HDR顯示技術(shù)研究及算法實現(xiàn).pdf

1、HDR(High Dynamic Range)圖像具有高動態(tài)范圍和高對比度，目前一般視頻片源的動態(tài)范圍都不高，且傳統(tǒng)的顯示器只能顯示對比度動態(tài)范圍1000∶1。人眼所能感受的亮度范圍約為10-3～106nit，所能感受的瞬時對比度范圍可達10000∶1。HDR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)0.01nit～1000nit的動態(tài)顯示范圍，使圖像暗處更暗，亮處更亮，細節(jié)更強。HDR顯示關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字動態(tài)范圍增強技術(shù)、局部調(diào)暗技術(shù)和峰值驅(qū)動技術(shù)。由于市場上大部

2、分圖像是SDR(Standard Dynamic Range)，故本文設計了基于直方圖均衡的算法，提升SDR圖像的對比度，讓SDR圖像有接近HDR的表現(xiàn)效果。
　　1.本文研究了多項提高對比度的技術(shù)，其中重點研究了直方圖均衡技術(shù)。對直方圖均衡提升對比度但容易過度增強的原因進行分析，為了保證畫質(zhì)，直方圖均衡技術(shù)需要進行限制。
　　2.為了提高數(shù)字圖像的對比度并避免畫質(zhì)變差，本論文針對數(shù)字動態(tài)增強技術(shù)提出了一種使用兩個調(diào)制因子的

3、直方圖均衡算法。
　　直方圖均衡化能夠提高圖像對比度，全局直方圖均衡(GHE，Global histogramequalization)結(jié)構(gòu)簡單，但容易使圖像過度增強而丟失細節(jié)，局部直方圖均衡(LHE，Local histogram equalization)雖然可以凸顯細節(jié)但是需要逐一對每個點計算映射函數(shù)，為此文章提出了一種結(jié)合全局與局部直方圖均衡的算法。算法在全局僅使用一個由傳統(tǒng)全局直方圖均衡化得來的映射函數(shù)，之后將圖像分成多

4、個分區(qū)，并定義分區(qū)局部限制參數(shù)和點判決因子，分別體現(xiàn)局部信息量和局部平坦度，結(jié)合這兩個局部調(diào)制因子對每個點的映射進行調(diào)制。算法使用雙線性插值，對分區(qū)局部限制參數(shù)進行平滑。
　　為了評估算法的效果，本文使用了絕對平均亮度差和離散熵。評估結(jié)果是本算法有較好的保持平均亮度的能力且能提高數(shù)據(jù)的離散熵，可以提高對比度而避免圖像劣化。
　　3.為了將算法實現(xiàn)在實時系統(tǒng)中，論文對算法進行了硬件化設計并移植到了FPGA(Field prog