应用色调映射的方法、色调映射单元及可读存储介质技术

公开了一种色调映射单元，其应用色调映射到像素值块。在多次迭代中的每次迭代中，基于信息处理像素值的一个或多个行，该信息涉及已经在至少一个先前迭代中被处理的块的至少一个先前行的像素值。该信息被用于确定一个或多个色调映射关系，该关系被用于将当前行的像素值映射到经色调映射的像素值。此外，基于当前行的像素值来更新该信息，并储存该信息以在随后的迭代中用于处理块的像素值的随后行的像素值。

【技术实现步骤摘要】
应用色调映射的方法、色调映射单元及可读存储介质
本专利技术涉及色调映射。
技术介绍
色调映射是一种技术，用在图像处理和计算机图形处理中以将一组像素值(例如，明度及/或色度值)映射到另一组像素值，以便给出比实际可得到的更高的动态范围的印象。原始图像的像素值范围被映射到经色调映射的像素值的不同范围以便为该图像实现“更好”外观，其例如可以在下述方面更好，对比度增强、图像中的细节改善或者动态范围增大等等。一种应用色调映射的方法是为图像来计算全局色调映射曲线，其为图像中的所有像素限定了输入和输出像素强度水平之间的对应关系。作为例子，当色调映射将被应用到由照相机捕获的图像时，一旦特定照相机模式已经被设定，则全局色调映射曲线可以被固定，并且在处理一系列图像(例如记录视频时)期间一般不会被更新。用于提取全局色调映射的技术在不同系统中可以是不同的，但全局色调映射的深层目标都是指派更大范围的输出像素值到原始图像的最频繁出现的像素值。图1示出一种示例系统，其应用全局色调映射到包括原始明度值104和原始色度值106的原始图像102，由此确定包括经色调映射的明度值110和经校正的色度值112的经色度映射的图像108。确定了明度值的直方图114。该直方图示出明度值在可用明度值范围(例如从0至255，其中每个明度值包括8比特)上的分布。直方图114被用于确定色调映射曲线116，该曲线描述用于将图像的明度值映射到经色调映射的明度值的合适的色调映射。色调映射曲线116具有沿着x轴的原始明度值和在y轴上的经色调映射明度值。色调映射曲线116例如可以通过对直方图114进行积分而确定。然后映射模块118使用色调映射曲线116将原始明度值104映射到经色调映射的明度值110。色度处理模块120使用该经色调映射明度值110以校正原始色度值106，由此确定经色调映射的图像108的经校正的色度值112。如上所述的为整个图像应用单个的全局色调映射曲线可以提供普遍的外观改善，但是图像的具有相同像素值的所有像素不得不映射到相同的输出值，不管周围区域的像素值如何。因此，就具有指定特征的图像区域的局部增强而言，使用全局映射曲线是有限的解决方案。
技术实现思路
提供本概要以用简单的形式介绍概念的选段，其将在具体实施方式中被进一步描述。本概要并非要标识出所主张权利的主题的关键特征或本质特征，也并非要用于限制所主张权利的主题的范围。色调映射单元应用色调映射到像素值块。在多次迭代的每次迭代中，基于涉及在至少一个先前迭代中已经被处理的、块的至少一个先前行(line)的像素值的信息，来处理一个或多个行的像素值。该信息被用于确定一个或多个色调映射关系，该关系被用于将当前行的像素值映射到经色调映射的像素值。此外，该信息基于当前行的像素值而更新，并且被存储以在随后的迭代中用于处理该块的像素值的随后行的像素值。提供一种应用色调映射到像素值块的方法，该像素值块包括多行像素值，该方法包括，在多次迭代的每次迭代中：接收该块的像素值的当前行；取回储存的信息，该信息涉及该块的在至少一个先前迭代中已经处理的至少一个先前行的像素值；使用该取回的信息以：(i)确定更新后的信息，该信息依赖于该当前行的像素值而更新；以及(ii)确定一个或多个色调映射关系，用于将该当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；使用确定的该一个或多个色调映射关系，来将该当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；以及储存该更新后的信息，以用于在随后的迭代中处理该块的像素值的随后行的像素值。还提供一种方法，其校正像素的输入色度值以基于经色调映射的明度值来确定用于该像素的经校正的色度值，该经色调映射的明度值是已经通过应用色调映射到像素的输入明度值而确定的，该方法包括：基于输入色度值、输入明度值和经色调映射的明度值而确定用于像素的候选的经校正色度值，从而对于每个像素，从输入明度值和输入色度值确定的第一饱和度与从经色调映射的明度值和候选的经校正的色度值确定的第二饱和度具有预定关系；确定可信度权重，其指示在各自的候选经校正色度值中的可信度，其中可信度权重依赖于各像素的输入明度值而被确定；以及针对每个像素，使用确定的该可信度权重来执行各自的候选经校正色度值与各自的输入色度值的加权组合，由此确定用于像素的经校正的色度值。还提供一种色调映射单元，其配置用于应用色调映射到包括多行像素值的像素值块，该色调映射单元包括处理模块，该处理模块配置为在多次迭代的每次迭代中：接收该块的像素值的当前行；取回储存的信息，该信息涉及在至少一个先前迭代中已经处理的该块的至少一个先前行的像素值；使用该取回的信息以：(i)确定更新后的信息其依赖于该当前行的像素值而更新，以及(ii)确定一个或多个色调映射关系，用于将该当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；使用确定的该一个或多个色调映射关系，将该当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；以及储存该更新后的信息，以用于在随后的迭代中处理该块的像素值的随后行的像素值。还提供一种色度处理模块，其配置用于校正像素的输入色度值，以基于经色调映射的明度值来确定用于该像素的经校正的色度值，该经色调映射的明度值是已经通过应用色调映射到像素的输入明度值而确定的，该色度处理模块配置用于：基于输入色度值、输入明度值和经色调映射的明度值，来确定用于像素的候选的经校正色度值，从而对于每个像素，从输入明度值和输入色度值确定的第一饱和度、与从经色调映射的明度值和候选的经校正的色度值确定的第二饱和度，具有预定的关系；依赖于各像素的输入明度值来确定可信度权重，可信度权重指示在各候选的经校正色度值中的可信度；以及针对每个像素，使用确定的该可信度权重来执行各自的候选的经校正色度值与各自的输入色度值的加权组合，由此确定用于像素的经校正的色度值。还提供计算机可读代码、以及其上编码有计算机可读代码的计算机可读存储介质，当该代码在计算机上运行时，适于执行本文描述的任何方法的步骤。对本领域技术人员显而易见的是，可以根据需要结合上述特征，并且这些特征可以和本文描述的示例的任何方面结合。附图说明现在将参考附图来详细地描述示例，在附图中：图1示出用于应用全局色调映射到原始图像的现有技术系统；图2示出用于确定局部色调映射曲线的系统；图3示出应用局部色调映射曲线以确定经色调映射的像素值；图4为图像处理系统的示意图；图5为色调映射单元的示意图；图6为应用色调映射到像素值块的流程图；图7示出横跨像素值范围的直方图的箱；图8a和图8b描绘出在两个示例中的特定栏中的像素行；图9描绘出应用从不同栏的色调映射曲线以确定经色调映射的像素值；图10示出当使用色调映射曲线确定经色调映射像素值时，被应用到该色调映射曲线的加权；图11a至图11c描绘出当使用三个色调映射曲线确定经色调映射的像素值时，被应用到这三个色调映射曲线的加权；图12描绘出在每次迭代中对多个行的并行处理；图13为应用校正到输入色度值的方法的流程图；图14a示出的图形描绘出作为第一示例中的输入明度值的函数的候选经校正的色度值的可信度权重；以及图14b示出的图形描绘出作为第二示例中的输入明度值的函数的候选经校正的色度值的可信度权重。附图示出各种示例。本领域人员将意识到，在图中的示出的元件边界(例如箱、箱组或者其他形状)表示边界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用色调映射到像素值块的方法，所述像素值块包括多行像素值，所述方法包括，在多次迭代的每次迭代中：接收所述块的像素值的当前行；取回储存的信息，所述信息涉及所述块的至少一个先前行的像素值，所述至少一个先前行的像素值在至少一个先前迭代中已经处理；使用取回的所述信息以：(i)确定更新后的信息，所述更新后的信息依赖于所述当前行的像素值而更新，以及(ii)确定一个或多个色调映射关系，以用于将所述当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；使用确定的所述一个或多个色调映射关系，将所述当前行的所述像素值映射到经色调映射的像素值；以及储存所述更新后的信息，以用于在随后的迭代中处理所述块的像素值的随后行的像素值。

【技术特征摘要】
2013.10.17 GB 1318410.61.一种应用色调映射到像素值块的方法，所述像素值块包括多行像素值，所述方法包括，在多次迭代的每次迭代中：接收所述块的像素值的当前行；取回储存的信息，所述信息涉及所述块的至少一个先前行的像素值，所述至少一个先前行的像素值在至少一个先前迭代中已经处理；使用取回的所述信息以：(i)确定更新后的信息，所述更新后的信息依赖于所述当前行的像素值而更新，以及(ii)确定一个或多个色调映射关系，以用于将所述当前行的像素值映射到经色调映射的像素值；使用确定的所述一个或多个色调映射关系，将所述当前行的所述像素值映射到经色调映射的像素值；以及储存所述更新后的信息，以用于在随后的迭代中处理所述块的像素值的随后行的像素值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定更新后的信息包括执行对下述各项的加权组合：(i)涉及所述至少一个先前行的像素值的信息，以及(ii)涉及所述当前行的所述像素值的信息。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述信息包括一个或多个直方图，每个直方图表示像素值的分布。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述信息包括用于将像素值映射到经色调映射的像素值的一个或多个色调映射关系。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述块包括多栏像素值，以及其中所述信息包括，来自所述块的所述至少一个先前行的、涉及相应多栏的像素值的多条信息。6.根据权利要求5所述的方法，其中为所述相应多栏确定多个色调映射关系，其中将所述当前行的像素值映射到经色调映射的像素值包括：针对所述当前行的每个像素值，使用相应的多个色调映射关系确定多个候选的经色调映射的像素值，并对所述候选的经色调映射的像素值进行插值。7.根据权利要求1、2和6中任一项所述的方法，其中所述像素值块为一系列帧中的帧，其中所述方法还包括：使用涉及所述一系列帧中的先前帧的像素值的信息，确定全局色调映射关系；以及使用所述全局色调映射关系，以确定用于所述当前行的所述像素值的经全局色调映射的像素值，其中将所述当前行的像素值映射到经色调映射的像素值包括执行下述各项的加权组合：(i)基于所述确定的一个或多个色调映射关系确定的经色调映射的像素值、以及(ii)所述经全局色调映射的像素值。8.根据权利要求1、2和6中任一项所述的方法，其中所述确定更新后的信息包括确定所述当前行中的像素值的分布的一个或多个直方图，其中所述当前行的每个像素值对直方图的多个箱做出贡献从而使得所述直方图表示像素值的经平滑的分布。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述确定更新后的信息还包括使所述一个或多个直方图中的至少一个变平。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定更新后的信息还包括，通过对相应的所述一个或多个直方图进行积分来确定一个或多个色调映射关系。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述确定更新后的信息包括执行下述各项的加权组合：(i)为所述当前行确定的所述一个或多个色调映射关系、以及(ii)从所述至少一个先前行的像素值确定的相应的所述一个或多个色调映射关系。12.根据权利要求1、2、6和9-11中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·瓦尔德斯洛佩兹，M·毕晓普，
申请(专利权)人：想象技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB