)的像素的灰度值Ii,j经过全局映射算法处理的结果；采用局部色调映射算法，对所述源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重ωi,j；根据每个点的映射权重ωi,j、对应点在所述源图像中的像素灰度值Ii,j以及对应的初步全局映射结果Li,j，得到最终映射结果。本发明专利技术克服了全局色调映射和局部色调映射存在的缺陷，在提高映射结果对比度的同时简化了映射计算过程。

【技术实现步骤摘要】
一种自适用色调映射方法及系统
本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种自适用色调映射方法及系统。
技术介绍
色调映射技术是一种将高动态范围内图像进行压缩，压缩到传统显示设备可以显示的范围。一幅图像经过色调映射算法处理后应能产生和真实场景中相符合的主观感觉，也就是说，色调映射除了要压缩动态范围还要最大限度的保留最高动态范围图像中的颜色、对比度、细节等信息。目前，色调映射技术一般包括全局色调映射算法和局部色调映射算法两大类。大多数全局色调映射算法具有非线性映射功能，应用到每一个像素的图像相同的色调映射曲线，整个算法比较简单，参数少。但是其存在的缺陷在于：其形式比较死板，不能根据场景信息做自适应调整，导致算法在处理大部分场景时出现对比度很低的情况。局部色调映射算法是通过分析源图像的整体像素以及局部的像素而实现的，所以自适用性强。但是其存在的缺陷在于：算法过程繁琐、参数过多，通过硬件来实现会消耗大量资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自适用色调映射方法及系统，以提高色调映射的自适用性。为实现以上目的，第一方面，本专利技术采用的技术方案为：提供一种自适用色调映射方法，包括：S1、计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值；S2、根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ；S3、采用全局色调映射算法，根据所述映射参数λ对所述源图像进行处理，得到初步全局映射结果Li,j，Li,j为点(i，j)的像素的灰度值Ii,j经过全局映射算法处理的结果；S4、采用局部色调映射算法，对所述源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重ωi,j；S5、根据每个点的映射权重ωi,j、对应点在所述源图像中的像素灰度值Ii,j以及对应的初步全局映射结果Li,j，得到最终映射结果。其中，步骤S1，具体包括：统计所述源图像Y通道的直方图信息，得到所述源图像各个灰度区域的像素值信息；对所述各个灰度区域的像素值信息进行分析，得到所述源图像所处的场景亮度；对所述场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值。其中，步骤S4，具体包括：计算所述局部区域中每个点的亮度均值Bi,j，并根据每个点的亮度均值Bi,j确定对应的映射权重因子ω1i,j；统计每个点所在区域中的像素值信息，得到当前像素所处区间的映射权重因子ω2i,j；根据所述映射权重因子ω1i,j和映射权重因子ω2i,j，得到最终的映射权重ωi,j。其中，步骤S5，具体包括：根据公式Yi,j＝ωi,j×(Li,j-Ii,j)，对所述最终的映射权重因子ωi,j、初步全局映射结果Li,j以及源图像中位置处在(i，j)点的像素的灰度值进行处理，得到最终的映射结果Yi,j。第二方面，本专利技术采用的技术方案为：提供一种自适用色调映射系统，包括：场景亮度归一化处理模块、映射参数计算模块、全局映射结果计算模块、局部映射权重计算模块以及映射结果计算模块；场景亮度归一化处理模块用于计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值，并将场景亮度归一化值传输至映射参数计算模块；映射参数计算模块用于根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ，并将映射参数λ传输至全局映射结果计算模块；全局映射结果计算模块用于采用全局色调映射算法，根据所述映射参数λ对所述源图像进行处理，得到初步全局映射结果Li,j，Li,j为点(i，j)的像素的灰度值Ii,j经过全局映射算法处理的结果，并将全局映射算法处理的结果传输至局部映射权重计算模块；局部映射权重计算模块用于采用局部色调映射算法，对所述源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重ωi,j，并将映射权重ωi,j传输至映射结果计算模块；映射结果计算模块用于根据每个点的映射权重ωi,j、对应点在所述源图像中的像素灰度值Ii,j以及对应的初步全局映射结果Li,j，得到最终映射结果。其中，场景亮度归一化处理模块，具体包括：像素值信息计算单元、场景亮度计算单元以及归一化单元；像素值信息计算单元用于统计所述源图像Y通道的直方图信息，得到所述源图像各个灰度区域的像素值信息，并将灰度区域的像素值信息传输至场景亮度计算单元；场景亮度计算单元用于对所述各个灰度区域的像素值信息进行分析，得到所述源图像所处的场景亮度，并将场景亮度传输至归一化单元；归一化单元对所述场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值。其中，局部映射权重计算模块，具体包括：第一映射权重因子计算单元、第二映射权重因子计算单元以及映射权重计算单元；第一映射权重因子计算单元用于计算所述局部区域中每个点的亮度均值Bi,j，并根据每个点的亮度均值Bi,j确定对应的映射权重因子ω1i,j，并将映射权重因子ω1i,j传输至映射权重计算单元；第二映射权重因子计算单元用于统计每个点所在区域中的像素值信息，得到当前像素所处区间的映射权重因子ω2i,j并将映射权重因子ω2i,j传输至映射权重计算单元；映射权重计算单元用于根据所述映射权重因子ω1i,j和映射权重因子ω2i,j，得到最终的映射权重ωi,j。其中，映射结果计算模块，具体用于：根据公式Yi,j＝ωi,j×(Li,j-Ii,j)，对所述最终的映射权重因子ωi,j、初步全局映射结果Li,j以及源图像中位置处在(i，j)点的像素的灰度值进行处理，得到最终的映射结果Yi,j。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术中采用全局色调映射算法与局部色调映射算法相结合的方案，利用源图像Y通道的直方图信息计算源图像所处的场景亮度，从而得到对源图像进行全局色调映射时的映射参数以进行全局色调映射结果。然后对源图像进行局部分析，得到每一个局部区域中每个点的映射权重ωi,j。最后根据全局色调映射结果和局部区域中每个点的映射权重得到最终的色调映射结果。如此，本专利技术提供的方案即避免了采用全局色调映射算法处理大部分场景时出现的对比度低的情况，也避免了采用局部色调映射算法存在的过程繁琐、硬件实现过程中消耗大量资源的情况。附图说明下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：图1是本专利技术中一种自适用色调映射方法的流程示意图；图2是本专利技术中一种自适用色调映射系统的结构示意图；图3是本专利技术中采用自适用色调映射方法和采用全局色调映射算法的处理结果对比示意图。具体实施方式为了更进一步说明本专利技术的特征，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的保护范围加以限制。如图1所示，本实施例公开了一种自适用色调映射方法，包括如下步骤S1至S5：S1、计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值；具体地，步骤S1包括如下细分步骤：统计所述源图像Y通道的直方图信息，得到所述源图像各个灰度区域的像素值信息；对所述各个灰度区域的像素值信息进行分析，得到所述源图像所处的场景亮度；对所述场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值。需要说明的是，场景亮度计算的具体过程为：由于根据正常视觉感觉，一般认为灰度值在64以上为较明亮和舒适范围，而且将监控领域图片均值趋向于灰度为128的图片认为是较好的图片，因此，以64和128为分界点，将整个灰度区域的直方图统计分为暗区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适用色调映射方法，其特征在于，包括：S1、计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值；S2、根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ；S3、采用全局色调映射算法，根据所述映射参数λ对所述源图像进行处理，得到初步全局映射结果Li,j，Li,j为点(i，j)的像素的灰度值Ii,j经过全局映射算法处理的结果；S4、采用局部色调映射算法，对所述源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重ωi,j；S5、根据每个点的映射权重ωi,j、对应点在所述源图像中的像素灰度值Ii,j以及对应的初步全局映射结果Li,j，得到最终映射结果。

【技术特征摘要】
1.一种自适用色调映射方法，其特征在于，包括：S1、计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值；S2、根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ；S3、采用全局色调映射算法，根据所述映射参数λ对所述源图像进行处理，得到初步全局映射结果Li,j，Li,j为点(i，j)的像素的灰度值Ii,j经过全局映射算法处理的结果；S4、采用局部色调映射算法，对所述源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重ωi,j；S5、根据每个点的映射权重ωi,j、对应点在所述源图像中的像素灰度值Ii,j以及对应的初步全局映射结果Li,j，得到最终映射结果。2.如权利要求1所述的自适用色调映射方法，其特征在于，所述的步骤S1，具体包括：统计所述源图像Y通道的直方图信息，得到所述源图像各个灰度区域的像素值信息；对所述各个灰度区域的像素值信息进行分析，得到所述源图像所处的场景亮度；对所述场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值。3.如权利要求1所述的自适用色调映射方法，其特征在于，所述的步骤S4，具体包括：计算所述局部区域中每个点的亮度均值Bi,j，并根据每个点的亮度均值Bi,j确定对应的映射权重因子ω1i,j；统计每个点所在区域中的像素值信息，得到当前像素所处区间的映射权重因子ω2i,j；根据所述映射权重因子ω1i,j和映射权重因子ω2i,j，得到最终的映射权重ωi,j。4.如权利要求3所述的自适用色调映射方法，其特征在于，所述的步骤S5，具体包括：根据公式Yi,j＝ωi,j×(Li,j-Ii,j)，对所述最终的映射权重因子ωi,j、初步全局映射结果Li,j以及源图像中位置处在(i，j)点的像素的灰度值进行处理，得到最终的映射结果Yi,j。5.一种自适用色调映射系统，其特征在于，包括：场景亮度归一化处理模块、映射参数计算模块、全局映射结果计算模块、局部映射权重计算模块以及映射结果计算模块；场景亮度归一化处理模块用于计算源图像所处的场景亮度，并将场景亮度进行归一化处理，得到场景亮度归一化值，并将场景亮度归一化值传输至映射参数计算模块；映射参数计算模块用于根据所述场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数λ，并将映射参数λ传输至全局映射...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟全，
申请(专利权)人：合肥君正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34