一种图像动态范围展宽方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种图像动态范围展宽方法及系统，首先将动态范围较低图像从RGB颜色空间变换到YUV颜色空间，对其亮度分量进行变换得到一个低频分量和三个高频分量，然后对低频分量进行对比度增强处理，同时对高频分量进行非线性调整处理；将处理后的低频分量和高频分量进行重构得到新的亮度分量；最后将新的亮度分量和原始的色度信息组合，得到新的YUV颜色图像，接着将其转换到RGB颜色空间，得到最终的高动态图像；经过以上过程后即能有效的扩展图像的动态范围，提高图像的质量，特别是仅需要一幅低动态范围图像而无需多次拍摄，就能得到一幅高动态范围图像，能够很好的满足实时处理的需求。

A method and system of image dynamic range expansion

【技术实现步骤摘要】
一种图像动态范围展宽方法及系统
本专利技术涉及图像处理领域，具体是一种图像动态范围展宽方法及系统。
技术介绍
动态范围最早应用于信号系统中，现在一般是指信息测量的最大和最小值之比。在不同的领域，其具体含义有所不同。例如，对于一个真实的自然场景而言，其动态范围是指场景中最明亮处与最暗处的光照辐射度的比值；而在数字图像成像领域，动态范围是指图像中最大像素值与最小像素值之比；对于一个显示设备，动态范围指的是显示器能够显示的最大亮度与最小亮度的比值。人眼的动态范围可达5个数量级。而传统摄像机采集的图像动态范围仅有8比特数，即256个灰度级，显示256种亮度，远远低于真实场景的动态范围。摄像机在拍摄时，如果拍摄的图像中既包括经强光源照射的高亮区域，也包括阴暗处或者逆光拍摄的低亮度区域，最终输出的图像往往会出现高亮区域因曝光过度而泛白，低亮度区域则因曝光不足而变成一片黑色，严重影响了图像的质量，不能很好地显示现实场景的重要信息。这种局限性就是我们通俗意义上的“动态范围不足”。基于传统相机扩展图像动态范围的方法，主要包括高动态范围成像与色调映射法和多曝光图像融合两种。这两种方法均需利用普通相机对同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像动态范围展宽方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤101，将低动态范围的RGB图像从RGB颜色空间变换到YUV颜色空间，获得YUV图像；步骤102，对步骤101中YUV图像的亮度分量Y进行变换，获得一个低频分量LL和三个高频分量LH、HL、HH；步骤103，对低频分量LL进行对比度增强处理，获得对比度增强后的新低频分量LL1；对高频分量LH、HL、HH进行非线性调整处理，获得处理后的高频分量LH2、HL2、HH2；步骤104，对低频分量LL1与高频分量LH2、HL2、HH2进行重构，获得新的亮度分量newY；步骤105，将新的亮度分量newY与步骤101中YUV图像的色度信息U、V组...

【技术特征摘要】
1.一种图像动态范围展宽方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤101，将低动态范围的RGB图像从RGB颜色空间变换到YUV颜色空间，获得YUV图像；步骤102，对步骤101中YUV图像的亮度分量Y进行变换，获得一个低频分量LL和三个高频分量LH、HL、HH；步骤103，对低频分量LL进行对比度增强处理，获得对比度增强后的新低频分量LL1；对高频分量LH、HL、HH进行非线性调整处理，获得处理后的高频分量LH2、HL2、HH2；步骤104，对低频分量LL1与高频分量LH2、HL2、HH2进行重构，获得新的亮度分量newY；步骤105，将新的亮度分量newY与步骤101中YUV图像的色度信息U、V组合得到新的YUV图像，再将新的YUV图像从YUV颜色空间变换到RGB颜色空间，得到高动态范围的RGB图像。2.根据权利要求1所述图像动态范围展宽方法，其特征在于，步骤102中，所述对低频分量LL进行对比度增强处理，获得对比度增强后的新低频分量LL1，具体实现过程如下：步骤201，统计低频分量LL的取值范围，获得其最小值min0和最大值max0；步骤202，设定两个阈值作为变换后的新低频分量LL1的亮度最小值min1和最大值max1；步骤203，对低频分量LL进行对比度增强，获得新低频分量LL1：式中，y0＝LL1，表示对比度增强的结果值；x0＝LL，表示对比度增强的输入值；λ＝0.1×min0。3.根据权利要求2所述图像动态范围展宽方法，其特征在于，步骤202中，设定的两个阈值为：min1＝0.8×min0，max1＝1.2×max0。4.根据权利要求1所述图像动态范围展宽方法，其特征在于，步骤102中，所述对高频分...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟永平，邓劲生，尹晓晴，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43