高動(dòng)態(tài)范圍圖像色調(diào)映射方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)圖像質(zhì)量的要求也不斷提高。高動(dòng)態(tài)范圍圖像擁有豐富的細(xì)節(jié)特性，能夠真實(shí)地表現(xiàn)自然世界中各種豐富的信息，但是高動(dòng)態(tài)范圍圖像具有非常廣的動(dòng)態(tài)范圍，一般可達(dá)6個(gè)數(shù)量級(jí)以上，而普通的顯示設(shè)備只有256種亮度，僅僅兩個(gè)數(shù)量級(jí)；而且專用的高動(dòng)態(tài)范圍顯示設(shè)備造價(jià)昂貴，性價(jià)比低。因此，如何將高動(dòng)態(tài)范圍圖像中的細(xì)節(jié)信息顯示到普通的低動(dòng)態(tài)范圍顯示設(shè)備上是圖像處理中的一大挑戰(zhàn)。
　　解決上述問(wèn)題的一類方法是對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍圖像

2、進(jìn)行色調(diào)映射，色調(diào)映射的目的是將高動(dòng)態(tài)范圍圖像的動(dòng)態(tài)范圍壓縮到兩個(gè)數(shù)量級(jí)以內(nèi)，并保留豐富的細(xì)節(jié)特性。本論文闡述了高動(dòng)態(tài)范圍圖像的研究背景、意義及其相關(guān)理論，并分析比較了幾種經(jīng)典的色調(diào)映射算法。本文在深入細(xì)致分析前人提出的基于局部自適應(yīng)保邊濾波色調(diào)映射算法的基礎(chǔ)上，對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先利用保邊濾波方法對(duì)圖像進(jìn)行多尺度分解，原圖像經(jīng)濾波分解為具有較高動(dòng)態(tài)范圍的基礎(chǔ)層和多個(gè)細(xì)節(jié)層，針對(duì)原有算法存在明暗效果不佳的問(wèn)題，本文對(duì)基礎(chǔ)層采用一種自適

3、應(yīng)的對(duì)數(shù)變換進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮，能夠同時(shí)兼顧高亮和黑暗區(qū)域；原有算法在進(jìn)行細(xì)節(jié)增強(qiáng)時(shí)，需要進(jìn)行多次人為的調(diào)整參數(shù)才能獲得較好的實(shí)驗(yàn)效果，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，針對(duì)這種不足，本文采用一種自適應(yīng)的S型函數(shù)，根據(jù)邊緣梯度響應(yīng)在增強(qiáng)細(xì)節(jié)的同時(shí)，抑制細(xì)節(jié)層中殘留的大尺度邊緣，最大程度的避免了光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生；最終將基礎(chǔ)層與細(xì)節(jié)層合并得到細(xì)節(jié)增強(qiáng)的圖像。
　　實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)后的色調(diào)映射算法所得的低動(dòng)態(tài)范圍圖像明暗效果好，含有豐富的高亮區(qū)域及陰暗區(qū)域的細(xì)節(jié)信息