基于自適應(yīng)局部對比度增強(qiáng)的高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射算法研究.pdf

1、動態(tài)范圍定義為場景（圖像）最亮部分的灰度值與最暗部分的灰度值之比。現(xiàn)實(shí)世界的場景具有較大的動態(tài)范圍，有的甚至能達(dá)到1014的數(shù)量級，然而從早期的膠片拍照直至現(xiàn)在的數(shù)碼，他們所能表示的動態(tài)范圍非常有限，通常只有100∶1到1000∶1的數(shù)量級，很難準(zhǔn)確的再現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)中高動態(tài)范圍場景。隨著數(shù)字圖像技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是高動態(tài)范圍圖像技術(shù)的出現(xiàn)，使準(zhǔn)確記錄并再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中場景成為了可能。高動態(tài)范圍圖像是一種可以表示實(shí)際場景中灰度范圍變化比較大的圖像

2、類型，色彩空間更廣闊，可以較好地記錄和表達(dá)現(xiàn)實(shí)中場景亮區(qū)和暗區(qū)的光學(xué)特性。然而，由于很大部分輸出設(shè)備僅僅適用于動態(tài)范圍較小的圖像，如果我們直接將高動態(tài)范圍圖像放在這些顯示設(shè)備上來顯示，顯示出來的結(jié)果有較大不同。所以我們需要按照某種方式將原來的圖像進(jìn)行映射變換，壓縮其動態(tài)范圍，使其能夠在設(shè)備上較好的顯示出來，這就是色調(diào)映射所研究的問題。
　　本文首先通過對人眼的視覺特性、高動態(tài)范圍圖像的配準(zhǔn)合成、存儲講解來了解有關(guān)高動態(tài)范圍圖像的背

3、景知識。接著簡單的介紹了一些前人的色調(diào)映射算法，并對一些經(jīng)典的色調(diào)映射算法進(jìn)行解析，其中包括全局色調(diào)映射和局部色調(diào)映射這兩類算法。隨后結(jié)合了“暗的地方變得更暗，亮的地方變得更亮”這種對比度增強(qiáng)觀念并逐步演化出一種局部自適應(yīng)的對比度增強(qiáng)的方法，然后將該方法應(yīng)用到高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射中，進(jìn)而提出了一種針對高動態(tài)范圍圖像的色調(diào)映射算法即基于自適應(yīng)對比度增強(qiáng)的高動態(tài)范圍圖像色調(diào)映射算法。
　　該算法的主要思路是先將高動態(tài)范圍圖像轉(zhuǎn)換成灰

4、度圖像并通過自適應(yīng)對數(shù)映射來壓縮圖像的動態(tài)范圍;接著將壓縮后的圖像進(jìn)行對比度增強(qiáng)，為了避免在這過程中因增強(qiáng)過度而產(chǎn)生噪聲，在增強(qiáng)后再對其進(jìn)行快速雙邊濾波處理以達(dá)到保邊去噪的效果;最后將灰度圖像轉(zhuǎn)換成彩色圖像。
　　實(shí)驗(yàn)表明，本文所提出的算法可以很好的對高動態(tài)范圍圖像進(jìn)行色調(diào)映射。該算法即能夠保留良好的整體明暗效果，同時又能較好的反應(yīng)出圖像局部細(xì)節(jié)信息和局部對比度，使得其能夠在常規(guī)顯示設(shè)備上呈現(xiàn)出較好的效果;同時該算法具有較低的平均