一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法及装置，该方法包括：分别根据目标LE图像和目标HE图像中像素点的亮度值的取值分布确定第一和第二色差调整函数；根据第一和第二色差调整函数分别对目标LE图像和目标HE图像的色差值进行调整，采用调整后的色差值合成中间高动态范围图像的中间色差值；获取目标高动态范围图像的合成亮度值；根据目标LE图像和目标HE图像中像素点的亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一和第二色差调整函数，确定饱和度调整因子；采用饱和度调整因子对中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成目标高动态范围图像的合成色差值。采用该颜色合成方法，不会出现颜色失真现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像合成
，尤其涉及一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法及装置。
技术介绍
对于感光元件，动态范围表示感光元件曝光后生成的图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围，动态范围越大，图像所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。对于实际场景，动态范围表示场景中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围，动态范围越大，场景中画面的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。如果感光元件的动态范围比要拍摄的实际场景的动态范围大，则采用该感光元件对实际场景进行拍摄后生成的图像中，场景的层次较突出，细节还原较好；如果感光元件的动态范围小于要拍摄的实际场景，则采用该感光元件对该实际场景进行拍摄后生成的图像中，会出现部分场景层次和细节丢失的现象。目前普通数码相机中的感光元件仅能生成包含有256种不同灰度值(不同亮度)的图像，而客观实际存在的物体中，亮度最大的物体与亮度最小的物体的亮度之比为108，人眼所能看到的亮度范围也能达到105左右，这样采用普通数码相机拍摄的图像，无法满足人们日益增大的需求。为了能够满足人们的需求，现有技术中，通常采用高动态范围(HighDynamicRange，HDR)图像对某一实际场景进行展示，目前，高动态范围图像的获取方法包括多种，例如：第一种方法，提高感光元件的动态范围，即提高硬件设备的性能，采用具有高动态范围的感光元件的硬件设备直接拍摄获取高动态范围图像；第二种方法，模拟光线和基于物理光照模型合成高动态范围图像；第三种方法，采用不同曝光度的普通图像合成高动态范围图像。其中，第一种方法对硬件设备的要求较高，实施比较困难，第二种方法无法处理自然图像，均存在一定问题，第三种方法相比前两种方法而言，对硬件设备的要求较低，简单易操作，因此，通常采用第三种方法，即采用不同曝光度的普通图像合成的方法获取高动态范围图像。在高动态范围图像的合成中，通常包括亮度(灰度值)的合成和颜色(色差值)的合成。对于高动态范围图像合成中的颜色合成，现有技术中，有些方法中基于RGB色彩空间进行颜色合成，有些方法中基于HSV色彩空间进行颜色合成。其中，基于RGB色彩空间的颜色合成，是对图像的R、G、B三个通道分别进行处理，从而获取高动态范围图像的颜色信息，但采用此种处理方法，通常会假设R、G、B三个通道是相互独立，没有关联的，而实际任何颜色都是R、G、B三个通道综合作用的体现，因此，此种方法合成的高动态范围图像的颜色易发生偏差，出现颜色失真的现象；基于HSV色彩空间的颜色合成中，处理方法不成熟，导致处理结果不稳定，也极易出现颜色失真的现象。所以，现有的用于高动态范围图像合成中的颜色合成的方法，合成的颜色容易发生偏差，容易出现颜色失真的现象。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法及装置，以解决现有用于高动态范围图像合成中的颜色合成的方法，合成的颜色容易发生偏差，出现颜色失真现象的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法，包括：根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布确定第一色差调整函数，根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布确定第二色差调整函数；根据所述第一色差调整函数对所述目标LE图像的第一色差值进行调整，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值；根据所述第二色差调整函数对所述目标HE图像的第二色差值进行调整，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值；根据所述颜色调整LE图像的第一调整色差值和所述颜色调整HE图像的第二调整色差值合成中间高动态范围图像的中间色差值；获取目标高动态范围图像的合成亮度值；根据所述目标LE图像中像素点的第一亮度值、目标HE图像中像素点的第二亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一色差调整函数和第二色差调整函数，确定饱和度调整因子；采用所述饱和度调整因子对所述中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成所述目标高动态范围图像的合成色差值。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布确定第一色差调整函数的过程，具体包括：根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布，将下述函数设定为第一色差调整函数；根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布确定第二色差调整函数的过程，具体包括：根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布，将下述函数设定为第二色差调整函数；wHE(x2)=1,x2≤20012500(x2-250)2,200<x2<2500,x2≥250;]]>其中，x1＝YLE(i,j)，代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一亮度值，其预设取值范围为0～255，wLE(x1)代表对目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数，M代表目标LE图像中所有像素点的亮度均值，N代表目标LE图像中对其第一色差值进行调整的第一色差调整系数为1的目标像素点的第一亮度值(即灰度值)的平方，所述目标像素点的灰度值大于等于M小于等于120；x2＝YHE(i,j)，代表目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二亮度值，wHE(x2)代表对目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，根据所述第一色差调整函数对所述目标LE图像的第一色差值进行调整，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值的过程，具体包括：根据所述第一色差调整函数，确定对所述目标LE图像中每一个像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数wLE(x1)；对所述目标LE图像中所有像素点中的每一个像素点，均按照下述公式，采用该像素点的第一色差值与对该像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数进行乘积运算，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值；ULE′(i,j)=ULE(i,j)wLE(x1)VLE′(i,j)=VLE(i,j)wLE(x1);]]>根据所述第二色差调整函数对所述目标HE图像的第二色差值进行调整，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值的过程，具体包括：根据所述第二色差调整函数，确定对所述目标HE图像中每一个像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数wHE(x2)；对所述目标HE图像中所有像素点中的每一个像素点，均按照下述公式，采用该像素点的第二色差值与对该像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数进行乘积运算，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值；UHE′(i,j)=UHE(i,j)wHE(x2)VHE′(i,j)=VHE(i,j)wHE(x2);]]>其中，x1＝YLE(i,j)，代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一亮度值，wLE(x1)代表对目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数，ULE(i,j)、VLE(i,j)代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值，ULE′(i,j)、VLE′(i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法，其特征在于，包括：根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布确定第一色差调整函数，根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布确定第二色差调整函数；根据所述第一色差调整函数对所述目标LE图像的第一色差值进行调整，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值；根据所述第二色差调整函数对所述目标HE图像的第二色差值进行调整，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值；根据所述颜色调整LE图像的第一调整色差值和所述颜色调整HE图像的第二调整色差值合成中间高动态范围图像的中间色差值；获取目标高动态范围图像的合成亮度值；根据所述目标LE图像中像素点的第一亮度值、目标HE图像中像素点的第二亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一色差调整函数和第二色差调整函数，确定饱和度调整因子；采用所述饱和度调整因子对所述中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成所述目标高动态范围图像的合成色差值。

【技术特征摘要】
1.一种用于高动态范围图像合成中颜色合成的方法，其特征在于，包括：根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布确定第一色差调整函数，根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布确定第二色差调整函数；根据所述第一色差调整函数对所述目标LE图像的第一色差值进行调整，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值；根据所述第二色差调整函数对所述目标HE图像的第二色差值进行调整，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值；根据所述颜色调整LE图像的第一调整色差值和所述颜色调整HE图像的第二调整色差值合成中间高动态范围图像的中间色差值；获取目标高动态范围图像的合成亮度值；根据所述目标LE图像中像素点的第一亮度值、目标HE图像中像素点的第二亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一色差调整函数和第二色差调整函数，确定饱和度调整因子；采用所述饱和度调整因子对所述中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成所述目标高动态范围图像的合成色差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布确定第一色差调整函数的过程，具体包括：根据目标低曝光LE图像中像素点的第一亮度值的取值分布，将下述函数设定为第一色差调整函数；根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布确定第二色差调整函数的过程，具体包括：根据目标高曝光HE图像中像素点的第二亮度值的取值分布，将下述函数设定为第二色差调整函数；wHE(x2)=1,x2≤20012500(x2-250)2,200<x2<2500,x2≥250;]]>其中，x1＝YLE(i,j)，代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一亮度值，其预设取值范围为0～255，wLE(x1)代表对目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数，M代表目标LE图像中所有像素点的亮度均值，N代表目标LE图像中对其第一色差值进行调整的第一色差调整系数为1的目标像素点的第一亮度值的平方，所述目标像素点的灰度值大于等于M小于等于120；x2＝YHE(i,j)，代表目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二亮度值，wHE(x2)代表对目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一色差调整函数对所述目标LE图像的第一色差值进行调整，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值的过程，具体包括：根据所述第一色差调整函数，确定对所述目标LE图像中每一个像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数wLE(x1)；对所述目标LE图像中所有像素点中的每一个像素点，均按照下述公式，采用该像素点的第一色差值与对该像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数进行乘积运算，生成颜色调整LE图像的第一调整色差值；ULE′(i,j)=ULE(i,j)wLE(x1)VLE′(i,j)=VLE(i,j)wLE(x1);]]>根据所述第二色差调整函数对所述目标HE图像的第二色差值进行调整，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值的过程，具体包括：根据所述第二色差调整函数，确定对所述目标HE图像中每一个像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数wHE(x2)；对所述目标HE图像中所有像素点中的每一个像素点，均按照下述公式，采用该像素点的第二色差值与对该像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数进行乘积运算，生成颜色调整HE图像的第二调整色差值；UHE′(i,j)=UHE(i,j)wHE(x2)VHE′(i,j)=VHE(i,j)wHE(x2);]]>其中，x1＝YLE(i,j)，代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一亮度值，wLE(x1)代表对目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数，ULE(i,j)、VLE(i,j)代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值，ULE′(i,j)、VLE′(i,j)代表颜色调整LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一调整色差值；x2＝YHE(i,j)，代表目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二亮度值，wHE(x2)代表对目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数，UHE(i,j)、VHE(i,j)代表目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二色差值，UHE′(i,j)、VHE′(i,j)代表颜色调整HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二调整色差值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述颜色调整LE图像的第一调整色差值和所述颜色调整HE图像的第二调整色差值合成中间高动态范围图像的中间色差值的过程，具体包括：根据所述颜色调整LE图像的第一调整色差值和所述颜色调整HE图像的第二调整色差值，按照下述公式合成中间高动态范围图像的中间色差值；UHDR(i,j)=ULE′(i,j)+UHE′(i,j)VHDR(i,j)=VLE′(i,j)+VHE′(i,j);]]>其中，UHDR(i,j)、VHDR(i,j)代表中间高动态范围图像中位于第i行第j列的像素点的中间色差值，ULE′(i,j)、VLE′(i,j)代表颜色调整LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一调整色差值，UHE′(i,j)、VHE′(i,j)代表颜色调整HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二调整色差值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标LE图像中像素点的第一亮度值、目标HE图像中像素点的第二亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一色差调整函数和第二色差调整函数，确定饱和度调整因子的过程，具体包括：根据所述目标LE图像中像素点的第一亮度值、目标HE图像中像素点的第二亮度值、目标高动态范围图像的合成亮度值、第一色差调整函数和第二色差调整函数，按照下述公式确定饱和度调整因子；P=YHDR′(i,j)·[wLE(x1)+wHE(x2)]YLE(i,j)·wLE(x1)+YHE(i,j)·wHE(x2);]]>其中，P代表饱和度调整因子，YHDR′(i,j)代表目标高动态范围图像中位于第i行第j列的像素点的合成亮度值，x1＝YLE(i,j)，代表目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一亮度值，wLE(x1)代表对目标LE图像中位于第i行第j列的像素点的第一色差值进行调整的第一色差调整系数，x2＝YHE(i,j)，代表目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二亮度值，wHE(x2)代表对目标HE图像中位于第i行第j列的像素点的第二色差值进行调整的第二色差调整系数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用所述饱和度调整因子对所述中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成所述目标高动态范围图像的合成色差值的过程，具体包括：采用所述饱和度调整因子，按照下述公式，对所述中间高动态范围图像的中间色差值进行调整，生成所述目标高动态范围图像的合成色差值；UHDR′(i,j)=P*UHDR(i,j)VHDR′(i,j)=P*VHDR(i,j);]]>其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艺，刘淼，姚毅，
申请(专利权)人：凌云光技术集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11