CN111292269A - 一种图像色调映射方法、计算机装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像色调映射方法、计算机装置及计算机可读存储介质，该方法包括获取初始图像，获取初始图像的每一像素的初始亮度值，对每一像素的初始亮度值进行色调映射计算；并且，设置二级以上的色调映射算子，每一级色调映射算子具有固定的动态范围映射能力；获取像素的初始亮度值的位宽值，根据初始亮度值的位宽值确定所选用的色调映射算子的级数，并应用确定的至少一级的色调映射算子对初始亮度值进行映射计算。本发明还提供实现上述方法的计算机装置及计算机可读存储介质。本发明可以适用于不同场景下图像的色调映射计算，提高色调映射后的图像质量。

Description

一种图像色调映射方法、计算机装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，具体地，是一种图像色调映射方法以及实现这种方法的计算机装置、计算机可读存储介质。

背景技术

现有很多智能电子设备具有图像拍摄的功能，例如智能手机、平板电脑、行车记录仪等均设置有摄像装置。而随着传感器技术的发展和普及，图像传感器所采集得到的图像动态范围越来越宽。目前常用的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器精度通常能够到12bit至14bit，即一个像素的亮度值需要使用12比特至14比特的二进制数据来表示，而一些通过多帧合成的宽动态图像则可以达到接近人眼的动态范围。

然而，现在大部分显示器所支持的编解码标准为8bit，即一个像素的亮度值只能使用8比特的二进制数据来表示。当然，也有少数显示器能达到10bit的动态范围。但是，即使是支持10bit的编码和显示动态范围，与采集端的动态范围也有很大的差异。此时，为了使人眼能够更好地接收到接近真实宽动态范围的图像，需要使用色调映射算法对COMS图像传感器所采集的像素的亮度值进行映射计算，即将位宽较大的亮度值映射形成位宽较小的亮度值。

现有的色调映射算法主要分为全局色调映射算法、局部色调映射算法以及混合色调映射算法三大类。全局色调映射算法是整张图像使用相同的全局色调映射算子进行色调映射计算，其具有效率高、场景适应性强等优点，缺点为部分亮度区间对比度不可避免地会被压缩，导致图像失真的问题。局部色调映射算法将整张图像划分为多个区域，每一个区域使用一个局部色调映射算子进行色调映射计算，这种算法能够更好地保留各个亮度区间的细节对比度，缺点是计算量大，容易产生光晕效应。混合色调映射算法是结合全局色调映射算子与局部色调映射算子对图像进行色调映射计算，该算法结合全局和局部色调映射方法实现，兼具两者的优点，但现有对于混合色调映射的仅仅局限于特定动态范围映射场景或者特定的映射算子组合，不具有普适性。

例如，公开号为CN1740891A的中国发明专利申请和公告号为CN101527038B的中国发明专利了两种由固定两级全局色调映射算子所组成的色调映射方案，其中前者通过对第一级色调映射的结果分析产生第二级的色调映射曲线，进而取得更好的映射结果；后者则通过第一级的伽马算子来避免第二级的直方图均衡算子对图像对比度的过分拉伸。相比传统的全局色调映射方法，这两种方案均能实现更好的色调映射结果，但仍然具有全局映射算法的缺点，即损失掉部分亮度区域的对比度，同时受限于固定级数和固定算子，无法更精细地控制各个亮度区域对比度。

公告号为CN102682436B、CN102722868B的中国发明专利则公开了两种基于Retinex理论的局部色调映射算法，两者均通过多尺度加保边滤波的方式来减弱局部色调映射算子的光晕效应问题，但仍存在运算量大，无法彻底消除光晕效应等问题。

公告号为CN104408752B的中国发明专利公开了一种基于内容的全局色调映射加双边滤波的两级混合色调映射算法，公告号为CN103403759B的中国发明专利公开了一种全局色调映射加多尺度的局部色调映射的两级混合色调映射结构，其中前者通过双边滤波来减弱光晕效应，后者通过多尺度的方式来减弱光晕效应。两者相比单级全局色调映射算子而言，具有更好的局部对比度保持；相比单级局部色调映射算子而言，在光晕效应抑制方面则更具优势。但两者均未涉及更多级数的色调映射方案或如何以多级结构兼容更多不同动态范围的色调映射应用场景。

随着显示端HDR显示设备和编码标准的兴起，色调映射算法的应用由编码端扩展到解码端，应用范围越来越广，所需要处理的动态范围映射场景也越来越多。典型的应用场景包含摄像头端的应用(需要将8比特至24比特的亮度值映射成8比特至10比特的亮度值)、解码端的应用(需要将8比特至12比特的亮度值映射成8比特至10比特的亮度值)、移动端应用以节省屏幕功耗(需要将8比特至12比特的亮度值映射成8比特至10比特的亮度值)、专业宽动态图像采集设备(RGBE,OpenEXR等格式)的应用(需要将超过32比特的亮度值映射成8比特的亮度值)等。上述应用场景中映射范围差异较大，对于色调映射算子映射能力的需求也有所差异。由于现有的色调映射算法无法满足多种场景下的映射需求，导致色调映射算法应用场景单一，人们需要针对各种场景设定相适应的映射算法，影响电子产品的开发效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够根据不同使用场景的需求自适应调节色调映射算子的图像色调映射方法。

本发明的另一目的是提供一种实现上述图像色调映射方法的计算机装置。

本发明的再一目的是提供一种实现上述图像色调映射方法的计算机可读存储介质。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的图像色调映射方法包括获取初始图像，获取初始图像的每一像素的初始亮度值，对每一像素的初始亮度值进行色调映射计算；并且，设置二级以上的色调映射算子，每一级色调映射算子具有固定的动态范围映射能力；获取像素的初始亮度值的位宽值，根据初始亮度值的位宽值确定所选用的色调映射算子的级数，并应用确定的至少一级的色调映射算子对初始亮度值进行映射计算。

由上述方案可见，由于可以根据每一像素的初始化亮度值的位宽值来确定所选用的色调映射算子的级数，因此，针对位宽值较大的图像，可以选用多级色调映射算子进行多次的映射计算，针对位宽值较小的图像，可以选用一级或者两级色调映射算子进行一次或者两次的映射计算。这样，可以满足不同场景下色调映射计算的需求，色调映射算法能够应用在多种不同类型的、不同应用场景的电子设备中。

一个优选的方案是，每一级色调映射算子的动态范围映射能力均相同；或者至少一级色调映射算子的动态范围映射能力不同于另一级色调映射算子的动态范围映射能力。

由此可见，为了方便色调映射算法的设计，可以将多级色调映射算子都设计成具有相同的动态范围映射能力。为了满足更多场景的使用需求，则可以将多级色调映射算子的动态范围映射能力设计成不同，使得色调映射后的图像更加接近真实的色彩，失真更小。

进一步的方案是，色调映射算子为以下的一种：全局色调映射算子、局部色调映射算子或者混合色调映射算子；其中，混合色调映射算子为该级的全局色调映射算子与局部色调映射算子的计算值。

这样，通过合理使用全局色调映射算子、局部色调映射算子或者混合色调映射算子，可以提高多种不同情境下色调映射算法的适应能力，满足不同场景下的使用需求。

更进一步的方案是，混合色调映射算子为使用预设的权重系数计算的该级的全局色调映射算子与局部色调映射算子的计算值。

由此可见，使用预先设定的权重系数可以合理配置每一级混合色调映射算子中全局色调映射算子与局部色调映射算子的比重，提高色调映射计算后的图像的质量，使得色调映射后的图像的色调更加接近于真实的颜色。

一个优选的方案是，根据前一级的映射计算结果的梯度反转系数来调整计算后一级的混合色调映射算子所应用的权重系数。

由此可见，上述手段能够更好的解决色调映射后出现光晕效果的问题，使得色调映射后的图像光晕较少，避免因进行色调映射而引入光晕的问题。

更进一步的方案是，至少一级的全局色调映射算对应的亮度映射曲线不同于另一级的全局色调映射算子对应的亮度映射曲线。

可见，由于多级全局色调映射算子对应的亮度映射曲线可以是不相同的，这样可以通过每一级全局色调映射算子来调节不同亮度区间的对比度，通过多级对不同区间的对比度的调节，使得色调映射对亮度对比度的调节更加精细，色调映射的效果更加理想。

更进一步的方案是，每一级局部色调映射算子包含有滤波算子，各级局部色调映射算子对应的滤波算子不相同，自前级向后级的多级局部色调映射算子对应的滤波窗口的大小逐级缩小。

可见，滤波窗口的大小逐级缩小可以更好的控制色调映射后的图像出现光晕的问题，避免色调映射后图像出现大量的光晕效果而导致图像失真的问题。

更进一步的方案是，相邻两级的局部色调映射算子对应的分块区域相互错开，各级局部色调映射算子对应的分块区域不完全重合。

由此可见，由于多级局部色调映射算子对应的分块区域相互错开，可以避免多级局部色调映射算子都对具有相同的分块区域，从而在分块的边界处出现光晕的效果。因此，通过上述手段能够有效减少色调映射后出现的光晕效果。

为实现上述的另一目的，本发明提供的计算机装置包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述图像色调映射方法的各个步骤。

为实现上述的再一目的，本发明提供计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述图像色调映射方法的各个步骤。

附图说明

图1是本发明图像色调映射方法实施例的流程图。

图2是本发明图像色调映射方法实施例使用一级映射算子的流程图。

图3是本发明图像色调映射方法实施例使用两级映射算子的流程图。

图4是本发明图像色调映射方法实施例使用三级映射算子的流程图。

图5是本发明图像色调映射方法实施例使用四级映射算子的流程图。

图6是本发明图像色调映射方法实施例三级全局色调映射算子对应的亮度映射曲线图。

图7是本发明图像色调映射方法实施例相邻两级滤波算子对应的分块区域示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的图像色调映射方法应用在智能电子设备上，优选的，智能电子设备设置有摄像装置，如摄像头等，摄像装置具有诸如CMOS等图像传感器，智能电子设备利用摄像装置获取初始图像，本方法就是对图像传感器获取的初始图像进行色调映射的方法。优选的，智能电子设备设置有处理器以及存储器，存储器上存储有计算机程序，处理器通过执行该计算机程序实现图像色调映射方法。

图像色调映射方法实施例：

本实施例主要是针对图像传感器获取的初始图像进行色调映射，即将图像中每一像素的初始亮度值进行映射，以减少初始亮度值的位宽，满足输出设备，如显示屏的显示需求。

下面结合图1对本实施例进行详细说明。首先，执行步骤S1，设置多级色调映射算子。本实施例设计具有固定动态范围映射能力的色调映射算子作为一个基本单元，然后再根据实际应用的动态范围映射需求。这样，可以根据实际需求确定使用一级或者多级的色调映射算子进行色调映射计算。一种情况是，多级色调映射算子具有相同的动态范围映射能力，例如定义一个基本的色调映射算子，该算子具有24db/4bit的动态范围映射能力，即每进行一级的色调映射计算，像素的亮度值的位宽将减少4比特。因此，对于只能支持8比特的亮度值的显示器而言，如果输入的初始图像的每一像素的亮度值的位宽是12比特时，只需要进行一级该色调映射算子的计算即可满足应用需求。如果输入的初始图像的每一像素的亮度值的位宽是16比特时，则需要进行两级该色调映射算子的计算。

另一种情况是，多级色调映射算子的动态范围映射能力不相同，例如其中一级的色调映射算子的动态范围映射能力大于另一级的色调映射算子的动态范围映射能力。这种情况下，每一级的色调映射算子的动态范围映射能力也是预先设定好的。

然后，执行步骤S2，获取初始图像，并获取每一像素的初始亮度值。本实施例中，初始图像是由CMOS图像传感器输出的图像，初始图像的色彩信息可以是RGB信息。针对RGB信息，可以进行线性计算，从而获得YCbCr信息的图像，Y是像素的亮度值，Cb是像素的蓝色色度值，Cr是像素的红色色度值。由于将RGB信息转换成YCbCr信息的技术是公知的技术，在此不再赘述。

对于不同的CMOS图像传感器，所输出的初始亮度值的位宽不一定相同，一些CMOS图像传感器输出的初始亮度值的位宽是24比特，另一些CMOS图像传感器输出的初始亮度值的位宽是20比特或者16比特，由于显示设备往往只能处理亮度值为8比特的数据，因此，需要对图像的初始亮度值进行映射计算。本实施例就是针对具有不同的初始亮度值位宽的图像进行自适应的色调映射计算。

然后，执行步骤S3，获取初始图像的一个像素的初始亮度值，并且获取该初始亮度值的位宽值。通常，同一图像中，每一像素的亮度值的位宽值都是相同的，因此只需要获取其中一个像素的初始亮度值，即可以确定该图像的每一像素的初始亮度值的位宽值。

接着，执行步骤S4，根据初始亮度值的位宽值所确定的色调映射算子的级数。由于初始图像每一像素的亮度值的位宽值已经确定，且每一级色调映射算子的动态范围映射能力也确定，因此，可以计算出需要进行多少级的色调映射计算，因此，步骤S4可以快速的计算出需要多少级的色调映射算子进行色调映射计算。

然后，执行步骤S5，使用步骤S4所确定的多级色调映射算子对像素的初始亮度值进行色调映射计算，例如使用全局色调映射算子进行色调映射计算。由于使用色调映射算子进行色调映射计算是本领域的已知技术，在此不再赘述。

接着，执行步骤S6，判断初始图像中，是否所有像素都已经执行色调映射计算，如是，则该图像的色调映射计算完毕，否则，获取下一个像素，即执行步骤S7，并返回执行步骤S5，使用一级或者多级的色调映射算子对当前像素进行色调映射计算，直到初始图像的所有像素都进行色调映射计算。

对于只能处理亮度值为8比特的显示器，如果设定每一级色调映射算子的动态范围映射能力为24db/4bit，则针对不同的初始图像，使用的色调映射算子级数是不相同的。参见图2，对于输入的初始图像的像素的亮度值只有12比特的情况，只需要使用一级色调映射算子即可以完成色调映射的计算。例如，先执行步骤S11，获取像素的初始亮度值，初始亮度值为12比特的数据，然后执行步骤S12，应用色调映射算子0进行色调映射的计算。本实施例中，从第一级到第四级色调映射算子分别是色调映射算子0、色调映射算子1、色调映射算子2以及色调映射算子3。

应用色调映射算子0进行色调映射的计算后，像素的亮度值的位宽从12比特减小至8比特，满足显示屏的使用需求，则执行步骤S13，计算亮度增益，最后执行步骤S14，输出映射后的亮度值，此时，每一像素的亮度值均为8比特的数据。

如果输入的初始图像每一像素的亮度值的位宽是16比特，则需要使用图3所示的流程进行色调映射的计算。首先，执行步骤S21，获取像素的初始亮度值，然后执行步骤S22，应用色调映射算子0进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从16比特减小至12比特，再执行步骤S23，应用色调映射算子1进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从12比特减小至8比特，满足显示屏的使用需求，则执行步骤S24，计算亮度增益，最后执行步骤S25，输出映射后的亮度值。

如果输入的初始图像每一像素的亮度值的位宽是20比特，则需要使用图4所示的流程进行色调映射的计算。首先，执行步骤S31，获取像素的初始亮度值，然后执行步骤S32，应用色调映射算子0进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从20比特减小至16比特，再执行步骤S33，应用色调映射算子1进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从16比特减小至12比特，再执行步骤S34，应用色调映射算子2进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从12比特减小至8比特，满足显示屏的使用需求，则执行步骤S35，计算亮度增益，最后执行步骤S36，输出映射后的亮度值。

如果输入的初始图像每一像素的亮度值的位宽是24比特，则需要使用图5所示的流程进行色调映射的计算。首先，执行步骤S41，获取像素的初始亮度值，然后执行步骤S42，应用色调映射算子0进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从24比特减小至20比特，再执行步骤S43，应用色调映射算子1进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从20比特减小至16比特，再执行步骤S44，应用色调映射算子2进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从16比特减小至12比特，再执行步骤S45，应用色调映射算子3进行色调映射的计算，像素的亮度值的位宽从12比特减小至8比特，满足显示屏的使用需求，则执行步骤S46，计算亮度增益，最后执行步骤S47，输出映射后的亮度值。

本实施例的色调映射算子可以是全局色调映射算子，也可以是局部色调映射算子，还可以是混合色调映射算子。对于多级的全局色调映射算子，可以有不同的亮度映射曲线，从而实现不同亮度区域对比度的精细控制。图6示出了具有三级色调映射算子中，全局色调映射算子对应的亮度映射曲线，其中，图6(a)对应的是色调映射算子0对应的亮度映射曲线，色调映射算子0主要是提高了亮度区间[0，L0]范围内的对比度；图6(b)对应的是色调映射算子1对应的亮度映射曲线，色调映射算子1主要是提高了亮度区间[L0，L1]范围内的对比度；图6(c)对应的是色调映射算子2对应的亮度映射曲线，色调映射算子2主要是提高了亮度区间[L1，L2]范围内的对比度。在实际的应用中，为了取得更好的效果，可以结合图像内容来制定当前级色调映射算子中全局色调映射算子对应的亮度映射曲线的形状，如采用直方图均衡化等方式进行定制。

对于局部色调映射算子的设置，需要考虑平衡光晕效应和局部对比度的问题。本实施例为了平衡光晕效应和提高局部对比度，基本思路是通过对各级色调映射算子的局部滤波系数进行差异化的设计来减弱甚至消除光晕效应。具体的，如视网膜皮层(Retinex)理论、基于base层加细节层的色调映射算子等通过局部滤波的方式，并且通过各级采用不同滤波算子来减弱光晕效应，其中一种典型的设计方式为不同级采用不同尺度的滤波窗口。本实施例中，每一级局部色调映射算子包含有一个滤波算子，各级局部色调映射算子对应的滤波算子是不相同的，例如，各级色调映射算子对应的滤波窗口是逐级变化的，随着各级色调映射算子自前级向后级变化，相对应的滤波窗口的大小从大到小的变化，例如，色调映射算子0对应的滤波窗口的大小为17×17，即滤波窗口的像素为17行、17列；色调映射算子1对应的滤波窗口的大小为9×9，色调映射算子2对应的滤波窗口的大小为5×5，如此类推。

传统的滤波窗口大小往往是固定的，相比传统的滤波窗口的设计方案，本实施例将小尺寸的滤波窗口设计在靠后的级数，这样，初始图像上的高对比度区域的对比度已经显著下降，从而减弱了显著的光晕效应。

在实际实现中，对于基于统计信息的局部色调映射算子，如局部直方图均衡等，则可采用不同级不同分块方式以减弱光晕效应，如图7所示，在相邻两级的局部色调映射算子对应的分块区域中，前一级的分块方式如图7(a)所示，将一个局部的区域划分为16个分块区域，每一个分块区域均为正方形，即长度与宽度均为2r的正方形区域。而后一级的分块方式如图7(b)所示，与前一级是错开的，对于相同的局部的区域，中间的9个分块区域也是长度与宽度均为2r的正方形区域，但四个顶角则是长度与宽度均为r的正方形区域，靠近边线处的区域则是长度为2r、宽度为r的长方形区域。

由于局部色调映射算法中，容易出现光晕效果的区域往往是相邻两个分块区域的相交处。本实施例由于相邻两级的分块区域相互错开且各级的分块区域不完全重合，即相邻两级可能出现光晕效果的区域被相互错开，能够有效的减少色调映射后出现的光晕效果。

混合色调映射算子是将全局色调映射算子与局部色调映射算子进行计算得到的算子，具体的，可以使用一个预设的加权系数对该级的全局色调映射算子与局部色调映射算子进行计算。例如，假设I为初始图像的像素，G(.)为该级的全局色调映射算子，L(.)为该级的局部色调映射算子，则该级对应的混合色调映射算子TM(.)可以通过下面的公式计算获得：

TM(I)＝a×G(I)+(1-a)×L(I) (式1)

其中a为预先设定的加权系数，既可以是全局系数，即整一张图像的每一个像素都使用相同的加权系数，也可以为局部系数，即图像的加权系数不是固定的，而是跟随像素的移动按照预先设定的规律逐渐变化。

对于两级结构的混合色调映射算法，每一级的色调映射算子都是混合色调映射算子，且每一级的混合色调映射算子都是使用预设的加权系数、全局色调映射算子以及局部色调映射算子计算获得。此外，本实施例中，多级色调映射算法中，在计算前一级色调映射算子后，可以对后一级的混合色调映射算子中的加权系数进行动态调整。具体的，根据前一级的映射结果的梯度反转情况对后一级的加权系数a进行局部动态调整，进而获得更好的光晕效应和局部对比度平衡结果。

例如，局部梯度反转系数可由如下公式定义：

其中Ω表示像素i所在的窗口，j是该窗口内其他的像素，Ψ表示梯度反转的条件，该条件为：(TM(j)-TM(i))×(I(j)-I(i))<0。局部梯度反转系数越大，对应下一级的加权系数a越大，这样可以控制色调映射后的边缘效应，提升色调映射后的图像质量。

可见，本实施例通过设计多级色调映射算子，且每一级色调映射算子具有固定映射能力，通过多级色调映射算子的自适应灵活使用，可以完成不同动态范围映射算法的快速灵活定制，满足不同场景下图像色调映射的要求。此外，在全局色调映射算子设计时，通过设计各级色调映射算子对应的亮度映射曲线的形状，实现各个亮度区间对比度的精细管理，提高色调映射质量。另外，在局部色调映射算子的设计中，通过各级滤波系数差异化的设计，达到减弱甚至消除光晕效应的目的。最后，在混合色调映射算子的设计时，还通过更多级的全局色调映射算子和局部色调映射算子结合处理，更好地平衡光晕效应和局部对比度的问题。

计算机装置实施例：

本实施例的计算机装置可以是智能电子设备，该计算机装置包括有处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述图像色调映射方法的各个步骤。当然，智能电子设备还包括摄像装置，用于获取初始图像。

例如，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明的各个模块。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

本发明所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

计算机可读存储介质：

上述计算机装置所存储的计算机程序如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述图像色调映射方法的各个步骤。

其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，例如计算混合色调映射算子所使用的加权系数的改变，或者多级全局色调算子对应的亮度映射曲线的变化等，这些改变也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种图像色调映射方法，包括：

获取初始图像，获取所述初始图像的每一像素的初始亮度值，对每一所述像素的初始亮度值进行色调映射计算；

其特征在于：

设置二级以上的色调映射算子，每一级所述色调映射算子具有固定的动态范围映射能力；

对每一所述像素的初始亮度值进行色调映射计算包括：

获取所述像素的所述初始亮度值的位宽值，根据所述初始亮度值的位宽值确定所选用的色调映射算子的级数，并应用确定的至少一级的所述色调映射算子对所述初始亮度值进行映射计算。

2.根据权利要求1所述的图像色调映射方法，其特征在于：

每一级所述色调映射算子的动态范围映射能力均相同；或者

至少一级所述色调映射算子的动态范围映射能力不同于另一级所述色调映射算子的动态范围映射能力。

3.根据权利要求1或2所述的图像色调映射方法，其特征在于：

所述色调映射算子为以下的一种：全局色调映射算子、局部色调映射算子或者混合色调映射算子；

其中，所述混合色调映射算子为该级的全局色调映射算子与该级局部色调映射算子的计算值。

4.根据权利要求3所述的图像色调映射方法，其特征在于：

所述混合色调映射算子为使用预设的权重系数计算的该级的全局色调映射算子与该级局部色调映射算子的计算值。

5.根据权利要求4所述的图像色调映射方法，其特征在于：

根据前一级的映射计算结果的梯度反转系数来调整计算后一级的所述混合色调映射算子所应用的权重系数。

6.根据权利要求3所述的图像色调映射方法，其特征在于：

至少一级的所述全局色调映射算对应的亮度映射曲线不同于另一级的所述全局色调映射算子对应的亮度映射曲线。

7.根据权利要求3所述的图像色调映射方法，其特征在于：

每一级所述局部色调映射算子包含有滤波算子，各级所述局部色调映射算子对应的所述滤波算子不相同，自前级向后级的多级所述局部色调映射算子对应的滤波窗口的大小逐级缩小。

8.根据权利要求7所述的图像色调映射方法，其特征在于：

相邻两级的局部色调映射算子对应的分块区域相互错开，各级局部色调映射算子对应的分块区域不完全重叠。

9.计算机装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述图像色调映射方法的各个步骤。

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述图像色调映射方法的各个步骤。

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