用于生成增强图像的方法和系统技术方案

一种生成图像增强函数的方法，该函数用于增强包括多个像素的输入图像以形成增强输出图像。该方法包括接收包括多个像素的参考图像；接收源自包括相应多个像素的参考图像的增强图像；计算多个查找表，其中每个查找表将第一多个像素值映射到第二多个像素值；生成包括查找表的空间变化函数的图像增强函数，该图像增强函数当被应用于参考图像时生成增强图像的近似值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生成增强图像(enhanced image)的方法和系统。
技术介绍
通常，开始于图像X并以某种方式(如动态范围压缩、对比度扩展或色调映射)处理该图像，以在某种意义上增强图像，给出图像Y = f(x)。通常增强函数是局部变化的(local varying)并且计算成本高。此外，增强可能以引入一些空间伪影(spatialartefact)的代价改进一些图像特征。作为一个例子，在动态范围压缩中，大的输入信号范围被映射到较小范围(其中使所有图像细节变得显著)，在高对比度的边缘处常常引入了“晕轮(halo)”或“振铃(ringing) ”伪影。一种避免空间伪影的方式是在空间上处理所述图像，计算Y = fspatial(X)，然后找 到使⑴=￥的全局映射函数&-1()。fgl(Aal0是指这样的函数它将X中的每个不同的亮度级映射到Y中的唯一亮度级。如果X(a，b)和X(c，d)索引了 X中满足X(a，b)=X(c，d)的像素，则经过全局变换，Y(a，b) =Y(c，d)。有许多我们可以选择用来找到全局函数近似值的方式。例如，如果我们找到使fgl()bal0具有与Y相同的直方图的函数，则该处理被称为直方图匹配。不幸的是，全局映射不总是能对局部计算进行近似。例如，根据定义，全局变换不能改变图像的空间结构。图I图示了非全局函数和全局函数之间的差别。这里，输入X中的每个亮度级映射到许多输出。选择这些输出之一显然表示一种粗略近似(假如映射是全局的，则所有这些点将会在一条曲线上)。
技术实现思路
本专利技术的各方面力图减少或克服上述问题中的一个或多个问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种生成图像增强函数的方法，该函数用于增强包括多个像素的输入图像以形成包括多个像素的增强输出图像，该方法包括接收包括多个像素的参考图像；接收包括相应多个像素的增强图像，其中所述增强图像是从所述参考图像导出的；和计算多个查找表(lookup table),其中，每个查找表将第一多个像素值映射到第二多个像素值；和生成图像增强函数，所述图像增强函数包括所述查找表的空间变化(spatiallyvarying)函数并且当被应用于所述输入图像时形成所述输出图像；其中，所述图像增强函数当被应用于所述参考图像时生成所述增强图像的近似值。根据本专利技术的第二方面，提供了一种生成增强输出图像的方法，该方法包括接收包括多个像素的输入图像；和将图像增强函数应用于输入图像以生成输出图像；其中，所述图像增强函数包括多个查找表的空间变化函数。本专利技术的优选实施例可以以计算机程序或者硬件、软件和/或固件的某种组合方式实现，或者在被配置为执行任一上述方法的所有步骤的计算机处理器上实现。根据本专利技术的另一方面，提供了一种图像处理系统，该系统包括第一组件，所述第一组件可操作来接收包括多个像素的输入图像；处理器，所述处理器可操作来实现上述第一和/或第二方面的方法以根据所述输入图像生成增强输出图像。根据本专利技术的另一方面，提供了一种图像处理系统，该图像处理系统包括第一组件，所述第一组件可操作来接收多个输入图像，每个输入图像包括多个像素;和处理器，所述处理器可操作来实现上述方法以根据所述多个输入图像生成多个增 根据本专利技术的另一方面，提供了一种图像输出系统，所述图像输出系统被设置为响应于输入数据的接收而生成输出图像，其中，当所述输入数据编码图像数据时，所述图像输出系统可操作来输出取决于所述图像数据的图像，其中，当所述输入数据编码图像数据和图像增强函数时，所述系统被设置为将所述图像增强函数应用于所述图像数据以生成所述输出图像；所述图像增强函数包括多个查找表的空间变化函数。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于编码增强图像的数据的数据格式，所述数据格式包括编码了图像数据的数据，所述图像数据包括所述图像的非增强形式；和定了义图像增强函数的数据，图像增强函数包括多个查找表的空间变化函数，其中所述增强图像是通过将所述图像增强函数应用于所述图像数据而生成的。优选地，这些方法中的各个像素值是RGB值的对数。然而，这些像素值也可以按诸如RGB、CIE Lab、YUV, XYZ以其他单位进行编码。本专利技术的优选实施例能够使用增强图像和参考图像(从该参考图像进行了增强)来生成对这种增强进行近似的函数。该函数优选地既减少了常规地增强图像所需的处理，又避免了经常由常规近似弓I入的空间伪影。在一些实施例中，该函数可以被方便地存储用于以后的处理或应用。例如，所述函数可以被存储为图像文件(该文件以其他方式包含未增强的图像)的头部(head)。接收方能够常规地查看图像文件，而如果他拥有能够读取该头部的软件，则能够用最少的处理资源来施加这种图像增强。在一些实施例中，可以基于与待增强的图像相似的图像生成该函数。例如，视频序列的第一帧可以提供用来生成函数(该函数可被应用于每一帧)的参考图像，或者，图像的缩小尺寸版本或子区域可以被用来生成将被应用于整个图像的函数。优选地，用于增强输出图像的图像增强函数基于输入图像的每个像素(其值对应于与输出图像的像素中位置对应的输入图像的像素的值)来确定在输出图像的每个像素处的值。在一些实施例中，在输入图像的像素的像素值处于查找表中两个像素值之间的情况下，对图像增强函数进行应用的方式包括确定第一和第二参考像素值，它们是查找表中的两个像素值，这两个值最接近于输入图像的所述像素的像素值；将图像增强函数应用于输入图像的所述像素，假定其值是第一参考像素值，以产生第一结果；将图像增强函数应用于输入图像的所述像素，假定其值是第二参考像素值，以产生弟~■结果；通过(优选地使用与下述比 率对应的比率输入图像的像素的像素值与第一参考像素值之间的差对输入图像的像素的像素值与第二参考像素值之间的差的比率)内插第一和第二结果，来生成输出图像的相应像素的值。本专利技术的实施例力图提供一种用于使用空间变化查找表来对图像增强函数进行近似的通用方法。这能够在引入全局性措施时保持空间变化增强的能力，从而不引入空间伪影。附图说明现在将参照附图仅通过举例的方式说明本专利技术的优选实施例，其中图I是描述全局函数与非全局函数之间差别的曲线图；图2是根据本专利技术的一个实施例的图像处理系统的原理图；图3是根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图；图4是根据本专利技术另一个实施例的方法的流程图；图5的a)到g)是展示用于去除晕影的本专利技术的实施例的图像；图6的a)到d)是展示用于提供动态范围压缩的本专利技术的实施例的图像；和图7的a)到c)是展示用于提供动态范围压缩的本专利技术的实施例的图像。具体实施例方式图2描绘了图像处理系统1，该图像处理系统包括第一组件10、第二组件14和处理器12。第一组件10是可操作来接收包括多个像素的输入图像的组件。优选地，第一组件10是图像捕捉装置或视频捕捉装置。第二组件14可操作来接收图像增强函数。在第一组件10处接收了输入图像时，处理器12可操作来使用由第二组件14接收的图像增强函数以使用生成增强输出图像的方法从输入图像生成增强输出图像，如以下具体所述。在一些实施例中，如以下具体所述，第二组件14使用包括从输入图像得到参考图像的方法来生成图像增强函数。在第一组件10是视频捕捉装置的情况下，如以下具体所述，处理器12可操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷汉姆·芬利森，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：
国别省市：