基于多尺度分解的色调映射算法基于多尺度分解的色调映射算法摘要：针对高动态范围(HDR)图像显示于普通显示设备的问题，提出一种新的基于多尺度分解的色调映射(TM)算法。首先利用局部边缘保留(LEP)滤波器对HDR图像进行多尺度分解，有效平滑了图像的细节同时保留了突出的边缘；根据分解后各层的特点和压缩的要求，提出一个带参数的动态范围压缩函数，通过变化参数以便压缩图像的粗尺度层并增强细尺度层，从而压缩图像的动态范围并增强细节；最后重组务层并恢复颜色，所得到的映射后图像具有良好的视觉效果。实验结果证明，该方法在自然度、结构保真度和整体的质量评价上都要优于Gu等(GUB,LTWJ,ZHUMY,etal.Localedgepreservingmultiscaledecompositionforhighdynamicrangeimagetonemapping[J].TEEETransactionsonImageProcessing,2013,22(1)：70-79)和Yeganeh等(YEGANEHH,WANGZ.Objectivequalityassessmentoftonemappedimages[J].TEEETransactionsonImageProcessing,2013,22(2)：657-667)提出的方法，同时也避免了局部色调映射算法所普遍存在的光晕效应。该算法可以用于HDR图像的色调映射。关键词：色调映射；局部边缘保留滤波器；高动态范围图像；多尺度分解；自然度：TP391.413文献标志码：AAbstract：AnewToneMapping(TM)algorithmbasedonmultiscaledecompositionwasproposedtosolveaHighDynamicRange(HDR)imagedisplayedonanordinarydisplaydevice.ThealgorithmdecomposedaHDRimageintomultiplesealesusingaLocalEdgePreserving(LEP)filtertosmooththedetailsoftheimageeffectively,whilestillretainingthesalientedges.Thenadynamicrangecompressionfunctionwithparameterswasproposedaccordingtothecharacteristicsofthedecomposedlayersandtherequestofcompression.Bychangingtheparameters,thecoarsescalelayerwascompressedandthefinescalelayerwasboosted,whichresultedincompressingthedynamicrangeoftheimageandboostingthedetails.Finally,byrestructuringtheimageandrestoringthecolor,theimageaftermappinghadagoodvisualquality.TheexperimentalresultsdemonstratethattheproposedmethodisbetterthanthealgorithmproposedbyGuetal.(GUB,LIWJ,ZHUMY,etal.Localedgepreservingmultiscaledecompositionforhighdynamicrangeimagetonemapping[J].IEEETransactionsonImageProcessing,2013,22(1)：70-79)andYeganehetal.(YEGANEHH,WANGZ.Objectivequalityassessmentoftonemappedimages[J].IEEETransactionsonImageProcessing,2013,22(2)：657-667)innaturalness,structuralfidelityandqualityassessment；moreover,itavoidsthehaloartifactswhichisacommonproblemexistinginthelocaltonemappingalgorithms.ThealgorithmcanbeusedforthetonemappingoftheHDRimage.Keywords：ToneMapping(TM)；LocalEdgePreserving(LEP)filter；HighDynamicRange(HDR)image；multiscaledecomposition；naturalnesso引言高动态范围(HighDynamicRange,HDR)图像是一类设计用于存储真实世界的亮度值的图像，它通常使用浮点数来表示每个颜色分量。而要想在显示器和打印机上显示HDR图像，则需要一些映射以压缩HDR图像，称为色调映射(ToneMapping,TM)或者色调重建(tonereproduction)oTM算法最初利用Stevens定律[1]来完成动态范围压缩，之后涌现出了一大批TM算法，通常可将它们分为3类。<!—endprint--><!—startprint—>第1类是基于感知的TM算法，空间上可分为全局算法和局部算法。全局TM算法［2-3］是对整幅图像的每个像素应用相同的TM曲线，映射时•每个像素独立于其相邻像素。根据人类视觉系统(HumanVisualSystem,HVS)的特性，大多数全局算法都利用了非线性映射函数［4-5］o全局算法的优点是结构简单且运算速度快，但是会导致结果图像颜色、细节、对比度和纹理等信息的丢失。因此，人们提出了局部算法以便弥补全局算法的不足，同时在对比度的压缩方面和局部细节的保留方面表现突出。文献［6］中的方法改善了细节但是引入了光晕等视觉上的瑕疵；文献［7］中提出了基于概率模型的TM算法，利用一种概率...