CN108702514A - 一种高动态范围图像处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种高动态范围图像处理方法及装置，用于解决现有技术存在的显示图像失真的问题。该方法包括：获取高动态范围图像；将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。

Description

一种高动态范围图像处理方法及装置 技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种高动态范围图像处理方法及装置。
背景技术
动态范围(Dynamic Range)表示了在图像可显示的范围内最大灰度值和最小灰度值之间的比率。目前大部分的彩色数字图像中，R、G、B各通道分别使用一个字节8位来存储，也就是说，各通道的表示范围是0～255灰度级，这里的0～255就是图像的动态范围。但是真实世界中同一场景中动态范围在10-3到106范围内，我们称之为高动态范围(英文：high dynamic range，简称：HDR)。高动态范围图像(HDRI)是一种可以表示实际场景中光亮度范围变化的图像类型。因此，可以更好地表示场景中亮区和暗区的光学特性。高动态范围图像所要表示的像素值范围通常很大，有时候需要达到数十万，甚至数百万。高动态范围图像每个颜色通道需要比传统图像更多的数据位，这是因为它的线性编码以及需要表示人眼可见亮度范围甚至是更大范围的数值。经常使用16位半浮点(half precision)或者32位浮点数表示高动态范围像素。
图像在显示器上的成像过程实际上就是真实世界的高动态范围光信息到显示器的显示图片低动态范围的光信息的映射，是一个非线性的过程，如图1所示。色调映射是目前普遍采用的一种将高动态范围图像转换为低动态范围图像的方法，它提供了一种将现实场景中的亮度值映射到显示器能够显示的范围的方法。
高动态范围显示器通俗的解释就是具有更高的峰值像素值，更低的黑点(最小像素值)和更大的对比度的显示器。显示器根据背光的不同可以分为发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)背光显示器、等离子显示器、激光显示器的等等。其中LED背光显示器是现阶段应用最广的显示 器。传统的LED背光设备的动态范围只有10-1到103nits，这个较小的动态范围严重的影响了显示图像的质量，通过增加背光强度的方式可以使显示器的动态范围增加，但由于LCD存在较为严重的漏光现象，单纯的增加背光最大亮度值不能得到令人满意的结果，例如，如果最大背光亮度增加到1000nits，最小黑点的亮度也会相应增加，比如为0.5nits，这样动态范围为1000:0.5＝2000。背光强度增大了10倍，而动态范围只增加了两倍。因此人们需要新的解决方案，局部背光调节(local dimming)是一个较为常见的方法。这种类型的显示器可以通过使用非均匀背光来显示HDR图像。具体地说，可以基于输入图像来调整屏幕的不同区域上的背光强度。能够实现Local dimming的显示器一般为双层结构，包括背光(英文：Backlight，简称BL)层和液晶(英文：Liquid Crystal，简称：LC)层，如图2所示。背光层能够根据不同分区进行不同的背光调节，背光层可以相当于一个低分辨率图像，液晶层相当于一个高分辨率图像。背光层和液晶层的结合得到一个包含完整信息的图像。
高动态范围图像在显示器显示之前，需要对图像进行处理。目前采用处理一般为先采用色调映射方法对HDR图像(例如16bit)进行压缩，压缩到现有显示器能够显示的动态范围(8/10bit)，然后将8/10bit的图像进行分层处理得到背光层图像和液晶层图像，然后用背光层图像进行背光调节并对液晶层图像进行补偿，融合两层图像得到显示器能够显示的最终图像。但是目前采用的处理方案首先需要采用色调映射算法对图像进行压缩，将16比特HDR图像源压缩成8/10比特的图像，因此得到的用于local dimming模块处理的图像为压缩后的低比特图像，最终显示的图像效果用于模拟这个低比特图像，而并不是最初的HDR图像源，这就造成显示的图像和HDR源图像未必一致，产生了图像失真。
发明内容
本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理方法及装置，用于解决现有技术中存在的显示图像失真的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理方法，该方法包括：获取高动态范围图像；将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
由于传统的HDR处理技术会先对HDR图像进行压缩处理然后再进行背光控制处理，这样使得显示的HDR图像丢失大量的图像细节，背光控制处理所针对的是压缩后的图像，因此处理过程中只能用于模拟压缩后图像，可能会导致最终处理显示的图像与原始的HDR图像不一致。而本发明实施例中直接对HDR图像进行分层处理，然后针对分层后的背光图像再进行背光控制处理，能够避免压缩丢失大量细节信息。
在一种可能的设计中，所述通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，可以通过如下方式实现：
将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
上述设计中，对分层后的各层液晶图像分开进行压缩处理，能够降低整体压缩丢失的大量细节信息，从而最大程度上保证处理后的显示图像与原始的HDR图像保持一致。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图 像，所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，通过如下方式实现：
基于不同的压缩比例分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
具体的，可以根据至少两层第二液晶图像中包括的图像特征信息配置不同或者相同的压缩比例，然后基于配置的压缩比例分别对对所述至少两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理。
上述设计中，对分层后的各层液晶图像基于各层液晶图像包括的图像特征信息的不同配置不同压缩比例，然后以不同的压缩程度进行压缩处理，能够降低整体压缩丢失的大量细节信息，从而最大程度上保证处理后的显示图像与原始的HDR图像保持一致。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息；
在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，所述方法还包括：
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
对所述低频图像进行抖动处理，能够去除图像在压缩过程中产生的artifacts。经过全局色调映射处理能够调整图像整体的对比度。
在一种可能的设计中，在所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还包括：
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
在一种可能的设计中，所述获取高动态范围图像，包括：
获取待处理图像，在所述待处理图像的像素比特数大于预设的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。在所述待处理图像的像素比特数小于或等于预设的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
由于现有视频传输通道只支持8/10比特的视频编解码器，因此HDR图像源在视频传输的过程中会被压缩成8/10比特的图像，如何更好的从8/10比特的图像恢复高比特HDR图像源也是一个关键问题，本发明实施例可以通过申述设计来实现兼容现有的8/10比特图像，获取高动态范围图像。
在一种可能的设计中，在对所述待处理图像进行反量化处理之前，所述方法还包括：
对所述待处理图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。从而得到所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，在对所述待处理图像进行反量化处理之后，所述方法还包括：
对反量化处理后的图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理，从而得到所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，所述将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像，包括：
对所述高动态范围图像进行背光统计得到第一背光图像，所述高动态范围图像中的任一区域的背光值为所述任一区域对应在所述第一背光图像中的像素的像素值；
将所述第一背光图像分辨率扩大，对扩大后的第一背光图像进行模糊处理，从而得到第二背光图像，所述第二背光图像用于模拟第一背光图像在被所述背光层显示时通过所述显示器中的光学器件的光扩散处理后显示出的图像；
根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像。
第二方面，本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理装置，包括：
获取单元，用于获取高动态范围图像；
分离单元，用于将所述获取单元获取到的所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；
第一压缩处理单元，用于通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述分离单元得到的所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；
第二压缩处理单元，用于通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述分离单元得到的所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
在一种可能的设计中，所述第一压缩处理单元，用于：
将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述第一压缩处理单元，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量时，用于：
基于不同的压缩比例分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理所使用的压缩比例还可以相同。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息，所述第一压缩处理单元，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
在一种可能的设计中，所述第一压缩处理模块，在所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
在一种可能的设计中，所述获取单元，还用于：
获取待处理图像；
所述装置还包括比特处理单元，用于在所述待处理图像的像素比特数大于传统图像的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，所述获取单元，还用于：
获取待处理图像；
所述装置还包括比特处理单元，用于在所述待处理图像的像素比特数小于传统图像的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，在对所述待处理图像进行反量化处理之前，所述比特处理单元还用于：
对所述待处理图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
在一种可能的设计中，在对所述待处理图像进行反量化处理之后，所述比特处理单元，还用于：
对反量化处理得到的图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
第三方面，本发明实施例还提供了一种高动态范围图像处理装置，还装置包括：
接收器，用于获取高动态范围图像；
处理器，用于将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
在一种可能的设计中，所述装置还包括所述显示器，所述显示器包括背 光层和液晶层；
所述背光层用于显示所述第一背光图像；
所述液晶层用于显示所述第一液晶图像。
当然该显示器可以不设置在高动态范围图像处理装置内部，为单独存在的一个设备。
在一种可能的设计中，该装置还可以包括存储器，该存储器用于执行处理器执行的程序，以及一些配置信息。配置信息包括分离所采用的算法等等。
当然该存储器可以设置于高动态范围图像处理装置的外部，为单独存在的一个设备。
在一种可能的设计中，所述处理器，在通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理时，具体用于：
将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述处理器，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量时，用于：
基于不同的压缩比例分别对所述至少两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被 压缩的像素的比特的数量的正整数。
在一种可能的设计中，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息；
所述处理器，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
在一种可能的设计中，所述处理器，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
在一种可能的设计中，所述接收器，还用于：
获取待处理图像；
所述处理器，还用于在所述接收器获取的所述待处理图像的像素比特数大于预设的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，所述接收器，还用于：
获取待处理图像；
所述处理器，还用于在所述接收器获取的所述待处理图像的像素比特数小于或者等于预设的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从 而得到所述高动态范围图像。
在一种可能的设计中，所述处理器，在将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像时，用于：
对所述高动态范围图像进行背光统计得到第一背光图像，所述高动态范围图像中的任一区域的背光值为所述任一区域对应在所述第一背光图像中的像素的像素值；
将所述第一背光图像分辨率扩大，对扩大后的第一背光图像进行模糊处理，从而得到第二背光图像，所述第二背光图像用于模拟第一背光图像在被所述背光层显示时通过所述显示器中的光学器件的光扩散处理后显示出的图像；
根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像。
第四方面，本发明实施例提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被电子设备执行时使所述电子设备执行第一方面中的任意一种方法。
由于传统的HDR处理技术会先对HDR图像进行压缩处理然后再进行背光控制处理，这样使得显示的HDR图像丢失大量的图像细节，背光控制处理所针对的是压缩后的图像，因此处理过程中只能用于模拟压缩后图像，可能会导致最终处理显示的图像与原始的HDR图像不一致。而本发明实施例中直接对HDR图像进行分层处理，然后针对分层后的背光图像再进行背光控制处理，能够避免压缩丢失大量细节信息。对分层后的各层液晶图像以不同的压缩程度进行压缩处理，能够降低整体压缩丢失的大量细节信息，从而最大程度上保证处理后的显示图像与原始的HDR图像保持一致。
附图说明
图1为本发明实施例提供的真实世界的高动态范围光信息到显示器的显示图片低动态范围的光信息的映射示意图；
图2为本发明实施例提供的显示器结构示意图；
图3为本发明实施例提供的16位半浮点类型编码示意图；
图4为本发明实施例提供的高动态范围图像处理方法流程图；
图5为本发明实施例提供的获取高动态范围图像方法流程；
图6为本发明实施例提供的一种高动态范围图像处理方法示意图；
图7为本发明实施例提供的一种高动态范围图像分为3层处理方法示意图；
图8为本发明实施例提供的一种高比特基础层液晶图像处理方法示意图；
图9为本发明实施例提供的一种高比特细节层液晶图像处理方法示意图；
图10为本发明实施例提供的一种高动态范围图像分为4层处理方法示意图；
图11为本发明实施例提供的一种高动态范围图像处理装置示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种高动态范围图像处理装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理方法及装置，用于解决现有技术中存在的显示图像失真的问题。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
本发明实施例涉及的低分辨率的图像与背光分区个数相关，一般消费者级别的背光分区不超过24*10，高性能实验室环境下背光分区不超过256*144。高分辨率的图像是指与常见的液晶显示器的分辨率差别较小或者相同的图像，比如720P(1280*720)、1080P(1920*1080)、4K(4096*2160或3840*2160)等。
本发明实施例中涉及的高动态范围图像的编码格式可以是OpenEXR，OpenEXR的文件扩展名为.exr，采用的是一种与IEEE浮点类型相似的16位半浮点类型，参见图3为16位半浮点类型编码示意图。如下公式为从编码的半浮点数进行转换的公式：
其中：S代表符号位，E代表指数，M为小数部分。
由于OpenEXR中可以表示正负值，因此其涵盖了全部的可见光范围，基本满足HDR图像需求。
本发明实施例涉及到色调映射算法按照普遍分类方法可以归为三大类：全局算法、局部算法和混合算法。混合算法是将全局算法和局部算法相结合，效果一般比全局和局部算法好。
本发明实施例涉及到Local dimming技术分为0-D local dimming、1-D local dimming和2-D local dimming。0-D local dimming就是整体调节背光的亮度；1-D local dimming可以调整不同行的亮度，2-D local dimming可以将背光进行分区处理，动态的调整不同分区的背光亮度，在提高显示图像动态范围的同时降低显示器的功耗，2-D local dimming是现阶段应用最广、效果最好的背光控制方法。
本发明实施例涉及的低比特图像的比特数等于传统图像的比特数，一般为8、10比特，高比特图像是指HDR图像，一般为16比特半浮点数据或32比特浮点数据。
本发明实施例适用于能够实现Local dimming技术的显示器。例如：LED背光显示器、显示器一般是双层结构，包括背光层和液晶层。
背光层一般显示图像的低频信息，分辨率较低，具体分辨率由背光分区个数决定；液晶层显示图像为去除背光信息后剩余的信息，分辨率较高，一般为720P、1080P或4K。
本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理方法，参见图4，该方法包括：
S401，获取高动态范围图像。
其中所述高动态范围图像的分辨率与用于显示所述高动态范围图像的显示器的液晶层的分辨率相同。
S402，将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像。
可选地，将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像，可以通过如下方式实现：
对所述高动态范围图像进行背光统计得到第一背光图像，所述高动态范围图像中的任一区域的背光值为所述任一区域对应在所述第一背光图像中的像素的像素值；
将所述第一背光图像分辨率扩大，对扩大后的第一背光图像进行模糊处理，从而得到第二背光图像，所述第二背光图像用于模拟第一背光图像在被所述背光层显示时通过所述显示器中的光学器件的光扩散处理后显示出的图像；
根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像。
所述第一背光图像的分辨率与用于显示所述高动态范围图像的显示器的背光层的分辨率差别较小或者相同。第一背光图像为低分辨率的图像。
其中，对所述高动态范围图像进行背光统计，具体包括：
统计高动态范围图像的不同分区的背光亮度值。也就是一个分区对应一个背光亮度值。从而得到包括所述背光亮度值的图像称为第一背光图像。可以认为该第一背光图像仅包括了背光亮度值，第一背光图像是一个分辨率与背光分区个数相同的低分辨率的图像。
统计高动态范围图像的不同分区的背光亮度值的方法有多种，可以但不仅仅局限于下述方法：平均值法、平方根法、最大值法、以及映射函数反转法。本发明实施例对统计高动态范围图像的不同分区的背光亮度值的方法不作具体限定，现有技术中的其它的统计图像不同的分区的背光亮度值的方法 也适用于本发明实施例。
下面简要说明一下上述统计高动态范围图像的不同分区的背光亮度值的各种方法。
平均值法，具体是将一个区域内包括各个像素的背光亮度值的平均值作为该区域的背光亮度值。
平方根法，具体是将一个区域内包括的各个像素的背光亮度值的平均值的平方根值作为该区域的背光亮度值。
最大值法，具体是将一个区域内包括的各个像素的背光亮度值的最大值作为该区域的背光亮度值。
映射函数反转法，通过统计得到整幅图像的直方图，然后获得直方图的累计分布函数，然后累计分布函数的反函数作为映射函数反转函数。统计每个区域内包括的各个像素的背光亮度值的平均值，然后将得到的每个区域的平均值输入映射函数反转函数得到每个区域的背光亮度值。对于不同的图像帧，具有不同的累计分布函数曲线，可以根据每帧输入图像的不同特征获取最优的背光亮度值。
第二背光图像是高分辨率的图像，比如分辨率可以为720P、1080P、4K等。
第二背光图像得到的是模拟的高分辨率率的液晶图像得到的是高分辨率的图像，具体分辨率可以为720P、1080P、4K等。
其中，得到第二背光图像时模拟第一背光图像在显示时通过光学器件的光扩散处理可以使用光扩散函数，光扩散函数描述了从LED发出的光线经过多次扩散膜(板)扩散后入射到液晶屏的光线传递性能。通过光扩散函数可以准确获知入射到液晶屏各像素的光线亮度，以便对液晶像素进行精确补偿。
模拟光扩散的光扩散函数有多种。本发明实施例中以插值法、模糊-掩膜法为例进行说明。但是现有技术中其余的模拟光扩散的光扩散函数的方法也落在本发明实施例的保护范围内，本发明实施例在此不在赘述。
插值法，能够对低分辨率图像进行插值得到高分辨率的图像。
模糊-掩膜法，首先将低分辨率的图像进行扩展处理，具体是将图像水平、垂直方向上像素扩大一倍，然后应用低通滤波器进行模糊处理，并重复上述步骤，然后得到分辨率与显示器的液晶层的分辨率相同的高分辨率图像。这里涉及迭代过程，可采用显示查找表(英文：Look-Up-Table，简称：LUT)查表的方式替代上述的迭代过程，此查找表存储低分辨率图像与最终高分辨率图像的映射关系，更便于硬件实现。
上述根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像，可以通过如下方式实现：
将所述高动态范围图像的像素亮度值与所述第二背光图像对应的像素亮度值进行求差操作后得到第一液晶图像；或者将所述高动态范围图像的像素亮度值与所述第二背光图像对应的像素亮度值进行求商操作后得到第一液晶图像。
S403，通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像。
S404，通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
上述步骤S403和步骤S404执行的先后顺序本发明实施例不作具体限定。
可选地，本发明实施例中还可以对得到的第一背光图像进行处理，具体将所述第一背光图像的分辨率进行处理，具体可以通过如下方式实现：
对所述第一背光图像通过光学器件进行光扩散处理得到高分辨率的第三背光图像，所述第三背光图像用于与压缩后的第一液晶图像叠加显示。
利用本发明实施例提供的方案，对HDR图像(例如16bit)进行分层处理得到背光层图像和液晶层图像，然后对背光层图像进行背光调节并对液晶层图像进行补偿，叠加两层图像得到显示器能够显示的最终图像。因此得到的用于local dimming模块的图像为压缩前的高比特图像，保留了大量图像的 细节，最终显示的图像效果用于模拟这个高比特图像，最大程度保证了处理后显示的HDR图像与原始HDR图像源保持一致，减少了图像失真。
可选地，所述通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理时，可以通过如下方式实现：
将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
具体的，将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像使，可以使用至少一种局部色调映射算法将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像。
其中，用于分层的局部色调映射算法有多种，例如双边滤波(Bilateral filter)、导向滤波(Guided Filter)等。
双边滤波是在高斯滤波的基础上引入图像强度值作为双边滤波器的输入参数，同时考虑图像的空间位置和图像强度信息，能够更好的兼容图像空间位置和图像像素的强度值，有很好的保留图像边缘的作用，在不产生明显的瑕疵(artifacts)的前提下，将图像分层处理，将图像分为至少两层。
其中，瑕疵包括轮廓线(conturing)、光晕(Halo)、带状(banding)等等。
上述方案以双边滤波为例进行说明，但不局限于此方法，其余局部色调映射方法也在此专利保护范围内。
可选地，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，包括：
基于不同的压缩比例分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处 理；
对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
压缩过程中像素值的变化可以通过查表来实现。
具体预先针对至少两层第二液晶图像所包括的图像特征信息来配置压缩比例。第二液晶图像包括的图像的细节特征越多，压缩力度越小。
比如，处理得到两层第二液晶图像，其中一层第二液晶图像包括第一液晶图像包含的基础特征信息，比如一些低频信息，为了方便描述，将该一层第二液晶图像称为基础层图像。另一层第二液晶图像包括第一液晶图像包含的细节特征信息，比如高频信息，为了方便描述，将该另一层第二液晶图像称为细节层图像。由于细节层液晶图像包括的图像细节特征较多，因此压缩力度要小于基础层液晶图像的压缩力度。
可选地，将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合后，从而得到所述压缩后的第一液晶图像，可以通过如下方式实现：
可以将压缩处理后的至少两层第二液晶图像进行融合处理后再进行传统后处理，从而得到压缩后的第一液晶图像。
传统后处理方法包括：锐化(Sharpness)、动态对比度增强(英文：Dynamic Contrast Improvement，简称：DCI)等等。
可选地，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息；在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还可以对所述所述低频第二液晶图像进行如下处理：
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射 处理；或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
本发明实施例中为了描述方便，将包括所述低频第二液晶图像称为基础层图像。
对基础层图像进行抖动处理，能够去除图像在压缩过程中产生的artifacts。
经过全局色调映射处理能够调整图像整体的对比度。
可选地，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还包括：对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
由于现有视频传输通道只支持8/10比特的视频编解码器，因此HDR图像源在视频传输的过程中会被压缩成8/10比特的图像，如何更好的从8/10比特的图像恢复高比特HDR图像源也是一个关键问题，本发明实施例可以通过如下算法来实现兼容现有的8/10比特图像，获取高动态范围图像。
获取待处理图像，在所述待处理图像的像素比特数大于传统图像的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。在所述待处理图像的像素比特数小于传统图像的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
具体的，如图5所示：
S501：获取待处理图像。
S502：确定所述待处理图像的像素比特数是否大于预设的像素比特数，若是，则执行S303，若否，则执行S304。预设的像素比特数与传统图像的比 特数相同，可以为10比特。
S503，将所述待处理图像作为高动态范围图像。
S504，对所述待处理图像进行反量化处理，得到所述高动态范围图像。
其中，反量化方法可以但不仅限于包括：洪流算法(Flooding)、抖动算法(dither)、滤波法(Filtering)等等。现有技术中的其它反量化的方法也适用于本发明实施例，本发明实施例在此不再赘述。
Flooding根据图像内容信息，确定洪流方向，然后根据最小化成本函数进行去量化。Dither通过随机添加扰动的方式进行去量化。Filtering通过滤波器来模拟Flooding进行去量化。通过上述去量化算法能够很好的恢复HDR图像。
可选地，在步骤S504中，得到所述高动态范围图像时，还可以对待处理图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
具体的，可以在对待处理图像进行反量化处理之前，对待处理图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理；还可以在对待处理图像进行反量化处理之后，对反量化处理后的图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
由于传统的HDR处理技术会先对HDR图像进行压缩处理然后再进行背光控制处理，这样使得显示的HDR图像丢失大量的图像细节，背光控制处理所针对的是压缩后的图像，因此处理过程中只能用于模拟压缩后图像，可能会导致最终处理显示的图像与原始的HDR图像不一致。而本发明实施例中直接对HDR图像进行分层处理，然后针对分层后的背光图像再进行背光控制处理，能够避免压缩丢失大量细节信息。对分层后的各层液晶图像以不同的压缩程度进行压缩处理，能够降低整体压缩丢失的大量细节信息，从而最大程度上保证处理后的显示图像与原始的HDR图像保持一致。
下面以将HDR图像分为3层为例进行说明，如图6所示。
假设待处理的是HDR图像，需要将该HDR图像处理后进行显示，则处理流程如下：
A1：获取HDR图像。一般的HDR图像为高比特图像，为了描述方便，将HDR图像称为高比特图像。
A2：将所述HDR图像进行分层处理得到第一背光图像和第一液晶图像。
第一背光图像仅包括了背光分区后的各个分区的背光亮度值，因此是低分辨率图像，则这里为了描述方便，称之为低分辨率背光图像。低分辨率的背光图像的分辨率与显示器的背光层的分辨率差别较小或者相同。得到的第一液晶图像的比特数高于传统图像比特数，则本发明实施例为了描述方便，称之为高比特液晶图像。并且高比特液晶图像的分辨率与显示器的液晶层的图像的分辨率差别较小，分辨率一般为720P、1080P、4K等。本发明实施例中以高分辨率的图像与显示器的液晶层的图像的分辨率相同为例。
具体将所述HDR图像进行分层处理得到低分辨率背光图像和高比特液晶图像，可以通过如下方式实现，参见图7：
B1：对所述HDR图像进行背光统计，得到低分辨率背光图像。
其中，背光统计的方式可以参见图2对应的实施例的所描述的方式，本发明实施例在此不再赘述。
B2：针对所述低分辨率背光图像使用模拟光扩散的光扩散函数处理得到分辨率与待显示所述HDR图像的液晶显示器相同的模拟的高分辨率背光图像。该高分辨率背光图像的分辨率一般为720P、1080P、4K等。
B3：基于高分辨率背光图像，从所述高比特图像中分离出高比特液晶图像。
将所述高比特图像的像素亮度值与所述高分辨率背光图像对应的像素亮度值进行求差操作后得到高比特液晶图像；或者将所述高比特图像的像素亮度值与所述高分辨率背光图像对应的像素亮度值进行求商操作后得到高比特液晶图像。高比特液晶图像的分辨率与液晶层的分辨率相同。
A3：再对所述高比特液晶图像进行分层处理得到两层第二液晶图像。
两层第二液晶图像中，其中一层第二液晶图像包括了第一液晶图像中的基础特征信息，例如低频信息。另外，第二液晶图像的像素比特数高于传统图像的像素比特数(8、10比特)，则将该层第二液晶图像称之为高比特基础层液晶图像。其中另一层第二液晶图像包括了第一液晶图像中的细节特征信 息，例如高频信息，则将该层第二液晶图像称之为高比特细节层液晶图像。
具体的，使用局部色调映射算法将所述高比特液晶图像分层处理得到高比特基础层液晶图像以及高比特细节层液晶图像。
A4：分别对低分辨率背光图像、高比特基础层液晶图像、高比特细节层液晶图像进行处理后再叠加得到显示图像。
具体对低分辨率背光图像通过光学器件进行光扩散处理处理得到显示的高分辨率背光图像，高分辨率背光图像的分辨率与显示器的液晶层的分辨率相同。背光处理方式参照图4所对应的实施例中的描述方式，本发明实施例在此不再赘述。针对高比特基础层液晶图像进行基础层压缩处理得到低比特基础层液晶图像。例如，如图8所示，对高比特基础层液晶图像进行全局色调映射处理，对进行全局色调映射处理后的图像进行抖动处理，然后再进行压缩1处理得到低比特基础层图像。
针对高比特细节层液晶图像进行细节层压缩处理得到低比特细节层液晶图像。例如，如图9所示，对高比特细节层液晶图像进行压缩2处理得到低比特细节层图像。压缩1配置的压缩比例高于压缩2配置的压缩比例。当然在对高比特细节层液晶图像进行压缩2处理之前，还可以先通过抖动以及全局色调映射处理。然后将显示的高分辨率背光图像、低比特基础层液晶图像、以及低比特细节层液晶图像进行叠加处理得到显示图像。
还可以先将低比特基础层液晶图像、以及低比特细节层液晶图像进行融合后，进行传统后处理，然后将后处理得到的低比特图像与高分辨率背光图像进行叠加处理得到显示图像。
当然，本发明实施例并不限定将HDR图像分为3层，还可以分为4层或者4层以上等等。例如，如图10所示，将HDR图像分为4层，包括低分辨率背光图像、高比特基础层液晶图像、高比特中间层液晶图像、高比特细节层液晶图像。其中高比特基础层液晶图像、高比特中间层液晶图像、高比特细节层液晶图像包括了液晶图像中不同的特征信息。
在进行分层处理时，可以将HDR图像分层为低分辨率背光图像以及高比 特液晶图像。然后可以使用局部色调映射算法将高比特液晶图像再次分层为高比特基础层液晶图像、高比特中间层液晶图像、高比特细节层液晶图像。或者可以使用一种局部色调映射算法将高比特液晶图像再次分层为高比特基础层液晶图像和第一高比特细节层液晶图像，然后在使用另一种局部色调映射算法将第一高比特细节层液晶图像分层为高比特中间层液晶图像、第二高比特细节层液晶图像。本发明实施例中不对使用的局部色调映射算法的数量进行限定，当然可以使用多种局部色调映射算法将高比特液晶图像分为多层图像后再分别进行压缩处理。在对多层图像进行压缩处理时采用不同的压缩比例，具体可以根据包括的特征信息配置不同的压缩比例。
基于与上述方法实施例同样的发明构思，本发明实施例提供了一种高动态范围图像处理装置，如图11所示，该装置包括：
获取单元1101，用于获取高动态范围图像。
分离单元1102，用于将所述获取单元获取到的所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像。
第一压缩处理单元1103，用于通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述分离单元1102得到的所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像。
第二压缩处理单元1104，用于通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述分离单元1102得到的所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
可选地，所述第一压缩处理单元1103，用于：
将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
可选地，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述第一压缩处理单元1103，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量时，用于：
基于不同的压缩比例分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理所使用的压缩比例还可以相同。本发明实施例对此不作具体限定。
可选地，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息，所述第一压缩处理单元1103，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
所述第一压缩处理模块1103，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进 行全局色调映射处理；或者；对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
由于现有视频传输通道只支持8/10比特的视频编解码器，因此HDR图像源在视频传输的过程中会被压缩成8/10比特的图像，如何更好的从8/10比特的图像恢复高比特HDR图像源也是一个关键问题，本发明实施例可以通过如下算法来实现兼容现有的8/10比特图像，获取高动态范围图像。
可选地，所述获取单元1101，还用于获取待处理图像。
该装置还包括比特处理单元1105，用于在所述待处理图像的像素比特数大于预设的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。
可选地，所述比特处理单元1105，还用于在所述待处理图像的像素比特数小于或等于预设的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
可选地，在对所述待处理图像进行反量化处理之前，所述比特处理单元1105还用于：
对所述待处理图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
可选地，在对所述待处理图像进行反量化处理之后，所述比特处理单元1105，还用于：
对反量化处理得到的图像进行全局色调映射处理或者反伽马处理。
经过全局色调映射或者反伽马处理后能够更好的恢复出高动态范围图像。
本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
其中，集成的单元既可以采用硬件的形式实现时，如图12所示，高动态范围图像处理装置包括：接收器1201以及处理器1202。处理器1202，可以是一个中央处理单元(英文：central processing unit，简称CPU)，或者为数字 处理单元等等。其中，高动态范围图像处理装置中还包括存储器1203，用于存储处理器1202执行的程序，处理器1202用于执行存储器1203存储的程序。存储器1203还用于存储一些针对图像的配置信息，例如对图像进行处理算法信息以及对图像进行压缩的压缩比例等等。
存储器1203可以设置于所述高动态范围图像处理装置内部，也可以设置于所述高动态范围图像处理装置外部。高动态范围图像处理装置还可以包括输入/输出接口1204，用于通过输入/输出接口1204将程序、以及配置信息写入存储器1203中，将处理完成的图像输出。
该高动态范围图像处理装置中还可以包括显示器1205，例如LED显示器。该显示器1205可以设置于该高动态范围图像处理装置中，当然还可以设置于高动态范围图像处理装置外部，为一个单独存在的设备。
其中，接收器1201、存储器1203、处理器1202、输入/输出接口1204以及显示器1205可以通过总线1206连接。其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器1203可以是易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器1203也可以是非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)，快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)、或者存储器1203是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器1203可以是上述存储器的组合。
显示器1205可以分为背光层以及液晶层。
接收器1201用于获取待处理的图像，该图像可以是高范围动态图像，从而处理器1202对该待处理的图像进行处理。
所述处理器1202用于执行存储器1203中存储的程序，用于执行图4、以及图5所示的实施例对应的方法，用于执行的内容可以参照图4、图5所示的实施例，本发明实施例在此进行简要说明，重复之处不再赘述。
处理器1202，用于将接收器1201获取到的所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器1205的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器1205用于显示所述高动态范围图像；通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
本发明实施例提供的高动态范围图像处理装置可以应用于视频编解码器。
由于传统的HDR处理技术会先对HDR图像进行压缩处理然后再进行背光控制处理，这样使得显示的HDR图像丢失大量的图像细节，背光控制处理所针对的是压缩后的图像，因此处理过程中只能用于模拟压缩后图像，可能会导致最终处理显示的图像与原始的HDR图像不一致。而本发明实施例中直接对HDR图像进行分层处理，然后针对分层后的背光图像再进行背光控制处理，能够避免压缩丢失大量细节信息。对分层后的各层液晶图像以不同的压缩程度进行压缩处理，能够降低整体压缩丢失的大量细节信息，从而最大程度上保证处理后的显示图像与原始的HDR图像保持一致。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程 和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

  1. 一种高动态范围图像处理方法，其特征在于，包括：
    获取高动态范围图像；
    将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；
    通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；
    通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
  2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，包括：
    将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
    通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
    将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
  3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，包括：
    基于不同的压缩比例分别对所述两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
    对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的 像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
  4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息；
    在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，所述方法还包括：
    对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
    对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
    对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
    对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
  5. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还包括：
    对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
    对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
    对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
    对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
  6. 如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取高动态范围图像，包括：
    获取待处理图像；
    在所述待处理图像的像素比特数大于预设的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。
  7. 如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取高动态范围图像，包括：
    获取待处理图像，在所述待处理图像的像素比特数小于或等于预设的的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
  8. 如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像，包括：
    对所述高动态范围图像进行背光统计得到第一背光图像，所述高动态范围图像中的任一区域的背光值为所述任一区域对应在所述第一背光图像中的像素的像素值；
    将所述第一背光图像分辨率扩大，对扩大后的第一背光图像进行模糊处理，从而得到第二背光图像，所述第二背光图像用于模拟第一背光图像在被所述背光层显示时通过所述显示器中的光学器件的光扩散处理后显示出的图像；
    根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像。
  9. 一种高动态范围图像处理装置，其特征在于，所述装置包括；
    接收器，用于获取高动态范围图像；
    处理器，用于将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像；通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理，从而得到用于被显示器的液晶层显示的压缩后的第一液晶图像，所述显示器用于显示所述高动态范围图像；通过减少用于表示所述第一背光图像的单个像素的比特的数量对所述第一背光图像进行压缩处理，从而得到用于被所述显示器的背光层显示压缩后的第一背光图像。
  10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理器，在通过减少用于表示所述第一液晶图像的单个像素的比特的数量对所述第一液晶图像进行压缩处理时，用于：
    将所述第一液晶图像分离为至少两层第二液晶图像，所述至少两层第二 液晶图像包括所述第一液晶图像的图像信息，且所述至少两层第二液晶图像中任意两层第二液晶图像所包括的图像信息不同；
    通过减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量，分别对所述至少两层第二液晶图像的进行压缩处理；
    将压缩后的至少两层第二液晶图像进行融合，从而得到所述压缩后的第一液晶图像。
  11. 如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述至少两层第二液晶图像包括两层第二液晶图像，所述处理器，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量时，用于：
    基于不同的压缩比例分别对所述至少两层第二液晶图像的像素值进行压缩处理；
    对于所述两层第二液晶图像中任一第二液晶图像的任一像素值被压缩的像素，使用N个比特表示所述任一像素值被压缩的像素的压缩后的像素值，从而得到压缩后的两层第二液晶图像，N为小于用于表示所述任一像素值被压缩的像素的比特的数量的正整数。
  12. 如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述至少两层第二液晶图像中包括低频第二液晶图像，所述低频第二液晶图像包括所述第一液晶图像的低频图像信息；
    所述处理器，在减少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
    对所述低频第二液晶图像进行抖动处理，或者，
    对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理，或者，
    对所述低频第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像进行全局色调映射处理；或者，
    对所述低频第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像进行抖动处理。
  13. 如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述处理器，在减 少用于表示所述至少两层第二液晶图像各自的单个像素的比特的数量之前，还用于：
    对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理；或者，
    对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理；或者，
    对所述至少两层第二液晶图像进行抖动处理后得到的图像分别进行全局色调映射处理；或者；
    对所述至少两层第二液晶图像进行全局色调映射处理后得到的图像分别进行抖动处理。
  14. 如权利要求9至13任一项所述的装置，其特征在于，所述接收器，还用于：
    获取待处理图像；
    所述处理器，还用于在所述接收器获取的所述待处理图像的像素比特数大于预设的像素比特数时，将所述待处理图像作为所述高动态范围图像。
  15. 如权利要求9至13任一项所述的装置，其特征在于，所述接收器，还用于：
    获取待处理图像；
    所述处理器，还用于在所述接收器获取的所述待处理图像的像素比特数小于或者等于预设的像素比特数时，对所述待处理图像进行反量化处理，从而得到所述高动态范围图像。
  16. 如权利要求9至15任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器，在将所述高动态范围图像分离为第一液晶图像和第一背光图像时，用于：
    对所述高动态范围图像进行背光统计得到第一背光图像，所述高动态范围图像中的任一区域的背光值为所述任一区域对应在所述第一背光图像中的像素的像素值；
    将所述第一背光图像分辨率扩大，对扩大后的第一背光图像进行模糊处理，从而得到第二背光图像，所述第二背光图像用于模拟第一背光图像在被所述背光层显示时通过所述显示器中的光学器件的光扩散处理后显示出的图 像；
    根据所述第二背光图像，从所述高动态范围图像中分离出第一液晶图像。
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