一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法
【专利摘要】本发明公开了一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，包括预处理，离散数据的连续化，连续区间分布最优量化，结构特征因子计算，结构特征因子量化，综合映射。经本发明方法处理后，亮度值重新量化成Ri，j，0～255共256个量化等级，可以在普通显示设备上进行显示，充分考虑了结构特征，在边缘比较明显的地方，进行增大对比度的方法，使得边缘更加清晰和明显。普通显示设备采用本发明对高动态图像的处理之后，可显示其图像内容；不仅进行亮度空间的优化重构，确保亮度分布均匀；并考虑了边缘特征的保留，在运算便捷的前提下保证边缘特征。本方法只在离散数据的连续化这一环节采用了实数运算，其他采用整数运算，确保运算复杂度没有明显提升。
【专利说明】一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字图像处理中的再现【技术领域】，具体涉及一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法。
【背景技术】
[0002]现在普遍使用的、每个通道8位的图像，称之为低动态范围图像。此类图像不能记录场景中真实的亮度，只是记录视觉编码过的、有限的阶调关系(通常每个通道只有256个阶调)，其最终所记录场景的效果必须根据具体的显示设备而决定。如果一显示器的最大显示亮度为100cd/m2，动态范围为100: 1，那么只能正确显示场景中lcd/m2到100cd/m2亮度之间的光影效果，无法呈现原场景完整的光影效果。因此，它也称为设备相关的图像。高动态范围图像(High Dynamic Range image, HDRi)则为一种场景相关的图像,其动态范围一般超过1000: 1，且各像素记录的是场景真实亮度。可以记录所有视觉可以观察到的场景(10-6cd/m2~108cd/m2亮度范围的场景)。鉴于高动态范围图像的这些优点，近年来，高清影片、游戏特效、航空航天、卫星气象、医疗、印刷以及交通金融等行业都期望高动态范围图像能代替 低动态范围显示设备上正确显示再现高动态范围图像的问题。
【发明内容】
[0003]本发明在色调映射(Tone Mapping)的基础上，结合亮度直方图分布和特征分布将亮度数据重新映射到[0，255]等256个亮度级，从而实现普通显示设备对HDRI的显示支持。
[0004]本发明的技术方案是:一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，包括以下步骤:
[0005]步骤一，预处理，读入图像，获取图像尺寸、图像亮度最大值、最小值的信息；
[0006]步骤二，离散数据的连续化，确定亮度的最大值和最小值，并将其他亮度值重新变成实数范围内，实施对数运算，将其映射在[0，1]实数区间中；
[0007]步骤三，连续区间分布最优量化，统计各亮度数据在连续区间中的分布特性，初步确定亮度直方图；
[0008]步骤四，结构特征因子计算，使用结构特征模板计算结构特征因子Sm，其中
[0009]Su=PULivdij, I =0,1,2...,M-l, j = 0，1，2...，N-1，
(-1 -1 -η
I
[0010]-1 8 -1
1-1 -1 -1j
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【权利要求】
1.一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，预处理，读入图像，获取图像尺寸、图像亮度最大值、最小值的信息； 步骤二，离散数据的连续化，确定亮度的最大值和最小值，并将其他亮度值重新变成实数范围内，实施对数运算，将其映射在[0，1]实数区间中； 步骤三，连续区间分布最优量化，统计各亮度数据在连续区间中的分布特性，初步确定亮度直方图； 步骤四，结构特征因子计算，使用结构特征模板计算结构特征因子Sm，其中
2.根据权利要求1所述的一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，其特征在
于，所述步骤二中的对数运算如下
3.根据权利要求1所述的一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，其特征在于，所述步骤三的确定量化方法是:按照分布特性确定255个量化点Φκ，k = 0，1，2...，
.255，使得分布函数满足7；
4.根据权利要求1所述的一种在普通显示设备上显示高动态图像的方法，其特征在于，亮度分布均匀原则，寻找最优量化点，并对亮度数据进行量化，量化后图像亮度变为整数O~255。
【文档编号】H04N5/57GK103915077SQ201310000305
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月4日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】李卫斌 申请人:李卫斌