一种高动态范围图像可视化算法

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1、第24卷第11期2007年11月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersVol.24No.11Nov.2007一种高动态范围图像可视化算法*李晓光1,2,沈兰荪1,林健文2(1.北京工业大学信号与信息处理研究室,北京100022;2.香港理工大学电子工程及资讯学系多媒体中心,香港)摘要:提出的自适应HDR图像可视化算法中,输入图像被分解为基本层和细节层。该算法将整体明暗效果的显示看做整体问题,对表示亮度的基本层采用基于整体统计信息的直方图调整算法处理;可视细节信息的保持作为局部问题,算法采用自适应细节增强算法处理细节层

2、。通过定义映射图对细节增强后的图像进行最终映射,将两方面结合起来得到最终结果。实验结果表明,该算法能对HDR图像进行较高视觉质量的显示。关键词:高动态范围图像;图像显示;图像映射中图分类号:TP391文献标志码:A文章编号:1001-3695(2007)11-0303-03AlgorithmforvisualizationofhighdynamicrangeimagesLIXiao-guang1,2,SHENLan-sun1,LAMKin-man2(1.Signal&InformationProcessingLaboratory,BeijingUniv

3、ersityofTechnology,Beijing100022,China;2.CentreforMultimediaSignalProcessing,Dept.ofElectronic&InformationEngineering,HongKongPolytechnicUniversity,HongKong,China)Abstract:Highdynamicrange(HDR)imageisdesignedtodepictthefullvisualdynamicrangeofthereal-worldscenes.A visualizationa

4、lgorithmwasnecessarywhendisplayingHDRimagesonthestandardoutputdevices.Anovelalgorithmbasedon spatialandstatisticalinformationwasproposedforthedisplayofHDRimages.Thealgorithmcoulddealwiththeproblemsofo- verallimpressionpreservationandvisualdetailsreproduction.Thetrade-offbetweent

5、hesetwoissuescouldbeachievedabal- ancethroughtheadaptiveenhancementofdetails.Experimentalresultsshowthesuperiorperformanceoftheapproachinterms ofvisualquality.Keywords:HDRimage;visualizationofimage;tonemapping0引言效果;但是,全局映射会造成细节信息的严重损失。局部映射算法比全局映射更灵活,它不是一对一映射,像素的映射结果取决于其空间相邻的像素。现

6、有的局部映射结果倾向于增强 真实场景所展现的亮度值具有非常宽广的动态范围。从局部较小的对比度,压缩相对较大的对比度,从而能保持几乎 夜空中的星光到耀眼的太阳,场景发出的亮度幅度涵盖了超过所有的可视细节信息,而场景的整体明暗效果往往没有作为关九个数量级(109cd/m2)的动态范围。人眼视觉系统能够同时注的重点。由于局部映射没有保持原场景图像中的像素亮度感知约五个数量级范围的场景亮度,人眼通过动态调整机制来大小顺序,许多算法结果中均出现了不同程度的噪声,如在较 感知真实世界。随着成像技术和计算机图形图像技术的发展,强边缘附近出现晕轮现象。这类算法的运算复

7、杂度也比全局高动态范围图像(highdynamicrangeimage,HDR)已经可以通映射要高。过光谱记录仪器或多幅同一场景具有不同曝光时间的图像序理想的HDR图像显示算法应当追求显示效果尽可能接近列合成而获得。这种图像可以同时记录处于场景中非常亮和真实场景带给人眼的视觉感受,因此要兼顾可视细节信息的保 非常暗的区域中的可视细节信息,这些细节信息在普通低对比持和整体明暗对比度的体现。这两方面是相互矛盾的,算法应 度图像中很容易丢失。然而,现有的标准显示设备(如CRT显示器)仅能显示约两个数量级动态范围的亮度。在标准显示当自适应地达到这两方面的平衡。

8、设备上显示这些高动态范围图像之前,必须对它们进行对比度人眼对场景中细节的关注是非常敏感的。只有