高动态范围图像增强算法-论文.pdf

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1、第3l卷第5期计算机应用与软件V01．31No．52014年5月ComputerApplicationsandSoftwareMav2014高动态范围图像增强算法席志红赵蓝飞(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001)摘要针对显示设备无法还原高动态范围图像的真实效果，提出一种基于分层色阶映射的图像增强算法。该算法首先通过Retinex模型与快速双边滤波算法估计光照图像。然后利用高斯混合模型和期望最大算法将光照图像概率分布分割为多层高斯模型混合而成。并通过迭代获得各高斯概率层对应的最优校正系数。最后叠加各

2、层并获得增强后的光照图像。实验证明，该算法在整体上实现了图像动态范围的压缩，图像增强效果明显。关键词高动态范围Retinex双边滤波高斯混合模型期望最大色阶映射动态系数中图分类号TP391．41文献标识码ADOI：10．3969／j．issn．1000—386x．2014．05．051HIGHLYDYNAMICRANGED江AGEENHANCEMENTALGoRITHMXiZhihongZhaoLanfei(CollegeofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEn

3、gineeringUniversity，Ha~in150001，Heilongfiang，China)AbstractDuetodisplaydevicescannotrestorethetrueeffectsofhighlydynamicrangeimages，thearticleputsforwardanimageen—hancementalgorithmbasedonhierarchicaltonemapping．FirstlythealgorithmappliesRetinexmodelandfastbilat

4、eralfilteringalgorithmtoestimatetheilluminationimages．SecondlyitappliesGaussianmixturemodelandexpectationmaximiz~ionalgorithmtosplittheilluminationimageprobabilityintohierarchicalGaussianmodelsmixedtogether．Thirdlybyiterationitacquirestheoptimalgammacoefficients

5、correspond·ingtoeachGaussianprobabilityhierarchies．Atlastthehierarchiesarelayeredtoobtaintheenhancedilluminationimage．Experimentverifiesthatthealgorithmrealizesthecompressionofimagedynamicrangewhileitsimageenhancementefectsareobvious．KeywordsHighdynamicrangeReti

6、nexBilateralfilteringGaussianmixturemodelExpectationmaximizationTonemappingDynamiccoefficient．射算子，从而实现整体的分段式动态范围压缩。文献[8]提出0引言一种直接从同一场景在不同曝光度下得到的LDR图像序列中提取各个像素最佳成像信息的融合方法，该方法在无需任何先在自然环境下，由于真实景物的动态范围远大于显示设备验知识的情况下，通过最小二乘方法快速生成适合于显示的所能达到动态范围，因此绝大多数显示设备都无法保证高动HDR图像。

7、文献[9]提出一种基于概率模型的色阶映射方法，态范围图像HDRI(highdynamicrangeimage)的显示效果。为了该方法根据局部像素色阶分布与梯度变化信息，将色阶映射转压缩HDRI的动态范围，需要通过色阶映射重新整合图像的化为计算最大后验概率MAP(maximumapos~riori)的问题，该各个色阶以实现HDRI动态范围的压缩。方法得到的恢复图像纹理较清晰，层次感较强，但是易产生失近年来国内外的学者提出了一些的具有代表性的动态范围真，不适合直接显示。压缩方法，例如LaFson提出了一种基于亮度直方图均衡

8、化的为了在压缩HDR图像动态范围的同时，尽可能地获得视觉高动态范围色阶重建算法，该方法利用人眼对于图像的空间、色效果较好的恢复图像，本文提出了一种衡量非线性函数压缩动彩、对比度等视觉特征，重新分布亮度直方图的色阶。Fattal态范围的指标，在此基础上提出了一种基于分层色阶映射的动提出了基于梯度域的局部映射算法，通过双线性插值获得亮