CN113808045B - 一种图像亮度调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种图像亮度调节方法及装置，该方法通过对待处理图像中每个像素点的灰度值统计，计算出最大灰度值和平均灰度值，然后基于最大灰度值和平均灰度值之间的亮度差异，获取包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值的目标灰度映射参数，最后使用目标灰度映射参数、平均灰度值及最大灰度值，对待处理图像进行亮度调节，其中暗区系数能够对待处理图像中的暗区进行灰度映射，亮区系数能够对待处理图像中的亮区进行灰度映射，本方法利用暗区系数和亮区系数，独立调控亮暗区的亮度，快速调节图像亮度，最大程度上避免了信息丢失，能够较好的传递原始图像信息。
Description
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像亮度调节方法及装置。
背景技术
图象亮度是指画面的明亮程度，图像过亮或者过暗都会影响后期使用。目前在对图像亮度进行调节时，比较常见的方法是针对图像中所有像素点的亮度值，乘或者加一个相同的增强系数，使得图像整体变亮或者变暗。
但这种方式无法同时兼顾亮暗区的信息，会存在暗区亮度合适时，亮区过曝，亮区亮度合适时，暗区太暗没有细节信息的问题，尤其是在明暗反差大的场景下，可能会造成部分信息的丢失，不能很好的传递原始图像信息。
发明内容
为了解决在调节图像亮度时，无法同时兼顾亮暗区的信息，导致部分信息丢失的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种图像亮度调节方法及装置。
本申请第一方面公开了一种图像亮度调节方法，包括：
获取待处理图像中所有像素点的灰度值；
获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值；
获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值；
获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值；
根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值，所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射；
根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节。
可选的，所述根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节，包括：
根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射；
根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射；
根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节。
可选的，所述根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射，包括：
通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射：
其中，Iin表示目标像素点的灰度值，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
可选的，所述根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射，包括：
通过以下公式，对所述平均灰度值进行映射：
其中，Im表示所述平均灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，k2表示所述亮区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，Thr表示所述基础亮度阈值，Thr的取值区间为[1，2^bit-1]。
可选的，所述根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节，包括：
通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节：
其中，Iout表示目标像素点的亮度调节结果，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，Im表示所述平均灰度值的映射结果，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
可选的，所述根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，包括：
根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，所述目标亮度场景为所述待处理图像当前所属的亮度场景；所述亮度场景为弱曝场景、强曝场景、正常场景或欠曝场景；
根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数。
可选的，所述预设的场景亮度阈值包括依次增大的第一亮度阈值、第二亮度阈值和第三亮度阈值；
所述场景亮度阈值的取值区间为(0，2^bit-1)，其中，bit为图像数据位宽。
可选的，所述根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，包括：
若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值不大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为弱曝场景；
若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为强曝场景；
若所述亮度差值不小于所述第一亮度阈值，且不大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为正常场景；
若所述亮度差值大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为欠曝场景。
可选的，所述根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数，包括：
若所述目标亮度场景为所述弱曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第一暗区系数、第一亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述强曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第二暗区系数、第二亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第三暗区系数、第三亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第四暗区系数、第四亮区系数及所述基础亮度阈值；
其中，所述第一暗区系数、所述第二暗区系数、所述第三暗区系数及所述第四暗区系数的大小依次减小，且取值区间均为[1，3]；
所述第一亮区系数、所述第二亮区系数、所述第三亮区系数及所述第四亮区系数的大小依次增大，且取值区间均为(0，2]。
本申请第二方面公开了一种图像亮度调节装置，包括：
灰度获取模块，用于获取待处理图像中所有像素点的灰度值；
平均灰度值获取模块，用于获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值；
最大灰度值获取模块，用于获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值；
亮度差获取模块，用于获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值；
映射参数获取模块，用于根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值，所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射；
亮度调节模块，用于根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节。
可选的，所述亮度调节模块，包括：
第一灰度映射单元，用于根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射；
第二灰度映射单元，用于根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射；
调节单元，根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节。
可选的，所述第一灰度映射单元用于通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射：
其中，Iin表示目标像素点的灰度值，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
可选的，所述第二灰度映射单元用于通过以下公式，对所述平均灰度值进行映射：
其中，Im表示所述平均灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，k2表示所述亮区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，Thr表示所述基础亮度阈值，Thr的取值区间为[1，2^bit-1]。
可选的，所述调节单元用于通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节：
其中，Iout表示目标像素点的亮度调节结果，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，Im表示所述平均灰度值的映射结果，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
可选的，所述映射参数获取模块，包括：
场景判定单元，用于根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，所述目标亮度场景为所述待处理图像当前所属的亮度场景；所述亮度场景为弱曝场景、强曝场景、正常场景或欠曝场景；
映射参数获取单元，用于根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数。
可选的，所述预设的场景亮度阈值包括依次增大的第一亮度阈值、第二亮度阈值和第三亮度阈值；
所述场景亮度阈值的取值区间为(0，2^bit-1)，其中，bit为图像数据位宽。
可选的，所述场景判定单元，包括：
弱曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值不大于所述第三亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为弱曝场景；
强曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值大于所述第三亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为强曝场景；
正常场景判定子单元，用于在所述亮度差值不小于所述第一亮度阈值，且不大于所述第二亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为正常场景；
欠曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值大于所述第二亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为欠曝场景。
可选的，所述映射参数获取单元，包括：
第一映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述弱曝场景时，获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第一暗区系数、第一亮区系数及所述基础亮度阈值；
第二映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述强曝场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第二暗区系数、第二亮区系数及所述基础亮度阈值；
第三映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述正常场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第三暗区系数、第三亮区系数及所述基础亮度阈值；
第四映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述正常场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第四暗区系数、第四亮区系数及所述基础亮度阈值；
其中，所述第一暗区系数、所述第二暗区系数、所述第三暗区系数及所述第四暗区系数的大小依次减小，且取值区间均为[1，3]；
所述第一亮区系数、所述第二亮区系数、所述第三亮区系数及所述第四亮区系数的大小依次增大，且取值区间均为(0，2]。
本申请实施例公开了一种图像亮度调节方法及装置，该方法通过对待处理图像中每个像素点的灰度值统计，计算出最大灰度值和平均灰度值，然后基于最大灰度值和平均灰度值之间的亮度差异，获取包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值的目标灰度映射参数，最后使用目标灰度映射参数、平均灰度值及最大灰度值，对待处理图像进行亮度调节，其中暗区系数能够对待处理图像中的暗区进行灰度映射，亮区系数能够对待处理图像中的亮区进行灰度映射，本方法利用暗区系数和亮区系数，独立调控亮暗区的亮度，快速调节图像亮度，最大程度上避免了信息丢失，能够较好的传递原始图像信息。
附图说明
图1为本申请实施例公开的一种图像亮度调节方法的工作流程示意图；
图2为本申请实施例公开的一种图像亮度调节方法中，对待处理图像进行亮度调节的工作流程示意图；
图3为本申请实施例公开的一种图像亮度调节方法中，获取目标亮度场景的工作流程示意图；
图4为通过本申请实施例公开的一种图像亮度调节方法对示例一的图像进行调节的效果图；
图5为通过本申请实施例公开的一种图像亮度调节方法对示例二的图像进行调节的效果图。
具体实施方式
为了解决在调节图像亮度时，无法同时兼顾亮暗区的信息，导致部分信息丢失的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种图像亮度调节方法及装置。
本申请第一实施例公开了一种图像亮度调节方法，参见图1所示的工作流程图，该方法包括：
步骤101，获取待处理图像中所有像素点的灰度值。
通常图像中像素的亮度称为灰度值，实际操作中，可以通过现有的图像灰度处理方法，来获取待处理图像中每个像素点的灰度值。
步骤102，获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值。
实际操作中，将待处理图像中所有像素点的灰度值进行相加，然后将相加的结果除以所有像素点的个数，便可以得到平均灰度值。
步骤103，获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值。
实际操作中，将待处理图像所有像素点的灰度值按大小进行排序，便可获取最大灰度值。
步骤104，获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值。
实际应用中，将最大灰度值减去平均灰度值，得到的结果作为该亮度差值。或者，将平均灰度值减去最大灰度值，得到的结果取绝对值作为该亮度差值。
步骤105，根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值。
所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，在本实施例中，暗区系数的值越大，则调节后的图像暗区越亮，细节信息越丰富。暗区系数的取值区间为[1，3]，具体取值大小由技术人员根据实际处理需求进行设定。
所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射，在本实施例中，亮区系数的值越大，则调节后的图像亮区抑制越好，细节信息损失越少。亮区系数的取值区间为(0，2]，具体取值大小由技术人员根据实际处理需求进行设定。
步骤106，根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节。
上述实施例公开了一种图像亮度调节方法，通过对待处理图像中每个像素点的灰度值统计，计算出最大灰度值和平均灰度值，然后基于最大灰度值和平均灰度值之间的亮度差异，获取包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值的目标灰度映射参数，最后使用目标灰度映射参数、平均灰度值及最大灰度值，对待处理图像进行亮度调节，其中暗区系数能够对待处理图像中的暗区进行灰度映射，亮区系数能够对待处理图像中的亮区进行灰度映射，本方法利用暗区系数和亮区系数，独立调控亮暗区的亮度，快速调节图像亮度，最大程度上避免了信息丢失，能够较好的传递原始图像信息。
进一步的，参见图2所示的工作流程图，所述根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节，包括：
步骤201，根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射。
在一种实现方式中，通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射：
其中，Iin表示目标像素点的灰度值，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
步骤202，根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射。
在一种实现方式中，通过以下公式，对所述平均灰度值进行映射：
其中，Im表示所述平均灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，k2表示所述亮区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，Thr表示所述基础亮度阈值，Thr的取值区间为[1，2^bit-1]。实际应用中，Thr建议取值为2^(bit-1)，作为示例，若图像数据位宽为8bit，那么Thr建议取值为128。
步骤203，根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节。
在一种实现方式中，通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节：
其中，Iout表示目标像素点的亮度调节结果，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，Im表示所述平均灰度值的映射结果，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
利用上述实施例提供的亮度调节公式，对待处理图像中每个像素点的亮度进行调节，不仅能提升图像动态范围，而且运算量少、耗费资源少，实现简单。
进一步的，所述根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，包括：根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，所述目标亮度场景为所述待处理图像当前所属的亮度场景。所述亮度场景为弱曝场景、强曝场景、正常场景或欠曝场景。根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数。
本实施例中，通过对图像最大灰度值和平均灰度值的亮度差，判定图像当前所属的亮度场景，能够更好的细化强过曝和弱过曝场景，更精细的调节图像参数。
进一步的，所述预设的场景亮度阈值包括依次增大的第一亮度阈值、第二亮度阈值和第三亮度阈值，场景亮度阈值的取值区间为(0，2^bit-1)，也即，0<第一亮度阈值<第二亮度阈值<第三亮度阈值<(2^bit-1)，其中，bit为图像数据位宽。bit的大小为实际处理图像的位宽，作为示例，若bit取值为8，则0<第一亮度阈值<第二亮度阈值<第三亮度阈值<255。
进一步的，当根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景时，可以根据以下四种情况来判定：
第一种情况，若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值不大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为弱曝场景。
第二种情况，若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为强曝场景。
第三种情况，若所述亮度差值不小于所述第一亮度阈值，且不大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为正常场景。
第四种情况，若所述亮度差值大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为欠曝场景。
假设亮度差值A＝Imax-Imean，Thr0表示第一亮度阈值，Thr1表示第二亮度阈值，Thr2表示第三亮度阈值，其中，0<Thr0<Thr1<Thr2<2^bit-1，Imax表示最大灰度值，Imean表示平均灰度值。
结合图3，可以通过以下流程来获取目标亮度场景：
首先，判断A是否小于Thr0。
若判断结果为A小于Thr0，则接着判断Imax是否大于第三亮度阈值，若Imax不大于第三亮度阈值，则获取目标亮度场景为弱曝场景，即，所述待处理图像当前所属的亮度场景为弱曝场景；若Imax大于第三亮度阈值，则获取目标亮度场景为强曝场景，即，所述待处理图像当前所属的亮度场景为强曝场景。
若判断结果为A不小于Thr0，则继续判断A是否大于Thr1，若A不大于Thr1，则获取目标亮度场景为正常场景，即，所述待处理图像当前所属的亮度场景为正常场景；若A大于Thr1，则获取目标亮度场景为欠曝场景，即，所述待处理图像当前所属的亮度场景为欠曝场景。
当确定了待处理图像当前所属的亮度场景之后，便可获取所述目标灰度映射参数。同样的，可以根据以下四种情况来获取：
第一种情况，若所述目标亮度场景为所述弱曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第一暗区系数、第一亮区系数及所述基础亮度阈值。
第二种情况，若所述目标亮度场景为所述强曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第二暗区系数、第二亮区系数及所述基础亮度阈值。
第三种情况，若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第三暗区系数、第三亮区系数及所述基础亮度阈值。
第四种情况，若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第四暗区系数、第四亮区系数及所述基础亮度阈值。
其中，所述第一暗区系数、所述第二暗区系数、所述第三暗区系数及所述第四暗区系数的大小依次减小，且取值区间均为[1，3]，即，1≦第四暗区系数<第三暗区系数<第二暗区系数<第一暗区系数≦3。
所述第一亮区系数、所述第二亮区系数、所述第三亮区系数及所述第四亮区系数的大小依次增大，且取值区间均为(0，2]，即，0<第一亮区系数<第二亮区系数<第三亮区系数<第四亮区系数≦2。
在实际应用中，技术人员可以预先针对每种亮度场景，设置固定的配置表。例如，针对弱曝场景，设置配置表一；针对强曝场景，设置配置表二；针对正常场景，设置配置表三；针对欠曝场景，设置配置表四。配置表中的数据可以参见下表所示：
| 暗区系数(k1) | 亮区系数(k2) | 基础亮度阈值(Thr) | |
| 配置表一 | 第一暗区系数(k11) | 第一亮区系数(k21) | Thr |
| 配置表二 | 第二暗区系数(k12) | 第二亮区系数(k22) | Thr |
| 配置表三 | 第三暗区系数(k13) | 第三亮区系数(k23) | Thr |
| 配置表四 | 第四暗区系数(k14) | 第四亮区系数(k24) | Thr |
一旦确定好待处理图像当前所属的亮度场景，便可直接将该目标亮度场景对应的配置表中所包含的数据作为目标灰度映射参数，后续对待处理图像进行亮度调节时，均基于该配置表中的数据。例如，当目标亮度场景为正常场景时，由于正常场景对应了配置表三，便可将配置表三中的第三暗区系数、第三亮区系数和基础亮度阈值作为目标灰度映射参数。
以下结合两种示例，对本申请公开的图像亮度调节方法进行解释说明。
首先需要说明的是，以下两种示例，图像数据位宽为8bit，且均按照以下数值对每个参数进行取值：Thr0＝125，Thr1＝165，Thr2＝200，Thr＝128，k11＝2.5，k12＝2.1，k13＝1.7，k14＝1.3，k21＝0.6，k22＝0.8，k23＝1.0，k24＝1.2。
示例一(结合图4)：
一、输入一幅原始图像，即图4中最左侧的图像。
二、计算该原始图像的最大灰度值Imax和平均灰度值Imean，该实例计算得出Imax＝246，Imean＝80。
三、计算最大灰度值和平均灰度值之间的亮度差，A＝Imax-Imean＝166。
四、根据A和预设的场景亮度阈值，判定该原始图像当前所属场景为欠曝场景，故需要提升亮度。
五、根据欠曝场景匹配到配置表四，其中，k14＝1.3，k24＝1.2。
六、将配置表四中的数据代入至本实施例提供的公式中，分别对每个像素点灰度值进行映射，以及对平均灰度值进行映射，然后再代入至亮度调节公式中，得到每个像素点的亮度调节结果，最后输出亮度调节后的图像，即图4中最右侧的图像。
参见图4，中间的图像为采用传统亮度调节算法得到的图像，可以看出，采用本实施例调节后的图像，亮区不过曝，暗区有细节，相较于最左侧和中间的图像，亮度更符合人眼视觉效果。
示例二(结合图5)：
一、输入一幅原始图像，即图5中最左侧的图像。
二、计算该原始图像的最大灰度值Imax和平均灰度值Imean，该实例计算得出Imax＝255，Imean＝123。
三、计算最大灰度值和平均灰度值之间的亮度差，A＝Imax-Imean＝132。
四、根据A和预设的场景亮度阈值，判定该原始图像当前所属场景为正常场景，故微调亮度即可。
五.根据正常场景匹配到配置表三，其中，k13＝1.7，k23＝1.0。
六、将配置表三中的数据代入至本实施例提供的公式中，分别对每个像素点灰度值进行映射，以及对平均灰度值进行映射，然后再代入至亮度调节公式中，得到每个像素点的亮度调节结果，最后输出亮度调节后的图像，即图5中最右侧的图像。
参见图5，中间的图像为采用传统亮度调节算法得到的图像，可以看出，采用本实施例调节后的图像，在原始图像基础上微调图像细节，相较于最左侧和中间的图像，视觉效果更佳。
本申请上述实施例提供的图像亮度调节方法，针对亮暗区独立控制可调，提升暗区亮度的同时不会使亮区过曝，抑制亮区亮度的同时不会损失暗区细节信息，图像亮暗区的信息都可以兼顾，对后期图像的处理使用起到非常好的作用，故本方法是一种可以快速灵活的调节图像亮度，有效提升图像动态范围的方法。
下述为本申请的装置实施例，可以用于执行本申请的方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请的方法实施例。
本申请第二实施例公开了一种图像亮度调节装置，包括：
灰度获取模块，用于获取待处理图像中所有像素点的灰度值。
平均灰度值获取模块，用于获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值。
最大灰度值获取模块，用于获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值。
亮度差获取模块，用于获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值。
映射参数获取模块，用于根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值，所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射。
亮度调节模块，用于根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节。
进一步的，所述亮度调节模块，包括：
第一灰度映射单元，用于根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射。
第二灰度映射单元，用于根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射。
调节单元，根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节。
进一步的，所述第一灰度映射单元用于通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射：
其中，Iin表示目标像素点的灰度值，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
进一步的，所述第二灰度映射单元用于通过以下公式，对所述平均灰度值进行映射：
其中，Im表示所述平均灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，k2表示所述亮区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，Thr表示所述基础亮度阈值，Thr的取值区间为[1，2^bit-1]。
进一步的，所述调节单元用于通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节：
其中，Iout表示目标像素点的亮度调节结果，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，Im表示所述平均灰度值的映射结果，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
进一步的，所述映射参数获取模块，包括：
场景判定单元，用于根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，所述目标亮度场景为所述待处理图像当前所属的亮度场景。所述亮度场景为弱曝场景、强曝场景、正常场景或欠曝场景。
映射参数获取单元，用于根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数。
进一步的，所述预设的场景亮度阈值包括依次增大的第一亮度阈值、第二亮度阈值和第三亮度阈值。
所述场景亮度阈值的取值区间为(0，2^bit-1)，其中，bit为图像数据位宽。
进一步的，所述场景判定单元，包括：
弱曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值不大于所述第三亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为弱曝场景。
强曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值大于所述第三亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为强曝场景。
正常场景判定子单元，用于在所述亮度差值不小于所述第一亮度阈值，且不大于所述第二亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为正常场景。
欠曝场景判定子单元，用于在所述亮度差值大于所述第二亮度阈值时，获取所述目标亮度场景为欠曝场景。
进一步的，所述映射参数获取单元，包括：
第一映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述弱曝场景时，获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第一暗区系数、第一亮区系数及所述基础亮度阈值。
第二映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述强曝场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第二暗区系数、第二亮区系数及所述基础亮度阈值。
第三映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述正常场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第三暗区系数、第三亮区系数及所述基础亮度阈值。
第四映射参数获取子单元，用于在所述目标亮度场景为所述正常场景时，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第四暗区系数、第四亮区系数及所述基础亮度阈值。
其中，所述第一暗区系数、所述第二暗区系数、所述第三暗区系数及所述第四暗区系数的大小依次减小，且取值区间均为[1，3]。
所述第一亮区系数、所述第二亮区系数、所述第三亮区系数及所述第四亮区系数的大小依次增大，且取值区间均为(0，2]。
本申请上述实施例提供的图像亮度调节装置，针对亮暗区独立控制可调，提升暗区亮度的同时不会使亮区过曝，抑制亮区亮度的同时不会损失暗区细节信息，图像亮暗区的信息都可以兼顾，对后期图像的处理使用起到非常好的作用。
本申请第三实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如本申请第一实施例所述的图像亮度调节方法。
所述计算机可读介质的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本申请第四实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如本申请第一实施例所述的图像亮度调节方法。
应理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种图像亮度调节方法，其特征在于，包括：
获取待处理图像中所有像素点的灰度值；
获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值；
获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值；
获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值；
根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值，所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射；
根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节；所述根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节包括：根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射；根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射；根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节，以调节所述待处理图像的亮度。
2.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射，包括：
通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射：
其中，Iin表示目标像素点的灰度值，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
3.根据权利要求2所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射，包括：
通过以下公式，对所述平均灰度值进行映射：
其中，Im表示所述平均灰度值的映射结果，k1表示所述暗区系数，k2表示所述亮区系数，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，Thr表示所述基础亮度阈值，Thr的取值区间为[1，2^bit-1]。
4.根据权利要求3所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节，包括：
通过以下公式，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节：
其中，Iout表示目标像素点的亮度调节结果，Ig表示所述目标像素点的灰度值的映射结果，Im表示所述平均灰度值的映射结果，Imax表示所述最大灰度值，Imean表示所述平均灰度值，所述目标像素点为所述待处理图像中的任一像素点。
5.根据权利要求1所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，包括：
根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，所述目标亮度场景为所述待处理图像当前所属的亮度场景；所述亮度场景为弱曝场景、强曝场景、正常场景或欠曝场景；
根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数。
6.根据权利要求5所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述预设的场景亮度阈值包括依次增大的第一亮度阈值、第二亮度阈值和第三亮度阈值；
所述场景亮度阈值的取值区间为(0，2^bit-1)，其中，bit为图像数据位宽。
7.根据权利要求6所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标亮度场景，包括：
若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值不大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为弱曝场景；
若所述亮度差值小于所述第一亮度阈值，且所述最大灰度值大于所述第三亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为强曝场景；
若所述亮度差值不小于所述第一亮度阈值，且不大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为正常场景；
若所述亮度差值大于所述第二亮度阈值，则获取所述目标亮度场景为欠曝场景。
8.根据权利要求5或7所述的图像亮度调节方法，其特征在于，所述根据所述目标亮度场景，获取所述目标灰度映射参数，包括：
若所述目标亮度场景为所述弱曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第一暗区系数、第一亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述强曝场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第二暗区系数、第二亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第三暗区系数、第三亮区系数及所述基础亮度阈值；
若所述目标亮度场景为所述正常场景，则获取所述目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括第四暗区系数、第四亮区系数及所述基础亮度阈值；
其中，所述第一暗区系数、所述第二暗区系数、所述第三暗区系数及所述第四暗区系数的大小依次减小，且取值区间均为[1，3]；
所述第一亮区系数、所述第二亮区系数、所述第三亮区系数及所述第四亮区系数的大小依次增大，且取值区间均为(0，2]。
9.一种图像亮度调节装置，其特征在于，包括：
灰度获取模块，用于获取待处理图像中所有像素点的灰度值；
平均灰度值获取模块，用于获取平均灰度值，所述平均灰度值为所有像素点的灰度值的平均值；
最大灰度值获取模块，用于获取最大灰度值，所述最大灰度值为所有像素点灰度值中的最大值；
亮度差获取模块，用于获取亮度差值，所述亮度差值为所述平均灰度值和所述最大灰度值之间的差值；
映射参数获取模块，用于根据所述亮度差值、所述最大灰度值及预设的场景亮度阈值，获取目标灰度映射参数，所述目标灰度映射参数包括暗区系数、亮区系数及基础亮度阈值，所述暗区系数用于对所述待处理图像中的暗区进行灰度映射，所述亮区系数用于对所述待处理图像中的亮区进行灰度映射；
亮度调节模块，用于根据所述目标灰度映射参数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像进行亮度调节；
所述亮度调节模块包括第一灰度映射单元、第二灰度映射单元和调节单元；
所述第一灰度映射单元用于根据所述暗区系数、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点的灰度值进行映射；
所述第二灰度映射单元用于根据所述暗区系数、所述亮区系数、所述基础亮度阈值、所述平均灰度值及所述最大灰度值，对所述平均灰度值进行映射；
所述调节单元用于根据所述待处理图像中每个像素点的灰度值的映射结果、所述平均灰度值的映射结果及所述最大灰度值，对所述待处理图像中每个像素点进行亮度调节。
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