色调映射方法、装置和显示设备制造方法及图纸

本申请涉及一种色调映射方法、装置和显示设备。方法包括：将高动态范围图像的灰度直方图划分为多个子区间；将每个子区间中灰度值大于相应阈值的部分的灰度值置为相应阈值，针对调整后的直方图中每个子区间进行直方图均衡化处理得到第一图像；将第一图像转换为包含亮度通道的彩色图像得到第二图像；确定第二图像在亮度通道下的全局亮度均值，根据全局亮度均值对第二图像的亮度值的进行全局动态范围压缩得到第三图像；针对第三图像中的每个像素点，确定像素点周围亮度值变化平缓的目标邻域范围，根据目标邻域范围中的局部亮度均值对像素点处的亮度值进行压缩，得到目标图像。采用本方法能够提高色调映射后的图像质量。本方法能够提高色调映射后的图像质量。本方法能够提高色调映射后的图像质量。

【技术实现步骤摘要】
色调映射方法、装置和显示设备


[0001]本申请涉及显示技术和图像处理
，特别是涉及一种色调映射方法、装置和显示设备。

技术介绍

[0002]HDR(高动态范围)技术近年来高速发展，逐渐成为图像与视频领域的主流。HDR图像相比于普通图像，能够提供更多的动态范围和图像细节，大幅度提高画面细节的明暗对比度，更好地反映出真实环境中的视觉效果。但是，由于HDR图像有着更高的亮度、更深的深度、更广的色域，因此无法在某些性能较低的显示器设备上显示。目前，某些LCD显示器通常会将色彩通道离散化到8
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bit，色度区间只有255个层级，HDR图像无法在这些显示设备上显示，比如一些中低端LCD投影设备，无法像高端投影设备能直接显示HDR图像。因此，需要对HDR图像进行色调映射，以使HDR图像能够适应LDR显示设备的显示。
[0003]传统方法中，一般是对HDR图像中的各个像素点统一进行映射处理，以将HDR图像的色度、亮度和动态范围等映射到LDR显示设备的标注范围内。然而，这种方法容易造成图像中的局部细节受到一定损失，导致色调映射后的图像质量较差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高图像质量的色调映射方法、装置、显示设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0005]第一方面，本申请提供了一种色调映射方法。所述方法包括：
[0006]确定待色调映射的高动态范围图像的灰度图像的灰度直方图；
[0007]将所述灰度直方图划分为多个子区间；
[0008]将所述灰度直方图的每个子区间中目标部分的灰度值置为相应阈值，得到调整后的直方图；所述目标部分，是所述子区间中灰度值大于相应阈值的部分；
[0009]分别针对所述调整后的直方图中每个子区间的直方图进行直方图均衡化处理，得到对所述灰度图像中各个像素点的灰度值进行全局动态范围压缩后的第一图像；
[0010]将所述第一图像转换为包含亮度通道的彩色图像，得到第二图像；
[0011]确定所述第二图像在所述亮度通道下的全局亮度均值，并根据所述全局亮度均值对所述第二图像在所述亮度通道下的亮度值的进行全局动态范围压缩，得到第三图像；
[0012]针对所述第三图像中的每个像素点，确定所述像素点周围的目标邻域范围，并根据所述目标邻域范围中的局部亮度均值，对所述像素点处的亮度值进行压缩，得到所述高动态范围图像对应的色调映射后的目标图像；所述目标邻域范围内的亮度值变化平缓。
[0013]第二方面，本申请还提供了一种色调映射装置。所述装置包括：
[0014]直方图调整模块，用于确定待色调映射的高动态范围图像的灰度图像的灰度直方图；将所述灰度直方图划分为多个子区间；将所述灰度直方图的每个子区间中目标部分的灰度值置为相应阈值，得到调整后的直方图；所述目标部分，是所述子区间中灰度值大于相
应阈值的部分；
[0015]直方图均衡化模块，用于分别针对所述调整后的直方图中每个子区间的直方图进行直方图均衡化处理，得到对所述灰度图像中各个像素点的灰度值进行全局动态范围压缩后的第一图像；
[0016]全局亮度压缩模块，用于将所述第一图像转换为包含亮度通道的彩色图像，得到第二图像；确定所述第二图像在所述亮度通道下的全局亮度均值，并根据所述全局亮度均值对所述第二图像在所述亮度通道下的亮度值的进行全局动态范围压缩，得到第三图像；
[0017]局部亮度压缩模块，用于针对所述第三图像中的每个像素点，确定所述像素点周围的目标邻域范围，并根据所述目标邻域范围中的局部亮度均值，对所述像素点处的亮度值进行压缩，得到所述高动态范围图像对应的色调映射后的目标图像；所述目标邻域范围内的亮度值变化平缓。
[0018]在其中一个实施例中，所述直方图调整模块还用于对所述灰度直方图进行平滑处理，得到平滑直方图；确定所述平滑直方图中的极大值点；根据各所述极大值点将所述平滑直方图划分为多个子区间。
[0019]在其中一个实施例中，所述直方图调整模块还用于根据所述平滑直方图中各个灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量的大小变化方向，为各所述灰度级分配对应的变化方向标识；其中，所述灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量增大时，所述灰度级对应的变化方向标识为第一标识；所述灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量减小时，所述灰度级对应的变化方向标识为第二标识；从所述平滑直方图中各个灰度级中确定目标灰度级，并将所述目标灰度级在所述平滑直方图中对应的位置确定为极大值点；其中，所述目标灰度级之前预设数量的灰度级对应的变化方向标识为所述第一标识、且之后预设数量的灰度级对应的变化方向标识为所述第二标识。
[0020]在其中一个实施例中，所述直方图调整模块还用于分别针对每个子区间，确定所述子区间中各个灰度级对应的灰度值的均值，作为所述子区间对应的阈值；将所述子区间中各个灰度级的灰度值与相应的所述阈值进行比较，根据比较结果将所述子区间中灰度值大于相应的所述阈值的部分确定为所述子区间中的目标部分。
[0021]在其中一个实施例中，所述直方图均衡化模块还用于分别针对所述调整后的直方图中的每个子区间的直方图，确定所述子区间的直方图中各个灰度级分别对应的累计概率密度；分别根据所述子区间的最小灰度值与所述子区间中各个灰度级分别对应的目标乘积之和，确定所述子区间中的各个灰度级分别对应的直方图均衡化后的灰度值，得到对所述灰度图像中的灰度值进行全局动态范围压缩后的第一图像；所述目标乘积，是根据所述子区间的灰度值跨度与所述灰度级对应的所述累计概率密度的乘积确定的。
[0022]在其中一个实施例中，所述局部亮度压缩模块还用于针对所述第三图像中的每个像素点，使用高斯滤波器对所述像素点处的亮度值进行滤波处理，得到所述像素点对应的亮度响应；所述亮度响应，用于表征在所述像素点周围所述高斯滤波器的尺度范围内的亮度均值；在所述亮度响应小于或等于预设阈值的情况下，迭代地增大所述高斯滤波器的尺度，并返回执行所述使用高斯滤波器对所述像素点处的亮度值进行滤波处理，得到所述像素点对应的亮度响应的步骤及后续步骤，得到所述像素点周围的目标邻域范围；其中，所述
目标邻域范围的半径，是在所述亮度响应小于或等于预设阈值的情况下确定出的所述高斯滤波器的尺度的最大值。
[0023]在其中一个实施例中，所述局部亮度压缩模块还用于针对所述第三图像中的每个像素点，将所述像素点对应的所述目标邻域范围的尺度下的所述亮度响应作为所述目标邻域范围中的局部亮度均值；根据所述局部亮度均值，对所述像素点处的亮度值进行压缩，得到所述高动态范围图像对应的色调映射后的目标图像。
[0024]第三方面，本申请还提供了一种显示设备。所述显示设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行本申请各实施例所述的色调映射方法中的步骤。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种色调映射方法，其特征在于，所述方法包括：确定待色调映射的高动态范围图像的灰度图像的灰度直方图；将所述灰度直方图划分为多个子区间；将所述灰度直方图的每个子区间中目标部分的灰度值置为相应阈值，得到调整后的直方图；所述目标部分，是所述子区间中灰度值大于相应阈值的部分；分别针对所述调整后的直方图中每个子区间的直方图进行直方图均衡化处理，得到对所述灰度图像中各个像素点的灰度值进行全局动态范围压缩后的第一图像；将所述第一图像转换为包含亮度通道的彩色图像，得到第二图像；确定所述第二图像在所述亮度通道下的全局亮度均值，并根据所述全局亮度均值对所述第二图像在所述亮度通道下的亮度值的进行全局动态范围压缩，得到第三图像；针对所述第三图像中的每个像素点，确定所述像素点周围的目标邻域范围，并根据所述目标邻域范围中的局部亮度均值，对所述像素点处的亮度值进行压缩，得到所述高动态范围图像对应的色调映射后的目标图像；所述目标邻域范围内的亮度值变化平缓。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述灰度直方图划分为多个子区间包括：对所述灰度直方图进行平滑处理，得到平滑直方图；确定所述平滑直方图中的极大值点；根据各所述极大值点将所述平滑直方图划分为多个子区间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述平滑直方图中的极大值点包括：根据所述平滑直方图中各个灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量的大小变化方向，为各所述灰度级分配对应的变化方向标识；其中，所述灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量增大时，所述灰度级对应的变化方向标识为第一标识；所述灰度级对应的像素点数量相较于前一灰度级对应的像素点数量减小时，所述灰度级对应的变化方向标识为第二标识；从所述平滑直方图中各个灰度级中确定目标灰度级，并将所述目标灰度级在所述平滑直方图中对应的位置确定为极大值点；其中，所述目标灰度级之前预设数量的灰度级对应的变化方向标识为所述第一标识、且之后预设数量的灰度级对应的变化方向标识为所述第二标识。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述灰度直方图的每个子区间中目标部分的灰度值置为相应阈值，得到调整后的直方图之前，所述方法还包括：分别针对每个子区间，确定所述子区间中各个灰度级对应的灰度值的均值，作为所述子区间对应的阈值；将所述子区间中各个灰度级的灰度值与相应的所述阈值进行比较，根据比较结果将所述子区间中灰度值大于相应的所述阈值的部分确定为所述子区间中的目标部分。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别针对所述调整后的直方图中每个子区间的直方图进行直方图均衡化处理，得到对所述灰度图像中各个像素点的灰度值进行全局动态范围压缩后的第一图像包括：分别针对所述调整后的直方图中的每个子区间的直方图，确定所述子区间的直方图中
各个灰度级分别对应的累计概率密度；分别根据所述子区间的最小灰度值与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王豪庆，
申请(专利权)人：峰米北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：