1.一种色调映射方法,其特征在于,包括:接收输入彩色图像,所述输入彩色图像包括多个颜色通道;
预处理所述输入彩色图像,对所述输入彩色图像叠加修正值获得预处理图像;
根据所述预处理图像的像素亮度,将所述预处理图像分割为暗部区域图像和非暗部区域图像;
计算所述非暗部区域图像的亮度,获得非暗部区域亮度图像;
计算所述暗部区域图像的亮度,获得暗部区域亮度图像,其中,对所述暗部区域图像的每个像素的所述多个颜色通道按照其灰度值的大小顺序分配相同大小顺序的多个亮度变换系数,根据所述多个亮度变换系数计算所述暗部区域图像的亮度;
合并所述暗部区域亮度图像和所述非暗部区域亮度图像,获得输入亮度图像;以及对所述输入亮度图像进行色调映射处理,获得输出亮度图像。
2.如权利要求1所述的色调映射方法,其特征在于,在获得输入亮度图像的步骤之后,还包括:获得所述输入亮度图像的低频基础图层和高频细节图层;
对所述低频基础图层进行色调映射处理获得映射后低频基础图层;
对所述高频细节图层进行第一缩放处理获得缩放后高频细节图层;以及叠加所述映射后低频基础图层和所述缩放后高频细节图层,获得所述输出亮度图像。
3.如权利要求1或2所述的色调映射方法,其特征在于,还包括:计算所述输出亮度图像相比于所述输入亮度图像的像素缩放比值;以及根据所述像素缩放比值对所述输入彩色图像进行第二缩放处理,获得输出彩色图像。
4.如权利要求1所述的色调映射方法,其特征在于,采用如下公式预处理所述输入彩色图像:
G′c=Gc+ΔG,c,
其中,Gc表示所述输入彩色图像,c表示所述多个颜色通道的编号,ΔG,c表示对应于颜色通道c的所述修正值,G′c表示所述预处理图像。
5.如权利要求1所述的色调映射方法,其特征在于,还包括:将所述输入亮度图像的亮度值归一化到[0,1]区间。
6.如权利要求1所述的色调映射方法,其特征在于,比较所述预处理图像的每个像素的亮度和亮度阈值,所述暗部区域图像的像素的亮度小于所述亮度阈值,所述非暗部区域图像的像素的亮度大于等于所述亮度阈值。
7.如权利要求2所述的色调映射方法,其特征在于,采用如下公式对所述高频细节图层进行第一缩放处理获得缩放后高频细节图层:Sdetailp=Sp*detailpSp=min(Sp,Smax)Sp=max(Sp,Smin)其中,p=1,2,...,N,表示N个像素,detailp表示所述高频细节图层的第p个像素的亮度,Sdetailp指所述缩放后高频细节图层中的第p个像素的亮度,Sp是期望缩放值,Smax是所述期望缩放值的最大值,Smin是所述期望缩放值的最小值。
8.如权利要求7所述的色调映射方法,其特征在于,所述期望缩放值的最大值Smax满足如下条件:
Vp=Basep+Smax*detailpmax(Vp)≤Vmax and min(Vp)≥Vmin其中,Basep表示所述低频基础图层的第p个像素的亮度,Vp指所述输出亮度图像中的第p个像素的亮度,Vmax表示所述输出亮度图像的最大亮度,Vmin表示所述输出亮度图像的最小亮度;
所述期望缩放值的最小值Smin满足如下条件:DRSizeout=DRoutupper‑DRoutlowerDRSizein=DRinupper‑DRinlower其中,DRinlower表示所述输入亮度图像的最低亮度值,DRinupper表示所述输入亮度图像的最高亮度值,DRoutlower表示所述输出亮度图像的最低亮度值,DRoutupper表示所述输出亮度图像的最高亮度值。
9.如权利要求1或2所述的色调映射方法,其特征在于,对所述输入亮度图像进行色调映射处理的步骤包括:计算色调映射表,包括计算任一亮度值luma经过色调映射后的映射亮度值lumamapped,所述映射亮度值lumamapped在环境光照变化后引起的人眼亮度感知相对位置接近或等于环境光照变化前所述亮度值luma引起的人眼亮度感知相对位置。
10.一种色调映射系统,其特征在于,包括:彩色图像输入模块,适于接收输入彩色图像,所述输入彩色图像包括多个颜色通道;
预处理模块,适于预处理所述输入彩色图像,对所述输入彩色图像叠加修正值获得预处理图像;
图像分割模块,适于根据所述预处理图像的像素亮度,将所述预处理图像分割为暗部区域图像和非暗部区域图像;
非暗部区域图像亮度计算模块,适于计算所述非暗部区域图像的亮度,获得非暗部区域亮度图像;
暗部区域图像亮度计算模块,适于计算所述暗部区域图像的亮度,获得暗部区域亮度图像,其中,对所述暗部区域图像的每个像素的所述多个颜色通道按照其灰度值的大小顺序分配相同大小顺序的多个亮度变换系数,根据所述多个亮度变换系数计算所述暗部区域图像的亮度;
合并模块,适于合并所述暗部区域亮度图像和所述非暗部区域亮度图像,获得输入亮度图像;以及
色调映射模块,对所述输入亮度图像进行色调映射处理,获得输出亮度图像。
11.如权利要求10所述的色调映射系统,其特征在于,还包括:图层分割模块,适于将所述输入亮度图像分割为低频基础图层和高频细节图层,所述色调映射模块对所述低频基础图层进行色调映射处理获得映射后低频基础图层;
第一缩放处理模块,适于对所述高频细节图层进行第一缩放处理获得缩放后高频细节图层;以及
叠加模块,适于叠加所述映射后低频基础图层和所述缩放后高频细节图层,获得所述输出亮度图像。
12.如权利要求10或11所述的色调映射系统,其特征在于,还包括第二缩放处理模块,适于计算所述输出亮度图像相比于所述输入亮度图像的像素缩放比值;以及根据所述像素缩放比值对所述输入彩色图像进行第二缩放处理,获得输出彩色图像。
13.如权利要求10所述的色调映射系统,其特征在于,采用如下公式预处理所述输入彩色图像:
G′c=Gc+ΔG,c,
其中,Gc表示输入彩色图像,c表示所述多个颜色通道的编号,ΔG,c表示对应于颜色通道c的所述修正值,G′c表示所述预处理图像。
14.如权利要求10所述的色调映射系统,其特征在于,还包括归一化模块,适于将所述输入亮度图像的亮度值归一化到[0,1]区间。
15.如权利要求10所述的色调映射系统,其特征在于,所述图像分割模块比较所述预处理图像的每个像素的亮度和亮度阈值,所述暗部区域图像的像素的亮度小于所述亮度阈值,所述非暗部区域图像的像素的亮度大于等于所述亮度阈值。
16.如权利要求11所述的色调映射系统,其特征在于,所述第一缩放处理模块采用如下公式对所述高频细节图层进行第一缩放处理获得缩放后高频细节图层:Sdetailp=Sp*detailpSp=min(Sp,Smax)Sp=max(Sp,Smin)其中,p=1,2,...,N,表示N个像素,detailp表示所述高频细节图层的第p个像素的亮度,Sdetailp指所述缩放后高频细节图层中的第p个像素的亮度,Sp是期望缩放值,Smax是所述期望缩放值的最大值,Smin是所述期望缩放值的最小值。
17.如权利要求16所述的色调映射系统,其特征在于,所述期望缩放值的最大值Smax满足如下条件:
Vp=Basep+Smax*detailpmax(Vp)≤Vmax and min(Vp)≥Vmin其中,Basep表示低频基础图层的第p个像素的亮度,Vp指所述输出亮度图像中的第p个像素的亮度,Vmax表示所述输出亮度图像的最大亮度,Vmin表示所述输出亮度图像的最小亮度;
所述期望缩放值的最小值Smin满足如下条件:DRSizeout=DRoutupper‑DRoutlowerDRSizein=DRinupper‑DRinlower其中,DRinlower表示所述输入亮度图像的最低亮度值,DRinupper表示所述输入亮度图像的最高亮度值,DRoutlower表示所述输出亮度图像的最低亮度值,DRoutupper表示所述输出亮度图像的最高亮度值。
18.如权利要求10或11所述的色调映射系统,其特征在于,所述色调映射模块还适于计算色调映射表,所述色调映射表包括任一亮度值luma和经过色调映射后的映射亮度值lumamapped,所述映射亮度值lumamapped在环境光照变化后引起的人眼亮度感知相对位置接近或等于环境光照变化前所述亮度值luma引起的人眼亮度感知相对位置。