CN101404728B - 一种数字图像曝光调整的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字图像曝光调整的方法和装置：对曝光不足的原始图像进行阈值处理，得到分离出图像中暗部的图像，对曝光不足的原始图像进行暗部变亮调整，得到提高暗部亮度的图像，将曝光不足的原始图像与暗部变亮调整后图像以阈值处理后图像为蒙层按照Screen模式进行叠加，得到数码补光后图像；对曝光过度的原始图像进行阈值处理，得到分离出图像中亮部的图像，对曝光过度的原始图像进行亮部变暗调整，得到压低高光部分亮度的图像，将曝光过度的原始图像与亮部变暗调整后图像以阈值处理后图像为蒙层按照Multiply模式进行叠加，得到数码减光后图像。应用本发明所述方法和装置，能够方便地对曝光不足和曝光过度图像进行调整，使图像达到更完美的效果。

Description

一种数字图像曝光调整的方法和装置

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，特别涉及一种数字图像曝光调整的方法和装置。

背景技术

照片质量的好坏与曝光量有关，也就是说应该通过合适的光线才能使电荷藕合器件(CCD)得到清晰的图像。其中，曝光量与由快门速度决定的通光时间和由光圈大小决定的通光面积有关，因此，用户可以通过调节快门的速度和光圈的大小来达到很好的拍摄效果。但是，在实际拍摄过程中，由于一系列原因往往导致相片曝光不足或曝光过度，这就需要通过后期的图片处理来修复所拍摄的照片。

现有方式中，用户通常采用一些软件，比如Photoshop等来对拍摄到的照片进行处理，以实现对曝光有问题的图片进行曝光调整。但是，这种处理通常都要靠用户来调整一系列的复杂参数，才能实现对曝光图像的调整，处理方法比较繁琐且速度慢，实现起来很不方便。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数字图像曝光调整的方法，能够方便地对曝光的数字图像进行调整，使照片达到更完美的效果。

本发明的另一目的在于提供一种数字图像曝光调整的装置，能够方便地对曝光的数字图像进行调整，使照片达到更完美的效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种数字图像曝光调整的方法，该方法包括以下步骤：

将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像；

当所述原始图像为曝光不足图像时，

对所述第一临时图像中的暗部进行分离，对所述第二临时图像进行暗部变亮调整；将所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照屏幕Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，

或，当所述原始图像为曝光过度图像时，

对所述第一临时图像中的亮部进行分离，对所述第二临时图像进行亮部变暗调整；将所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照正片叠加Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像。

一种数字图像曝光调整的装置，该装置包括：复制单元、处理单元和叠加单元，所述复制单元，用于将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像，

当所述原始图像为曝光不足图像时，所述处理单元，用于对所述第一临时图像的暗部进行分离和对所述第二临时图像进行暗部变亮调整；所述叠加单元，将所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照屏幕Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，或，

当所述原始图像为曝光过度图像时，所述处理单元，用于对所述第一临时图像的亮部进行分离和对所述第二临时图像进行亮部变暗调整；所述叠加单元，用于将所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照正片叠加Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像。

所述复制单元包括：

待处理子单元，用于保存所述原始图像；

复制子单元，用于将待处理子单元中的原始图像进行复制。

所述处理单元包括：

处理子单元，用于对所述第一临时图像中每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到暗部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

其中，所述Threshold为80，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元，用于通过查询预先设置的用于保存暗部变亮调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的红R分量值、绿G分量值和蓝B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到暗部变亮调整后的第二临时图像。

所述叠加单元包括：

用于针对位于所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以及所述暗部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2*(255-MaskBmp[i])/255*K

-(R1*R2*((255-MaskBmp[i])/255)*K)/255’

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点上的灰度值；所述相关系数K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1表示位于所述曝光不足的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2表示位于所述暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

所述处理单元包括：

处理子单元，用于对所述第一临时图像中的每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到亮部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

其中，所述Threshold为100，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元，用于通过查询预先设置的用于保存亮部变暗调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到亮部变暗调整后的第二临时图像。

所述叠加单元包括：

用于针对位于所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以及所述亮部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*(R5+(255-R5)*(1-MaskBmp[i]/255)*(1-K))/255，

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4表示位于所述曝光过度的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

可见，采用本发明的技术方案，通过对曝光不足和曝光过度两种曝光后的原始图像，分别采用了对暗部进行分离的阈值处理、暗部变亮调整、Screen模式叠加和对亮部进行分离的阈值处理、亮部变暗调整、Multiply模式叠加两种不同的曝光调整方法，从而完成了对曝光不足和曝光过度的图像的调整，使图像达到更完美的效果。另外，本发明所述方案可应用于光影魔术手等软件中，用户只需点击相应的按键，软件自身即可按照本发明所述方案在后台完成处理，为用户节省了时间和费用，方便了用户使用。

附图说明

图1为本发明数字图像曝光调整方法实施例的流程图。

图2为按图1实施例方案进行补光调整的补光亮度映射曲线图。

图3为按图1实施例方案进行减光调整的减光亮度映射曲线图。

图4为本发明数字图像曝光调整装置实施例的组成结构示意图。

图5为曝光不足图像及对其进行数码补光后的直方图信息示意图。

图6为曝光过度图像及对其进行数码减光后的直方图信息示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种新的数字图像曝光调整方案，以实现对曝光不足的图片进行数码补光和对曝光过度的图片进行数码减光。

在介绍具体的实现方案之前，首先介绍一下红绿蓝(RGB)色彩模型的概念。RGB色彩模型是工业界的一种颜色标准，通过对R、G、B三个颜色通道进行变化以及对它们相互之间进行叠加来得到各种各样的颜色，所以，对于图像中的每一个像素点，均可用R、G、B三个分量(通道)来表示。通常，每个分量的取值范围为0～255；这样，当R、G、B分量分别取不同的值时，对应表示的颜色也将不同。比如，纯红色的R分量值为255，G分量值和B分量值均为0；亮红色的R分量值为246，G分量值为20，B分量值为50。

基于上述介绍，本发明所述方案的具体实现包括：将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像；对所述第一临时图像进行阈值处理，对所述第二临时图像进行亮度调整；将所述原始图像与所述亮度调整后的第二临时图像以所述阈值处理后的第一临时图像为蒙层进行叠加，得到最终所需图像。

本发明实施例中，对原始图像是曝光不足还是曝光过度的判断，是根据人的主观意愿来进行的，也即人眼感觉该图像为曝光不足，则对其进行数码补光的操作；人主观认为该图像曝光过度，则对该图像进行数码补光的操作，从而使处理后图像达到更符合人能观赏的效果。

需要说明的是，上述对于原始图像质量的判断方法仅为举例说明，并不用于限制本发明的技术方案。本发明中也可以通过相关操作软件来自动检测图像的质量从而判断图像为曝光不足还是曝光过度，例如可以通过检测图像的灰度值等等。

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明数字图像曝光调整方法实施例的流程图。在进行曝光调整之前，可以对原始图像进行复制，将所复制的图像分别用于对图像暗部进行分离的阈值处理、暗部变亮调整和对图像亮部进行分离的阈值处理、亮部变暗调整，也可以直接对原始图像进行上述的阈值处理和亮度调整。如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像。

如何复制为现有技术，这里不再赘述。

步骤102：对第一临时图像进行阈值处理，对第二临时图像进行亮度调整。

如果原始图像为曝光不足图像，则需要进行的操作如下：

对步骤102中的第一临时图像进行的阈值处理是对图像中的暗部进行分离，对步骤102中的第二临时图像进行的亮度调整是暗部变亮调整。

对第一临时图像中的暗部进行分离后，就可以直接有效地提高暗部的亮度，具体包括：

1、设定所述第一临时图像的过渡区域为[Threshold，Threshold+feather]；

2、对所述第一临时图像中的每一个像素点，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到暗部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

上面所述第一临时图像中每一个像素点的灰度值的计算公式为：

Gray＝(R*28+G*77+B*151)/255

或Gray＝(R+G+B)/3；

其中，所述Threshold为阈值点，取值为80，所述feather为羽化参数，取值为(255-Threshold)，所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述R、G、B分别表示位于所述曝光不足的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

在本实施例中，对第二临时图像也即曝光不足的原始图像进行暗部变亮调整时是通过查询预先设置的用于保存暗部变亮调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，从而得到暗部变亮调整后的第二临时图像的。

其中，本实施例中所述表格的设置采用了如图2所示的补光亮度映射曲线。在图2中，横轴表示原始图像的像素区间，纵轴表示映射后的像素区间，斜率为1的直线为标准的像素映射线，曲线为本实施例中对曝光不足图像进行补光亮度映射时的线。该曲线随着像素值的变大，斜率相应地减小，直至为0，也即对于暗部的亮度提升要大于亮部。

将曝光不足的原始图像的R、G、B三个通道分别进行图2中的补光亮度映射后，得到暗部变亮调整后的第二临时图像，该图像的R、G、B的像素值范围由原来的[0，255]变为[0，128]，补光效果由曲线的斜率决定。

如果原始图像为曝光过度图像，则需要进行如下的操作：

对步骤102中的第一临时图像进行的阈值处理是对图像中的亮部进行分离，对步骤102中的第二临时图像进行的亮度调整是亮部变暗调整。

对第一临时图像进行亮部进行分离具体包括：

1、设定所述灰度图像的过渡区域为[Threshold，Threshold+feather]；

2、对所述灰度图像中的每一个像素点，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到亮部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

上面所述第一临时图像中每一个像素点的灰度值的计算公式为：

Gray＝(R*28+G*77+B*151)/255

或Gray＝(R+G+B)/3；

其中，所述Threshold为阈值点，取值为100，所述feather为羽化参数，取值为(255-Threshold)，所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述R、G、B分别表示位于所述曝光过度的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述Value表示所述亮部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

在本实施例中，对第二临时图像也即曝光过度的原始图像进行亮部变暗调整时通过查询预先设置的用于保存亮部变暗调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，即得到亮部变暗调整后的第二临时图像。

本实施例中的表格是通过采用如图3所示的减光亮度映射曲线而得到的。在图3中，横轴表示原始图像的像素区间，纵轴表示映射后的像素区间，斜率为1的直线为标准的像素映射线，曲线为本实施例中对曝光过度图像进行减光亮度映射时的线。该曲线随着像素值的变大，斜率相应地增加，直至为1，也即对于亮部的抑制作用要大于暗部。

将曝光过度的原始图像的R、G、B三个通道分别进行图3中的减光亮度映射后，即得到亮部变暗调整后的第二临时图像，该图像的R、G、B的像素值范围由原来的[0，255]变为[128，255]，减光效果由曲线的斜率决定。

步骤103：将原始图像与亮度调整后的第二临时图像以阈值处理后的第一临时图像为蒙层进行叠加，得到最终所需图像。

同步骤102一样，该步骤对于曝光不足和曝光过度的原始图像分别采用了两种不同的操作方法。

对于曝光不足的原始图像来说，由于对图像的暗部进行分离而得到的阈值处理后图像为暗部进行分离后的第一临时图像，采用补光亮度映射后得到的暗部变亮调整图像为暗部变亮调整后的第二临时图像，所以该操作应为：将曝光不足的原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，具体包括以下步骤：

1)对暗部进行分离后的第一临时图像的像素上所有的像素点按下式进行处理，求得相关系数K1，

K1＝(255-MaskBmp[i]/3)/255；

2)对暗部变亮调整后的第二临时图像的各个像素乘以相关系数K1*K2，得到新的暗部变亮调整后的第二临时图像；

3)针对位于所述曝光不足的原始图像以及所述新的暗部变亮调整后的第二临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2-R1*R2/255；

G3＝G1+G2-G1*G2/255；

B3＝B1+B2-B1*B2/255；

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述相关系数K2为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1、G1、B1分别表示位于所述曝光不足的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2、G2、B2分别表示位于所述新的暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3、G3、B3分别表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

该操作可概括为：针对位于所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以及所述暗部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2*(255-MaskBmp[i])/255*K

-(R1*R2*((255-MaskBmp[i])/255)*K)/255’

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点上的灰度值；所述相关系数K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2表示位于所述暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

在Screen模式中进行图层叠加，是因为在Screen模式中的颜色具有相加的效应，通过该模式处理的图片，较亮部分保持不变，较暗部分的颜色会加亮，即可以达到数码补光的效果。

下面简述Screen模式的基本原理，设bitmap、TempBmp和MaskBmp分别表示曝光不足的原始图像、对曝光不足的原始图像进行补光亮度映射后的图像和对曝光不足的原始图像进行暗部变亮调整后的图像，bitmap、TempBmp、MaskBmp第i个像素分别为bmp[i]、，bmp2[i]和MaskBmp[i]，result[i]表示最终图像result的第i个像素，则按照Screen模式对每个像素分别进行如下的操作：

其中，所述*表示乘号，所述+表示加号，所述-表示减号。

对于曝光过度的原始图像来说，由于对图像的亮部进行分离而得到的阈值处理后图像为亮部进行分离后的第一临时图像，采用减光亮度映射后得到的亮部变暗调整后图像为亮部变暗调整后的第二临时图像，所以该操作应为：将曝光过度的原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像，具体包括以下步骤：

1、对亮部进行分离后的第一临时图像上所有的像素点按下式进行处理，求得相关系数K3，

K3＝(MaskBmp[i]/3)/255；

2、对亮部变暗调整后的第二临时图像的各个像素按照如下公式进行计算，得到新的亮部变暗调整后的第二临时图像，

R5＝R5’+(255-R5’)*(1-K3)*(1-K2)；

G5＝G5’+(255-G5’)*(1-K3)*(1-K2)；

B5＝B5’+(255-B5’)*(1-K3)*(1-K2)；

3、针对位于所述曝光过度的原始图像以及所述新的亮部变暗调整后的第二临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*R5/255；

G6＝G4*G5/255；

B6＝B4*B5/255；

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K2为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5’、G5’、B5’分别表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R5、G5、B5分别表示位于所述新的亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4、G4、B4分别表示位于所述曝光过度的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6、G6、B6分别表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

该操作可概括为：针对位于所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以及所述亮部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*(R5+(255-R5)*(1-MaskBmp[i]/255)*(1-K))/255，

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

按照Multiply模式进行图层叠加，将两个图层的色度相叠加混合，所产生的叠加颜色比两者各自的颜色更暗，从而达到数码减光的效果。

至此，即完成了本发明所述方法实施例中的数字图像曝光调整的处理过程。

基于上述方法，图4为本发明数字图像曝光调整装置实施例的组成结构示意图。如图4所示，该装置包括：

复制单元41，用于将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像；

处理单元42，用于对所述第一临时图像进行阈值处理和对所述第二临时图像进行亮度调整；

叠加单元43，用于将所述原始图像与所述亮度调整后的第二临时图像以所述阈值处理后的第一临时图像为蒙层进行叠加，得到最终所需图像。

其中，复制单元41可具体包括：

待处理子单元411，用于保存所述原始图像；

复制子单元412，用于将待处理子单元411中的原始图像进行复制。

对于曝光不足和曝光过度两种原始图像来说，处理单元42与叠加单元43中的具体模块的作用是不同的。

对于曝光不足的原始图像，处理单元42的作用为：用于对所述第一临时图像中的暗部进行分离和对所述第二临时图像进行暗部变亮调整，其具体又可包括：

处理子单元421，用于对所述第一临时图像中每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到暗部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

其中，所述阈值Threshold为80，所述羽化参数feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元422，用于通过查询预先设置的用于保存暗部变亮调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到暗部变亮调整后的第二临时图像。

对于曝光过度的原始图像，处理单元42的作用为：用于对所述第一临时图像中的亮部进行分离，对所述第二临时原始图像进行亮部变暗调整，其具体又包括：

处理子单元421，用于对所述第一临时图像中的每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到亮部进行分离后的第一临时图像：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Value}=0;\mathrm{Gray}<\mathrm{Threshold}\\ \mathrm{Value}=(\mathrm{Gray}-\mathrm{Threshold})*255/\mathrm{feather};\mathrm{Threshold}\&le;\mathrm{Gray}\&le;\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\\ \mathrm{Value}=255;\mathrm{Gray}>\mathrm{Threshold}+\mathrm{feather}\end{array}\right.$

其中，所述阈值Threshold为100，所述羽化参数feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述亮部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元422，用于通过查询预先设置的用于保存亮部变暗调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到亮部变暗调整后的第二临时图像。

对于曝光不足的原始图像，叠加单元43的作用为：将所述曝光不足的原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，可具体为：

用于针对位于所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以及所述暗部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2*(255-MaskBmp[i])/255*K

-(R1*R2*((255-MaskBmp[i])/255)*K)/255’

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点上的灰度值；所述相关系数K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2表示位于所述暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

其中又可以包括：

第一计算子单元431，用于对由处理单元42中的处理子单元421得到的所述暗部进行分离后的第一临时图像上所有的像素点按下式进行处理，求得相关系数K1，

K1＝(255-MaskBmp[i]/3)/255；

第二计算子单元432，用于对由处理单元42中的调整子单元422得到的所述暗部变亮调整后的第二临时图像的各个像素乘以相关系数K1*K2，得到新的暗部变亮调整后的第二临时图像；

第三计算子单元433，用于针对位于所述曝光不足的原始图像以及由第二计算子单元432得到的所述新的暗部变亮调整后的第二临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2-R1*R2/255；

G3＝G1+G2-G1*G2/255；

B3＝B1+B2-B1*B2/255；

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述相关系数K2为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1、G1、B1分别表示位于所述曝光不足的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2、G2、B2分别表示位于所述新的暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3、G3、B3分别表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

对于曝光过度的原始图像，叠加单元43的作用为：将所述曝光过度的原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像，可具体为：

用于针对位于所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以及所述亮部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*(R5+(255-R5)*(1-MaskBmp[i]/255)*(1-K))/255，

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

该叠加单元43又可以包括：

第一计算子单元431，用于对由处理单元42中的处理子单元421得到的所述亮部进行分离后的第一临时图像上所有的像素点按下式进行处理，求得相关系数K3，

K3＝(MaskBmp[i]/3)/255；

第二计算子单元432，用于对由处理单元42中的调整子单元422得到的所述亮部变暗调整后的第二临时图像的各个像素按照如下公式进行计算，得到新的亮部变暗调整后的第二临时图像，

R5＝R5’+(255-R5’)*(1-K3)*(1-K2)；

G5＝G5’+(255-G5’)*(1-K3)*(1-K2)；

B5＝B5’+(255-B5’)*(1-K3)*(1-K2)；

第三计算子单元433，用于针对位于所述曝光过度的原始图像以及由第二计算子单元432得到的所述新的亮部变暗调整后的第二临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*R5/255；

G6＝G4*G5/255；

B6＝B4*B5/255；

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K2为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5’、G5’、B5’分别表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R5、G5、B5分别表示位于所述新的亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4、G4、B4分别表示位于所述曝光过度的原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6、G6、B6分别表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

图4所示装置的具体工作流程请参照图1所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

图5为曝光不足图像及对其进行数码补光后的直方图信息示意图。图5中，实线为曝光不足图像的直方图信息，虚线为对曝光不足图像进行数码补光后的直方图信息。从图5中可以看出，曝光不足图像的像素值都比较低，也即图像的阴暗区域很灰暗，图像的细节损失很多；经过数码补光后的直方图分布则变得比较均匀，从而达到了应有的补光效果。

图6为曝光过度图像及对其进行数码减光后的直方图信息示意图。图6中，实线为曝光过度图像的直方图信息，虚线为对曝光过度图像进行数码减光后的直方图信息。如图6所示，曝光过度图像的像素值都比较高，图像亮部很亮；经过数码减光后的图像直方图分布变得比较均匀，色度和亮度的变化也非常平滑。

这里所提到的直方图，是指以二维图形的形式表示出原始图像所有像素点中的R、G、B分量在不同取值上的分布情况。简单来说，直方图中的横轴用于表示各分量所有可能的取值0～255，纵轴用于表示不同的取值分别对应的像素个数(或不通取值分别对应的像素个数占总像素个数的比例)。举例来说，对于R分量，可通过遍历整个原始图像，获知当其取值为120时，对应的像素个数，即原始图像中共有多少个像素点的R分量值为120，然后，将其表示在直方图中即可。在实际应用中，可以将三个分量的直方图建立在同一张图上，也可以分别单独建立。如何建立R、G、B三个分量的直方图为现有技术，不再赘述。

由上述实施例可以看出，本发明对图像进行曝光处理的方法，使用户对曝光不足或曝光过度的图像进行简单地操作就可以使图像达到自然的效果，最大程度地为用户节约了时间和费用，深受广大用户的喜爱。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种数字图像曝光调整的方法，其特征在于，该方法包括：

将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像；

当所述原始图像为曝光不足图像时，

对所述第一临时图像中的暗部进行分离，对所述第二临时图像进行暗部变亮调整；将所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照屏幕Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，

或，当所述原始图像为曝光过度图像时，

对所述第一临时图像中的亮部进行分离，对所述第二临时图像进行亮部变暗调整；将所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照正片叠加Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一临时图像中的暗部进行分离包括：

对所述第一临时图像中的每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到暗部进行分离后的第一临时图像：

其中，所述Threshold为80，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二临时图像进行暗部变亮调整包括：

通过查询预先设置的用于保存暗部变亮调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的红R分量值、绿G分量值和蓝B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到暗部变亮调整后的第二临时图像。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像包括：

针对位于所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以及所述暗部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2*(255-MaskBmp[i])/255*K

-(R1*R2*((255-MaskBmp[i])/255)*K)/255’

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点上的灰度值；所述相关系数K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2表示位于所述暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一临时图像中的亮部进行分离包括：

对所述第一临时图像中的每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到亮部进行分离后的第一临时图像：

其中，所述Threshold为100，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述亮部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二临时图像进行亮部变暗调整包括：

通过查询预先设置的用于保存亮部变暗调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到亮部变暗调整后的第二临时图像。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像包括：

针对位于所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以及所述亮部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*(R5+(255-R5)*(1-MaskBmp[i]/255)*(1-K))/255，

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

8.一种数字图像曝光调整的装置，其特征在于，该装置包括：复制单元、处理单元和叠加单元，所述复制单元，用于将原始图像复制两份，得到第一临时图像和第二临时图像，其中，

当所述原始图像为曝光不足图像时，所述处理单元，用于对所述第一临时图像的暗部进行分离和对所述第二临时图像进行暗部变亮调整；所述叠加单元，用于将所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以所述暗部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照屏幕Screen模式进行叠加，得到最终所需的数码补光后图像，或，

当所述原始图像为曝光过度图像时，所述处理单元，用于对所述第一临时图像的亮部进行分离和对所述第二临时图像进行亮部变暗调整；所述叠加单元，用于将所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以所述亮部进行分离后的第一临时图像为蒙层按照正片叠加Multiply模式进行叠加，得到最终所需的数码减光后图像。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述复制单元包括：

待处理子单元，用于保存所述原始图像；

复制子单元，用于将待处理子单元中的原始图像进行复制。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括：

处理子单元，用于对所述第一临时图像中每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到暗部进行分离后的第一临时图像：

其中，所述Threshold为80，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述暗部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元，用于通过查询预先设置的用于保存暗部变亮调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的红R分量值、绿G分量值和蓝B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到暗部变亮调整后的第二临时图像。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述叠加单元包括：

用于针对位于所述原始图像与所述暗部变亮调整后的第二临时图像以及所述暗部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码补光后图像：

R3＝R1+R2*(255-MaskBmp[i])/255*K

-(R1*R2*((255-MaskBmp[i])/255)*K)/255’

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述暗部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点上的灰度值；所述相关系数K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R1表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R2表示位于所述暗部变亮调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R3表示位于所述数码补光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括：

处理子单元，用于对所述第一临时图像中的每一个像素点，以[Threshold，Threshold+feather]为过渡区域，分别按照如下公式进行灰度值计算，得到亮部进行分离后的第一临时图像：

其中，所述Threshold为100，所述feather为(255-Threshold)；所述Gray表示所述第一临时图像上的像素点的灰度值；所述Value表示所述亮部进行分离后的第一临时图像上的像素点的灰度值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号；

调整子单元，用于通过查询预先设置的用于保存亮部变暗调整前后对应取值关系的表格，将所述第二临时图像中的每一个像素点上的R分量值、G分量值和B分量值由调整前的取值分别转换为所述表格中调整后的取值，得到亮部变暗调整后的第二临时图像。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述叠加单元包括：

用于针对位于所述原始图像与所述亮部变暗调整后的第二临时图像以及所述亮部进行分离后的第一临时图像中的每一对对应像素点，分别按照以下公式进行计算，得到数码减光后图像：

R6＝R4*(R5+(255-R5)*(1-MaskBmp[i]/255)*(1-K))/255，

其中，i表示任一像素点；所述MaskBmp[i]表示所述亮部进行分离后的第一临时图像中的第i个像素点的灰度值；所述K为图层透明度系数，其取值为一大于等于0且小于等于1的实数；所述R5表示位于所述亮部变暗调整后的第二临时图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R4表示位于所述原始图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述R6表示位于所述数码减光后图像中的像素点上的R、G、B分量值；所述*表示乘号，所述/表示除号，所述+表示加号，所述-表示减号。

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