色度亮度协同滤波的色调映射算法

朱世松; 秦嬴; 郑艳梅; 芦碧波

doi:10.37188/CJLCD.2021-0190

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

色度亮度协同滤波的色调映射算法

更新时间：2021-09-27

- 色度亮度协同滤波的色调映射算法
- Tone mapping algorithm with chromaticity brightness collaborative filtering
- 液晶与显示 2021年页码：1-9
- 作者机构：
  
  河南理工大学计算机科学与技术学院，河南焦作 454000
- 作者简介：
  
  [ "朱世松（1965-），男，河南焦作人，博士，教授，2009年于日本国立山形大学获得博士学位，主要从事矿山信息化矿井安全监控系统、视频图像处理等方面的研究。E-mail：zss@hpu.edu.cn作者简介：" ]
  [ "芦碧波（1978-），男，河南焦作人，博士，教授，2008年于吉林大学获得博士学位，主要从事人工智能、图像视频处理和分析等方面的研究。E-mail：lubibojz@gmail.com芦碧波（1978-），男，河南焦作人，博士，教授，2008年于吉林大学获得博士学位，主要从事人工智能、图像视频处理和分析等方面的研究。E-mail：lubibojz@gmail.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(41773024);河南省高等学校重点科研项目资助计划(21A520016);2021年度河南科技智库调研课题(HNKJZK-2021-56C)
- DOI：10.37188/CJLCD.2021-0190
  中图分类号： TP391.4
- 收稿日期：2021-07-19，
  
  修回日期：2021-08-17，
- 稿件说明：
移动端阅览
朱世松, 秦嬴, 郑艳梅, 等. 色度亮度协同滤波的色调映射算法[J/OL]. 液晶与显示, 2021,1-9.

Shi-song ZHU, Ying QIN, Yan-mei ZHENG, et al. Tone mapping algorithm with chromaticity brightness collaborative filtering[J/OL]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2021, 1-9.
朱世松, 秦嬴, 郑艳梅, 等. 色度亮度协同滤波的色调映射算法[J/OL]. 液晶与显示, 2021,1-9. DOI： 10.37188/CJLCD.2021-0190.

Shi-song ZHU, Ying QIN, Yan-mei ZHENG, et al. Tone mapping algorithm with chromaticity brightness collaborative filtering[J/OL]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2021, 1-9. DOI： 10.37188/CJLCD.2021-0190.

摘要

针对高动态范围图像显现质量有待提高的问题，本文在色度亮度颜色空间中提出了一种基于协同滤波的色调映射算法。首先将输入的高动态范围图像利用色度亮度颜色空间来提取亮度信息和色度信息，然后分别将色度信息和亮度信息进行分解和重构。使用双边滤波技术对亮度信息分解得到亮度基本层和亮度细节层；根据亮度信息和色度信息大尺度边缘的一致性，构造一种色度亮度协同滤波的算法对色度信息进行分解，得到色度基础层和色度纹理层。最后对亮度信息和色度信息进行重构，再转换到RGB颜色空间输出最终的色调映射结果。客观指标计算结果显示，本文算法结果在图像质量分数、结构保真度和图像自然度上分别提高了25.24%，18.89%，45.89%，可以更好地保持边界细节和颜色信息。

Abstract

In view of the problem that the quality of high dynamic range image appearance needs to be improved， In this paper，a tone mapping algorithm based on collaborative filtering is proposed in the chromaticity brightness color space. First， the input high dynamic range image uses the chromaticity brightness color space to extract brightness information and chromaticity information， and then decomposes and reconstructs the chromaticity information and brightness information respectively. Using bilateral filtering technology to decompose the brightness information to obtain the brightness basic layer and brightness detail layer， according to the consistency of the large-scale edge of brightness information and chromaticity information， an algorithm of chromaticity brightness collaborative filtering is constructed to break down the chromaticity information， and obtain the chromaticity base layer and chromaticity texture layer. Finally， the brightness information and chromaticity information are reconstructed， and then converted to the RGB color space to output the final tone mapping results. The results of objective index calculation show that the results of this paper are improved by 25.24%，18.89%，45.89% respectively in image quality score， structural fidelity and image naturality， so that boundary details and color information can be better maintained.

关键词

Keywords

references

陈璐俊，郁梅，姜浩，等 . 一种改进图像色貌模型的高动态范围视频色调映射新方法［J］. 激光杂志， 2017 ， 38 （ 6 ）： 51 - 57 .

CHEN L J ， YU M ， JIANG H ， et al . New High Dynamic Range Video Tone Mapping Method ［J］. Laser Journal ， 2017 ， 38 （ 6 ）： 51 - 57 . （in Chinese）

刘颖，王凤伟，刘卫华，等 . 基于亮度分区模糊融合的高动态范围成像算法［J］. 计算机应用， 2020 ， 40 （ 1 ）： 233 - 238 .

LIU Y ， WANG F W ， LIU W H ， et al . High dynamic range imaging algorithm based on luminance partition fuzzy fusion ［J］. Journal of Computer Applications ， 2020 ， 40 （ 1 ）： 233 - 238 . （in Chinese）

Khan I R ， Rahardja S ， Khan M M ， et al . A Tone-Mapping Technique Based on Histogram Using a Sensitivity Model of the Human Visual System ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2018 ， 65 （ 4 ）： 3469 - 3479 .

Yang ， Kai-Fu Li ， Hui Kuang ， et al . An Adaptive Method for Image Dynamic Range Adjustment ［J］. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology ， 2019 ， 29 （ 3 ）： 640 - 652 .

Kou F ， Chen W ， Wen C ， et al . Gradient Domain Guided Image Filtering ［J］. IEEE Transactions on Image Processing ， 2015 ， 24 （ 11 ）： 4528 - 4539 .

芦碧波，陈静，王建龙，等 . 一种改进的多尺度Retinex色调映射算法［J］. 计算机工程与科学， 2017 ， 39 （ 5 ）： 951 - 957 .

LU B B ， CHEN J ， WANG J L ， et al . An improved multi-scale Retinex method for tone mapping ［J］. Computer Engineering and Science ， 2017 ， 39 （ 5 ）： 951 - 957 . （in Chinese）

冯维，刘红帝，吴贵铭，等 . 基于颜色校正模型的梯度域自适应色调映射算法［J］. 激光与光电子学进展， 2020 ， 57 （ 8 ）： 77 - 83 .

FENG W ， LIU H D ， Wu G M ， et al . Gradient Domain Adaptive Tone Mapping Algorithm Based on Color Correction Model ［J］. Laser & Optoelectronics Progress ， 2020 ， 57 （ 8 ）： 77 - 83 . （in Chinese）

李卫中，彭祺 . 基于混合映射的高动态范围场景再现［J］. 光学精密工程， 2018 ， 26 （ 12 ）： 3051 - 3059 .

LI WZ ， PENG Q . High-dynamic range scenes reproduction based on hybrid mapping ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2018 ， 26 （ 12 ）： 3051 - 3059 . （in Chinese）

Ok J ， Lee C . HDR Tone Mapping Algorithm Based on Difference Compression with Adaptive Reference Values ［J］. Journal of Visual Communication and Image Representation ， 2016 ， 43 （ 2 ）： 61 - 76 .

邵华，郁梅 . 一种人眼感知驱动的成分分解色调映射算法［J］. 光学技术， 2017 ， 43 （ 5 ）： 415 - 422 .

SHAO H ， YU M . A perception-inspired tone mapping algorithm based on components decomposition ［J］. Optical Technique ， 2017 ， 43 （ 5 ）： 415 - 422 . （in Chinese）

周千，李文胜 . 一种改进CB模型的彩色图像混合噪声去除方法［J］. 计算机与数字工程， 2017 ， 45 （ 1 ）： 147 - 151 .

ZHOU Q ， LI W S . A Method for Removing Mixed Noise of Color Image by Improving CB Model ［J］. Computer and Digital Engineering ， 2017 ， 45 （ 1 ）： 147 - 151 . （in Chinese）

Tomasi C ， Manduchi R . Bilateral filtering for gray and color images ［C］// International Conference on Computer Vision . Bombay， India ： IEEE ， 1998 ： 836 - 846 .

Yin H ， Gong Y H ， Qiu G P . Side Window Filtering ［C］// 2019 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition （CVPR）， June. 15-20， 2019 ， Long Beach， CA， USA . New York ： IEEE Press ， 2019 ： 8750 - 8758 .

芦碧波，皇甫珍珍，郭凯，等 . 基于双边滤波的多尺度分层色调映射算法［J］. 液晶与显示， 2018 ， 33 （ 9 ）： 816 - 822 .

LU B B ， HUANGFU Z Z ， GUO K ， et al . Bilateral filter based multiscale layer tone mapping algorithm ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ， 2018 ， 33 （ 9 ）： 816 - 822 . （in Chinese）

Durand F ， Dorsey J . Fast Bilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images ［J］. ACM Trans. Graphics， 2002 ， 21 （ 3 ）： p. 257 - 266 .

Yeganeh H ， Wang Z . Objective quality assessment of tone-mapped images .［J］. IEEE transactions on image processing ： a publication of the IEEE Signal Processing Society ， 2013 ， 22 （ 2 ）： 657 - 667 .

浏览量

308

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

色度亮度协同滤波的色调映射算法

一种亮度分区和导向滤波相结合的色调映射算法

基于双边滤波的最优波段子空间高光谱异常目标检测

基于双边滤波的多尺度分层色调映射算法

基于正交偏振方向的多幅图像复原新方法