基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：將高動態(tài)范圍圖像計算轉(zhuǎn)換成RGB空間圖像；S2：將步驟S01中的RGB空間圖像轉(zhuǎn)換為HSL空間圖像，完成亮度和色調(diào)的分離；S3：對于步驟S02中的HSL空間圖像的亮度L進(jìn)行單獨的自適應(yīng)對數(shù)映射，完成亮度的壓縮處理，同時，對飽和度S進(jìn)行增強；S4：將步驟S03中的HSL空間圖像轉(zhuǎn)換為RGB空間圖像；S5：對步驟S04中的RGB空間圖像進(jìn)行前后面板圖像分割；S6：利用步驟S05中生成的前后面板圖像在LCD-FED雙屏顯示系統(tǒng)上進(jìn)行雙屏分割顯示。本發(fā)明不僅解決了偏色問題，而且在細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力上也有了很大的提升。
【專利說明】基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高動態(tài)圖像處理與高動態(tài)范圍圖像的雙屏顯示領(lǐng)域，尤其是一種基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來,對于高動態(tài)范圍圖像的研究越來越多，高動態(tài)范圍圖像是一種可以還原真實場景亮度范圍的圖像。它的亮度范圍從漆黑的夜晚到陽光猛烈的白天，動態(tài)范圍甚至超過1010:1。相較于高動態(tài)范圍圖像的大范圍亮度，當(dāng)前主流顯示設(shè)備的動態(tài)范圍就很小了，現(xiàn)如今主流顯示設(shè)備的動態(tài)范圍是400:1到600:1,部分顯示設(shè)備的動態(tài)范圍能夠達(dá)到1500:1，即便與此，仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到顯示高動態(tài)范圍圖像的要求。對于這個問題的解決，一方面是進(jìn)行色調(diào)映射，這些算法大致分為兩大類:全局映射算法和局部映射算法。色調(diào)映射算法可以將高動態(tài)范圍圖像映射壓縮成低動態(tài)范圍圖像，并用于普通顯示設(shè)備。無論是全局映射算法，還是局部映射算法，但這些算法都會損失圖像的部分細(xì)節(jié)，而且都是針對非彩色(灰度)的高動態(tài)范圍圖像的層次視覺再現(xiàn)的目的而設(shè)計的，沒有考慮圖像亮度范圍被壓縮后，色域也被壓縮，導(dǎo)致圖像的顏色在視覺上發(fā)生變化，產(chǎn)生偏色問題。另一方面是采用雙屏顯示，雙屏顯示可以明顯提高顯示系統(tǒng)的動態(tài)顯示能力，能夠更好地進(jìn)行細(xì)節(jié)顯示。
[0003]針對偏色問題，已提出了很多解決方法，但這些算法均有一些不足之處，Rahma等人提出的MSRCR算法計算復(fù)雜，而且細(xì)節(jié)損失較多；基于直方圖均衡化的算法有明顯的失真；基于點的快速亮度調(diào)整算法在圖像整體協(xié)調(diào)性上表現(xiàn)欠佳。
[0004]現(xiàn)有的雙屏顯示方案包括LCD-projector、LCD-LED、和 LCD-Optics。IXD-pro jector方案體積龐大，無法普遍為大眾使用。IXD-LED方案卻有LED顆粒較大、像素點之間容易產(chǎn)生干擾等問題限制。GabrieleGuarnieri等人提出IXD-1XD結(jié)構(gòu)的雙液晶顯示系統(tǒng)，但該系統(tǒng)亮度較低，需要高亮度背光支持，刷新率也很難提高。Patrick Ledda等人提出LCD-Optics結(jié)構(gòu)的雙屏顯示系統(tǒng)，但該系統(tǒng)體積龐大，視角有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，針對高動范圍圖像處理的偏色問題與細(xì)節(jié)顯示不足問題。
[0006]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]S1:將高動態(tài)范圍圖像計算轉(zhuǎn)換成RGB空間圖像；
[0008]S2:將步驟SOl中的RGB空間圖像轉(zhuǎn)換為HSL空間圖像，完成亮度和色調(diào)的分離；
[0009]S3:對于步驟S02中的HSL空間圖像的亮度L進(jìn)行單獨的自適應(yīng)對數(shù)映射，完成亮度的壓縮處理，同時，對飽和度S進(jìn)行增強；
[0010]S4:將步驟S03中的HSL空間圖像轉(zhuǎn)換為RGB空間圖像；[0011]S5:對步驟S04中的RGB空間圖像進(jìn)行前后面板圖像分割；
[0012]S6:利用步驟S05中生成的前后面板圖像在IXD-FED雙屏顯示系統(tǒng)上進(jìn)行雙屏分割顯示。
[0013]在本發(fā)明一實施例中，所述步驟SI的具體方法為:如果e為0，則r=g=b=0.0，否則:r=R*2~ (e-128-8)，g=G*2~ (e-128-8)，b=B*2~ (e-128-8);其中(R, G, B, E)為 RGBE 圖像的單個像素值，(r，g, b)為RGB空間圖像的單個像素值。
[0014]在本發(fā)明一實施例中，所述步驟S2具體方法為:采用子像素對應(yīng)轉(zhuǎn)換法將RGB空間圖像值(r，g, b)轉(zhuǎn)換為HSL空間圖像值(h，s，1)，完成圖像由RGB空間到HSL空間的轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換步驟如下:
[0015]S21:將RGB像素值轉(zhuǎn)為(0，1)之間的浮點值；


[0016]S22:找出RGB像素值中的最大值max與最小值min，并計算亮度
【權(quán)利要求】
1.一種基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:將高動態(tài)范圍圖像計算轉(zhuǎn)換成RGB空間圖像； 52:將步驟SOl中的RGB空間圖像轉(zhuǎn)換為HSL空間圖像，完成亮度和色調(diào)的分離； 53:對于步驟S02中的HSL空間圖像的亮度L進(jìn)行單獨的自適應(yīng)對數(shù)映射，完成亮度的壓縮處理，同時，對飽和度S進(jìn)行增強； 54:將步驟S03中的HSL空間圖像轉(zhuǎn)換為RGB空間圖像； 55:對步驟S04中的RGB空間圖像進(jìn)行前后面板圖像分割； 56:利用步驟S05中生成的前后面板圖像在IXD-FED雙屏顯示系統(tǒng)上進(jìn)行雙屏分割顯/Jn o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，所述步驟SI的具體方法為:如果e為0,則r=g=b=0.0,否則:r=R*2~ (e-128-8),g=G*2~ (e-128-8)，b=B氺2~ (e-128-8);其中(R, G, B, E)為 RGBE 圖像的單個像素值，(r, g, b)為RGB空間圖像的單個像素值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，所述步驟S2具體方法為:采用子像素對應(yīng)轉(zhuǎn)換法將RGB空間圖像值(r，g, b)轉(zhuǎn)換為HSL空間圖像值(h，s，I)，完成圖像由RGB空間到HSL空間的轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換步驟如下: 521:將RGB像素值轉(zhuǎn)為(0，I)之間的浮點值； 522:找出RGB像素值中的最大值max與最小值min，并計算亮度
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于:所述步驟S03中的自適應(yīng)對數(shù)映射公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于:所述亮度L的映射計算完成后，進(jìn)行一個非線性gamma校正，即對亮度L進(jìn)行一個指數(shù)為1/2.2的冪指數(shù)運算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，所述步驟S03中的對飽和度S進(jìn)行增強公式為:S’= a * S, S'為增強后的飽和度，a為飽和度增強因子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于，所述步驟S5具體為:基于LCIS算法的思想，后面板圖像由原圖的平方根計算得到，前面板圖像由原圖與后面板圖像相除計算得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于顏色空間轉(zhuǎn)換的高動態(tài)范圍圖像雙屏顯示方法，其特征在于:所述后面板圖像用于FED背光源顯示，所述前面板圖像用于IXD面板顯示。
【文檔編號】G09G5/10GK103747225SQ201410030710
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】郭太良, 徐勝, 姚劍敏, 林金堂, 林志賢, 葉蕓 申請人:福州大學(xué)