RU2009123903A - Устройство и способы для увеличения динамического диапазона в цифровых изображениях - Google Patents

Abstract

1. Способ для увеличения динамического диапазона оригинальных данных изображения, представляющих изображение, который включает в себя: ! в любой последовательности: ! применение функции расширения к оригинальным данным изображения для получения расширенных данных, обладающих большим, чем у оригинальных, динамическим диапазоном; а также ! получение карты расширения, содержащей данные о степени яркости областей, связанных с пикселами на изображении; ! кроме того, ! получение улучшенных данных изображения путем объединения оригинальных данных изображения с расширенными данными в соответствии с картой расширения. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение карты расширения включает в себя выполнение алгоритма медианного сечения в отношении данных, представляющих изображение. ! 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что данные, представляющие изображение, содержат оригинальные данные изображения. ! 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что данные, представляющие изображение, содержат расширенные данные. ! 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что получение карты расширения включает в себя оценку плотности источников света, идентифицированных при помощи алгоритма медианного сечения, в областях, связанных с пикселами. ! 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что области, связанные с пикселами, представляют собой круговые области с центрами на пикселах. ! 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что круговые области имеют радиусы в интервале 10-20 пикселов. ! 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что оценка плотности включает в себя взвешивание источников света с использованием сглаживающего фильтра. ! 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что

Claims (26)

1. Способ для увеличения динамического диапазона оригинальных данных изображения, представляющих изображение, который включает в себя:

в любой последовательности:

применение функции расширения к оригинальным данным изображения для получения расширенных данных, обладающих большим, чем у оригинальных, динамическим диапазоном; а также

получение карты расширения, содержащей данные о степени яркости областей, связанных с пикселами на изображении;

кроме того,

получение улучшенных данных изображения путем объединения оригинальных данных изображения с расширенными данными в соответствии с картой расширения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение карты расширения включает в себя выполнение алгоритма медианного сечения в отношении данных, представляющих изображение.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что данные, представляющие изображение, содержат оригинальные данные изображения.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что данные, представляющие изображение, содержат расширенные данные.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что получение карты расширения включает в себя оценку плотности источников света, идентифицированных при помощи алгоритма медианного сечения, в областях, связанных с пикселами.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что области, связанные с пикселами, представляют собой круговые области с центрами на пикселах.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что круговые области имеют радиусы в интервале 10-20 пикселов.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что оценка плотности включает в себя взвешивание источников света с использованием сглаживающего фильтра.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что сглаживающий фильтр содержит экспоненциальную функцию с отрицательным показателем, являющуюся функцией расстояния между источником света и пикселом.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что оценка плотности для пиксела включает в себя взвешивание источников света в соответствии с расстоянием от них до пиксела, причем источники света, приближенные к пикселу, взвешиваются как более весомые, чем источники, находящиеся дальше от пиксела.

11. Способ по п.2, отличающийся тем, что осуществляют алгоритм медианного сечения для получения, по меньшей мере, 2ⁿ источников света, где n составляет, по меньшей мере, 9.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что пикселу присваивают на карте расширения предопределенное значение в том случае, если в области, связанной с пикселом, находится количество источников света, по меньшей мере, меньшее, чем пороговое количество.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что пороговое значение составляет, по меньшей мере, 4.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что пороговое значение находится в интервале 4-6.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что применение функции расширения включает в себя применение оператора обратного тонального отображения.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что применение функции расширения включает в себя линейное масштабирование значений яркости пикселов оригинальных данных изображения.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что применение функции расширения включает в себя нелинейное масштабирование значений яркости пикселов оригинальных данных изображения.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что применение функции расширения включает в себя решение квадратного уравнения относительно L_w:

или его математического эквивалента, где α, L_white и

представляют собой параметры, a L_d - значение яркости, соответствующее пикселу в оригинальных данных изображения.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что присваивают

значение, равное среднему геометрическому яркости оригинальных данных изображения.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что присваивают

и L_white значения одного порядка.

21. Способ по одному из пп.1-20, отличающийся тем, что объединение оригинальных данных изображения с расширенными данными включает к себя расчет средневзвешенных значений яркости пикселов оригинальных данных изображения и расширенных данных с весовыми коэффициентами, определенными из карты расширения.

22. Способ по одному из пп.1-20, отличающийся тем, что объединение оригинальных данных изображения и расширенных данных включает в себя интерполяцию яркости пикселов оригинальных данных изображения и расширенных данных с весовыми коэффициентами, определенными из карты расширения.

23. Устройство для расширения динамического диапазона оригинальных данных изображения, которое включает в себя:

расширитель динамического диапазона, присоединенный для получения оригинальных данных изображения и выдачи расширенных данных с динамическим диапазоном, большим, чем у оригинальных данных;

анализатор распределения яркости, настроенный для получения карты расширения, отображающей яркость областей, связанных с пикселами на изображении в оригинальных данных изображения;

сумматор изображений, настроенный для объединения оригинальных данных изображения и расширенных данных, полученных из расширителя динамического диапазона, в соответствии с картой расширения, дающий на выходе улучшенные данные изображения.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что анализатор распределения яркости настроен для выполнения алгоритма медианного сечения.

25. Устройство по п.23, отличающееся тем, что анализатор распределения яркости настроен для получения при применении алгоритма медианного сечения, по меньшей мере, 512 источников света.

26. Способ увеличения динамического диапазона оригинальных данных изображения, который включает в себя обработку значений яркости пикселов оригинальных данных изображения при помощи оператора обратного тонального отображения, заданного следующим образом:

или его математического эквивалента, где α, L_white и

представляют собой параметры, a L_d - значение яркости, соответствующее пикселу в оригинальных данных изображения.