图像宽动态范围压缩装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种图像宽动态范围压缩装置，包括：计算模块，用于计算图像像素的原始亮度值的局域均值；转换函数模块，用于根据局域均值计算得到转换函数；压缩模块，用于根据转换函数对原始亮度值进行增强或衰减，得到第一亮度值；对比度增强模块，用于根据局域均值和转换函数对原始亮度值进行对比度增强，得到第二亮度值；第一合成模块，用于将第一亮度值和第二亮度值进行合成，得到第三亮度值；第二合成模块，用于将第三亮度值和原始亮度值进行合成，得到第四亮度值。其通过对图像像素暗区进行增强，对图像像素亮区进行衰减，实现图像像素的宽动态范围压缩，保持图像清晰鲜明，图像过度自然，且计算过程简单，便于集成电路实现。

Wide dynamic range compression device for image

The utility model provides an image of a wide dynamic range compression device, comprising a calculating module for calculating local mean original brightness image pixel value; the conversion function module, according to the local mean calculated by transfer function; compression module, according to the conversion function by enhancing or attenuating the original brightness value, first brightness value; the contrast enhancement module according to the local mean and the transfer function of contrast enhancement of the original brightness value, second brightness value; the first synthesis module, for the first and second brightness values of brightness values were synthesized, third brightness value; second synthesis module for synthesis of brightness values and original brightness value of third fourth, brightness value. The dark area pixels of the image enhancement, the image pixel light attenuation, achieve a wide dynamic range image compression, keep the image sharp and clear image over the natural, and the calculation process is simple, easy to realize integrated circuit.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及图像处理
，特别是涉及一种图像宽动态范围压缩装置。
技术介绍
图像的动态范围指的是图像最亮亮度值与最暗亮度值的比值。目前一般COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)输出的原始图像信号为10比特，12比特或14比特，而图像存储时为8比特，这样需要经过某种转换来压缩图像的动态范围，将高动态范围的原始图像数据转换为低动态范围的原始图像数据，这个转换过程称为宽动态范围压缩。在实际的使用中，如显示器、打印机等的动态范围更窄，在图像显示和打印时也需要对图像的动态范围进行压缩。宽动态范围压缩的目标是尽量保留图像的细节轮廓，以及尽量使图像保持自然。目前通用的几种动态范围压缩方式包括全局直方图均衡，局部直方图均衡和同态滤波器等，但直方图均衡的方法输出图像过度不自然，人工痕迹较明显，且图像噪声较大，同态滤波器的方式导致图像过度不自然，且计算量较大，不便于集成电路的实现。因此，如何设计一种装置使输出图像过度自然，计算简单变得十分重要。
技术实现思路
鉴于此，有必要针对输出图像过度不自然、计算量大的问题，提供一种输出图像过度自然、计算简单，便于集成电路硬件实现的图像宽动态范围压缩系统。为达到技术目的，提供一种图像宽动态范围压缩装置，所述装置包括：计算模块，用于接收图像像素，并计算所述图像像素的原始亮度值的局域 均值；转换函数模块，与所述计算模块连接，用于根据所述局域均值计算得到所述图像像素的转换函数；压缩模块，与所述转换函数模块连接，用于接收输入的所述图像像素的原始亮度值，并根据所述转换函数对所述图像像素暗区的原始亮度值进行增强，对所述图像像素亮区的原始亮度值进行衰减，得到将所述原始亮度值进行压缩后的第一亮度值；对比度增强模块，与所述计算模块和所述转换函数模块连接，用于根据所述局域均值和所述转换函数对所述图像像素的所述原始亮度值进行对比度增强，得到将所述原始亮度值进行对比度增强后的第二亮度值；第一合成模块，与所述对比度增强模块和所述压缩模块连接，用于将所述第一亮度值和所述第二亮度值进行合成，得到将所述第一亮度值进行对比度增强后的第三亮度值；第二合成模块，与所述第一合成模块连接，用于接收所述图像像素的所述原始亮度值，并将所述第三亮度值和所述原始亮度值进行合成，得到自然过度的第四亮度值。在其中一个实施例中，所述计算模块包括：均值滤波单元，用于对输入的图像像素进行均值滤波，得到所述图像像素的所述原始亮度值的局域均值。在其中一个实施例中，所述计算模块还包括：缩小单元，与所述均值滤波单元连接，用于在所述均值滤波单元对所述图像像素进行均值滤波之前，缩小输入的所述图像像素；插值放大单元，与所述均值滤波单元连接，用于在所述均值滤波单元对所述图像像素进行均值滤波之后，对滤波后的图像像素进行插值放大，得到所述图像像素的所述局域均值。在其中一个实施例中，所述转换函数模块包括：计算单元，用于根据所述局域均值计算得到所述转换函数的转换参数；转换函数单元，与所述计算单元连接，用于根据所述转换参数获得所述转换函数。在其中一个实施例中，所述压缩模块包括：查表单元，与所述转换函数模块连接，用于根据所述转换函数对输入的所述图像像素的所述原始亮度值进行查表，确定所述原始亮度值的区域位置；插值单元，与所述查表单元连接，用于获取与所述原始亮度值相邻的两个采样亮度值，并采用线性插值的方式计算得到所述第一亮度值。在其中一个实施例中，所述对比度增强模块包括：转换单元，与所述计算模块和所述转换函数模块连接，用于采用所述转换函数对所述局域均值进行转换，得到转换后的转换局域均值；对比度系数单元，与所述转换单元连接，用于计算所述转换局域均值与所述局域均值的比值，得到对比度系数；对比度增强单元，与所述对比度系数单元连接，用于采用所述对比度系数对所述原始亮度值进行对比度增强，得到所述第二亮度值。在其中一个实施例中，所述第一合成模块包括：第一获取单元，用于获取对比度强度参数，其中，所述对比度强度参数为大于等于0小于等于1的值，对比度强度参数的值越大，对比度增强效果越强。对比度强度参数的值越小，对比度增强效果越小；第一合成单元，与所述第一获取单元连接，用于采用所述对比度强度参数对所述第一亮度值和所述第二亮度值进行合成，得到所述第三亮度值。在其中一个实施例中，所述第二合成模块包括：第二获取单元，用于获取转换强度参数，其中，所述转换强度参数越大，转换强度越大，所述转换强度参数越小，转换强度越小；第二合成单元，与所述第二获取单元连接，用于采用所述转换强度参数对所述第三亮度值和所述原始亮度值进行合成，得到所述第四亮度值，并输出所述第四亮度值。在其中一个实施例中，所述局域均值的亮度值越大，对应的转换强度参数 的值越小，所述局域均值的亮度越小，对应的转换强度参数的值越大。在其中一个实施例中，所述转换强度参数为单调递减函数。本技术的有益效果包括：上述图像宽动态范围压缩装置，通过转换函数将图像像素暗区的亮度值进行增强，将图像像素亮区的亮度值进行衰减，图像像素的高动态范围转换为低动态范围，实现图像像素的宽动态范围压缩。同时，通过对原始亮度值进行对比度增强，并将对比度增强后的亮度值和压缩后的亮度值合成的方式，来较好的保持图像像素的对比度，进而达到保持图像清晰鲜明的效果。并且，通过将压缩后和对比度增强后的亮度值与原始亮度值合成的方式达到图像像素过度自然的效果，克服传统对图像像素处理时人工痕迹较明显的缺陷。并且，采用上述方式输出的亮度值可以很好的显示器上显示或者在打印机上打印，计算过程简单，便于集成电路实现。附图说明图1为一个实施例中的图像宽动态范围压缩装置的结构示意图；图2为另一个实施例中的图像宽动态范围压缩装置的结构示意图；图3为一个实施例中的转换函数的曲线示意图；图4为一个实施例中的转换参数的曲线示意图；图5为一个实施例中的S型函数的曲线示意图；图6为一个实施例中的转换强度参数的曲线示意图；图7为又一个实施例中的图像宽动态范围压缩装置的处理流程示意图；图8为一个实施例中图像宽动态范围压缩装置的电路实现图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本技术图像宽动态范围压缩装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本实用新 型。在一个实施例中，如图1、图2所示，提供了一种图像宽动态范围压缩装置，该装置包括：计算模块100，用于接收图像像素，并计算图像像素的原始亮度值的局域均值。转换函数模块200，与计算模块100连接，用于根据局域均值计算得到图像像素的转换函数。压缩模块300，与转换函数模块200连接，用于接收图像像素的原始亮度值，并根据转换函数对图像像素暗区的原始亮度值进行增强，对图像像素亮区的原始亮度值进行衰减，得到将原始亮度值进行压缩后的第一亮度值。对比度增强模块400，与计算模块100和转换函数模块300连接，用于根据局域均值和转换函数对图像像素的原始亮度值进行对比度增强，得到将原始亮度值进行对比度增强后的第二亮度值。第一合成模块500，与对比度增强模块和压缩模块连接，用于将第一亮度值和第二亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像宽动态范围压缩装置，其特征在于，所述装置包括：计算模块，用于接收图像像素，并计算所述图像像素的原始亮度值的局域均值；转换函数模块，与所述计算模块连接，用于根据所述局域均值计算得到所述图像像素的转换函数；压缩模块，与所述转换函数模块连接，用于接收输入的所述图像像素，并根据所述转换函数对所述图像像素暗区的原始亮度值进行增强，对所述图像像素亮区的原始亮度值进行衰减，得到将所述原始亮度值进行压缩后的第一亮度值；对比度增强模块，与所述计算模块和所述转换函数模块连接，用于根据所述局域均值和所述转换函数对所述图像像素的所述原始亮度值进行对比度增强，得到将所述原始亮度值进行对比度增强后的第二亮度值；第一合成模块，与所述对比度增强模块和所述压缩模块连接，用于将所述第一亮度值和所述第二亮度值进行合成，得到将所述第一亮度值进行对比度增强后的第三亮度值；第二合成模块，与所述第一合成模块连接，用于接收所述图像像素的所述原始亮度值，并将所述第三亮度值和所述原始亮度值进行合成，得到自然过度的第四亮度值。

【技术特征摘要】
1.一种图像宽动态范围压缩装置，其特征在于，所述装置包括：计算模块，用于接收图像像素，并计算所述图像像素的原始亮度值的局域均值；转换函数模块，与所述计算模块连接，用于根据所述局域均值计算得到所述图像像素的转换函数；压缩模块，与所述转换函数模块连接，用于接收输入的所述图像像素，并根据所述转换函数对所述图像像素暗区的原始亮度值进行增强，对所述图像像素亮区的原始亮度值进行衰减，得到将所述原始亮度值进行压缩后的第一亮度值；对比度增强模块，与所述计算模块和所述转换函数模块连接，用于根据所述局域均值和所述转换函数对所述图像像素的所述原始亮度值进行对比度增强，得到将所述原始亮度值进行对比度增强后的第二亮度值；第一合成模块，与所述对比度增强模块和所述压缩模块连接，用于将所述第一亮度值和所述第二亮度值进行合成，得到将所述第一亮度值进行对比度增强后的第三亮度值；第二合成模块，与所述第一合成模块连接，用于接收所述图像像素的所述原始亮度值，并将所述第三亮度值和所述原始亮度值进行合成，得到自然过度的第四亮度值。2.根据权利要求1所述的图像宽动态范围压缩装置，其特征在于，所述计算模块包括：均值滤波单元，用于对输入的图像像素进行均值滤波，得到所述图像像素的所述原始亮度值的局域均值。3.根据权利要求2所述的图像宽动态范围压缩装置，其特征在于，所述计算模块还包括：缩小单元，与所述均值滤波单元连接，用于在所述均值滤波单元对所述图像像素进行均值滤波之前，缩小输入的所述图像像素；插值放大单元，与所述均值滤波单元连接，用于在所述均值滤波单元对所 述图像像素进行均值滤波之后，对滤波后的图像像素进行插值放大，得到所述图像像素的所述局域均值。4.根据权利要求1所述的图像宽动态范围压缩装置，其特征在于，所述转换函数模块包括：计算单元，用于根据所述局域均值计算得到所述转换函数的转换参数；转换函数单元，与所述计算单元连接，用于根据所述转换参数获得所述转换函数。5.根据权利要求1所述的图像宽动态范围压缩装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐会，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44