HDR顯示技術(shù)研究及算法實(shí)現(xiàn).pdf

1、HDR(High Dynamic Range)圖像具有高動(dòng)態(tài)范圍和高對(duì)比度，目前一般視頻片源的動(dòng)態(tài)范圍都不高，且傳統(tǒng)的顯示器只能顯示對(duì)比度動(dòng)態(tài)范圍1000∶1。人眼所能感受的亮度范圍約為10-3～106nit，所能感受的瞬時(shí)對(duì)比度范圍可達(dá)10000∶1。HDR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)0.01nit～1000nit的動(dòng)態(tài)顯示范圍，使圖像暗處更暗，亮處更亮，細(xì)節(jié)更強(qiáng)。HDR顯示關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)技術(shù)、局部調(diào)暗技術(shù)和峰值驅(qū)動(dòng)技術(shù)。由于市場(chǎng)上大部

2、分圖像是SDR(Standard Dynamic Range)，故本文設(shè)計(jì)了基于直方圖均衡的算法，提升SDR圖像的對(duì)比度，讓SDR圖像有接近HDR的表現(xiàn)效果。
　　1.本文研究了多項(xiàng)提高對(duì)比度的技術(shù)，其中重點(diǎn)研究了直方圖均衡技術(shù)。對(duì)直方圖均衡提升對(duì)比度但容易過(guò)度增強(qiáng)的原因進(jìn)行分析，為了保證畫(huà)質(zhì)，直方圖均衡技術(shù)需要進(jìn)行限制。
　　2.為了提高數(shù)字圖像的對(duì)比度并避免畫(huà)質(zhì)變差，本論文針對(duì)數(shù)字動(dòng)態(tài)增強(qiáng)技術(shù)提出了一種使用兩個(gè)調(diào)制因子的

3、直方圖均衡算法。
　　直方圖均衡化能夠提高圖像對(duì)比度，全局直方圖均衡(GHE，Global histogramequalization)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但容易使圖像過(guò)度增強(qiáng)而丟失細(xì)節(jié)，局部直方圖均衡(LHE，Local histogram equalization)雖然可以凸顯細(xì)節(jié)但是需要逐一對(duì)每個(gè)點(diǎn)計(jì)算映射函數(shù)，為此文章提出了一種結(jié)合全局與局部直方圖均衡的算法。算法在全局僅使用一個(gè)由傳統(tǒng)全局直方圖均衡化得來(lái)的映射函數(shù)，之后將圖像分成多

4、個(gè)分區(qū)，并定義分區(qū)局部限制參數(shù)和點(diǎn)判決因子，分別體現(xiàn)局部信息量和局部平坦度，結(jié)合這兩個(gè)局部調(diào)制因子對(duì)每個(gè)點(diǎn)的映射進(jìn)行調(diào)制。算法使用雙線性插值，對(duì)分區(qū)局部限制參數(shù)進(jìn)行平滑。
　　為了評(píng)估算法的效果，本文使用了絕對(duì)平均亮度差和離散熵。評(píng)估結(jié)果是本算法有較好的保持平均亮度的能力且能提高數(shù)據(jù)的離散熵，可以提高對(duì)比度而避免圖像劣化。
　　3.為了將算法實(shí)現(xiàn)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，論文對(duì)算法進(jìn)行了硬件化設(shè)計(jì)并移植到了FPGA(Field prog