一种优化全局色调映射对比度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优化全局色调映射对比度的方法及装置，用于解决现有的采用局部色调映射算法和全局色调映射算法结合的方法中存在的问题。方法包括：获取视频流的当前处理帧的源图像；将源图像中目标局部区域的所有点按照亮度值进行排序，得到局部亮度序列，根据局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值；根据全局色调映射算法及局部亮度均值对源图像进行色调映射处理，得到第一图像；根据原始分量占比值对第一图像进行对比度处理，得到第二图像；根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。

A method and device for optimizing contrast of global tone mapping

【技术实现步骤摘要】
一种优化全局色调映射对比度的方法及装置
本专利技术涉及视频图像处理
，特别是涉及一种优化全局色调映射对比度的方法及装置。
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，例如，将视频流中的图像，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，整个算法比较简单且参数少，但是全局色调映射算法的色调映射并不理想，任意相同颜色的像素点，在映射后，可能还是相同的颜色。局部色调映射算法指的是像素所在位置不同，其映射后灰度值也可能不同的方法，但是局部色调映射算法相比于全局色调映射算法计算更为复杂，处理速度慢，而且只是进行局部处理，可能会由于对比度处理不同，出现局部区域有光晕的情况。当前采用局部色调映射算法和全局色调映射算法结合的方法，主要思路是计算源图像所处的场景亮度，得到场景亮度归一化值，根据场景亮度归一化值，确定对源图像进行全局色调映射的映射参数，采用全局色调映射算法，根据映射参数对源图像进行处理，得到初步全局映射结果，再采用局部色调映射算法，对源图像进行处理，得到每个局部区域中每个点的映射权重，根据每个点的映射权重、对应点在源图像中的像素灰度值以及对应的初步全局映射结果，得到最终映射结果。当前采用局部色调映射算法和全局映射的图像的方法结合的方法的缺陷在于：1、需要全帧源图像的统计信息，硬件上不易实现，消耗资源很大；2、由于依赖于全帧源图像的统计信息，在统计信息变化较大时(例如视频流)，局部色调映射算法处理速度慢缺陷依然存在；3、进行色调映射后，由于并未进行对比度处理和色域范围校正，会存在光晕及图像颜色失真的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化全局色调映射对比度的方法及装置，用于解决现有的采用局部色调映射算法和全局色调映射算法结合的方法中存在的问题。本专利技术第一方面提供一种优化全局色调映射对比度的方法，包括：获取视频流的当前处理帧的源图像；将源图像中目标局部区域的所有点按照亮度值进行排序，得到局部亮度序列，根据局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值；根据全局色调映射算法及局部亮度均值对源图像进行色调映射处理，得到第一图像；根据原始分量占比值对第一图像进行对比度处理，得到第二图像；根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。本专利技术第二方面提供一种优化全局色调映射对比度的装置，包括：图像获取模块，用于获取视频流的当前处理帧的源图像；局部区域处理模块，用于将源图像中目标局部区域的所有点按照亮度值进行排序，得到局部亮度序列，根据局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值；色调映射处理模块，用于根据全局色调映射算法及局部亮度均值对源图像进行色调映射处理，得到第一图像；对比度处理模块，用于根据原始分量占比值对第一图像进行对比度处理，得到第二图像；色调范围校正模块，用于根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。由上可见，本专利技术是先从源图像中选取目标局部区域，依据目标局部区域中所有点的亮度值，得到局部亮度序列，再依据局部亮度序列计算出局部亮度均值及原始分量占比值，按照全局色调映射算法及局部亮度均值对源图像进行色调映射处理，得到第一图像，根据原始分量占比值对第一图像进行对比度处理，得到第二图像，根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。相比较于采用局部色调映射算法和全局色调映射算法结合的方法，优点在于：一、无需统计出源图像所有点的亮度信息，只需要计算出局部亮度均值，并且按照现有的全局色调映射算法对局部亮度均值和源图像进行色调映射处理后，即可得到色调映射处理后的第一图像，因此，无需改变原有的全局色调映射算法的执行模块，硬件上易于实现，消耗资源减少；二、由于无需统计出源图像所有点的亮度信息，那么在处理视频流的图像时，提高了处理速度；三、在第一图像得到之后，还需要根据原始分量占比值进行对比度处理，及当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，有效的解决了光晕及图像颜色失真的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的优化全局色调映射对比度的方法的一个实施例的流程示意图；图2为本专利技术提供的局部亮度均值和原始分量占比值的计算流程示意图；图3为本专利技术提供的视频流中第i个图像的中心点示意图；图4为本专利技术提供的第i个图像的目标局部区域的示意图；图5为本专利技术提供的由P序列生成Q序列的示意图；图6为本专利技术提供的色调映射处理的流程示意图；图7为本专利技术提供的对比度处理的流程示意图；图8为本专利技术提供的色域范围校正处理的流程示意图；图9为本专利技术提供的优化全局色调映射对比度的装置的一个实施例的结构示意图；图10为本专利技术提供的局部区域处理模块的结构示意图；图11为本专利技术提供的色调映射处理模块的结构示意图；图12为本专利技术提供的色调范围校正处理模块的结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种优化全局色调映射对比度的方法及装置，无需统计出源图像所有点的亮度信息，只需要计算出局部亮度均值，并且按照现有的全局色调映射算法对局部亮度均值和源图像进行色调映射处理后，即可得到色调映射处理后的第一图像，因此，无需改变原有的全局色调映射算法的执行模块，硬件上易于实现，消耗资源减少；由于无需统计出源图像所有点的亮度信息，那么在处理视频流的图像时，提高了处理速度；在第一图像得到之后，还需要根据原始分量占比值进行对比度处理，及当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对第二图像进行色调范围校正，有效的解决了光晕及图像颜色失真的问题。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种优化全局色调映射对比度的方法，包括：101、获取视频流的当前处理帧的源图像；本实施例中，视频流是以连续图像的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化全局色调映射对比度的方法，其特征在于，包括：/n获取视频流的当前处理帧的源图像；/n将所述源图像中目标局部区域的所有点按照亮度值进行排序，得到局部亮度序列，根据所述局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值；/n根据全局色调映射算法及所述局部亮度均值对所述源图像进行色调映射处理，得到第一图像；/n根据所述原始分量占比值对所述第一图像进行对比度处理，得到第二图像；/n根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对所述第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种优化全局色调映射对比度的方法，其特征在于，包括：
获取视频流的当前处理帧的源图像；
将所述源图像中目标局部区域的所有点按照亮度值进行排序，得到局部亮度序列，根据所述局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值；
根据全局色调映射算法及所述局部亮度均值对所述源图像进行色调映射处理，得到第一图像；
根据所述原始分量占比值对所述第一图像进行对比度处理，得到第二图像；
根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对所述第二图像进行色调范围校正，得到第三图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述局部亮度序列计算得到局部亮度均值及原始分量占比值，包括：
在所述源图像中设定中心点，以所述中心点为中心选取矩形的阵列，作为目标局部区域；
获取所述目标局部区域中所有点的亮度值；
根据所述亮度值的大小对所有点进行排序，得到局部亮度序列；
对所述局部亮度序列中相邻序列成员之间的亮度值，进行绝对差值计算，得到绝对差值序列；
将所述绝对差值序列平均分为前半序列和后半序列；
获取所述前半序列中绝对差值最大的序列成员，作为第一序列成员；
获取所述后半序列中绝对差值最大的序列成员，作为第二序列成员；
根据所述第一序列成员及所述第二序列成员的序号，在所述局部亮度序列中得到对应的局部亮度均值；
将所述第一序列成员和所述第二序列成员在所述局部亮度序列中对应的序列成员作为第一分类成员，将所述局部亮度序列中所述第一分类成员之外的序列成员，作为第二分类成员；
将所述第二分类成员的数量除以所述局部亮度序列的序列成员总数，得到原始分量占比值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据全局色调映射算法及所述局部亮度均值对所述源图像进行色调映射处理，得到第一图像，包括：
通过全局色调映射算法对所述局部亮度均值进行色调映射处理，得到映射亮度值；
根据所述映射亮度值、所述局部亮度均值及所述源图像的亮度值，得到第一图像。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始分量占比值对所述第一图像进行对比度处理，得到第二图像，包括：
将所述原始分量占比值与所述源图像的亮度值相乘，得到第一对比度图像；
将数值1减去所述原始分量占比值，并与所述第一图像的亮度值相乘，得到第二对比度图像；
将所述第一对比度图像与所述第二对比度图像相加，得到第二图像。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值，对所述第二图像进行色调范围校正，得到第三图像，包括：
获取当前处理帧或上一帧的各颜色通道的通道分量最大值；
判断所述通道分量最大值是否大于系统设置的色域范围最大值；
若大于，则将所述色域范围最大值除以所述通道分量最大值，并乘以所述第二图像的亮度值，得到第三图像；
若不大于，则将所述第二图像作为第三图像。


6.一种优化全局色调映射对比度的装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取视频流的当前处理帧的源图像；

【专利技术属性】
技术研发人员：邓彪，
申请(专利权)人：湖南国科微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43