高动态范围图像压缩方法研究及其读取器的实现

【摘要】高动态范围图像(HighDynamicRangeImage,HDRI)层次丰富,具有比传统图片更逼真的光影效果,在诸多领域具有广阔的应用前景。虽然具有较高动态范围的显示设备相继被研发,但显示设备可显示的亮度范围依然有限,为了解决HDRI与显示设备动态范围不相匹配的矛盾,通过色调映射算法(ToneMappingalgorithm)来压缩高动态范围图像亮度范围以适应于低动态范围显示设备的方法被提出。首先,研究了高动态范围的基本理论以及当下主流的高动态范围图像色调映射算法；其次,重点研究典型的高动态范围图像文件-RadianceRGBE格式,研究如何通过文件指针读取其有用信息后进行颜色空间转换,然后得到RadianceRGBE格式文件中的亮度值等关键信息；最后,编程实现自适应对数映射(AdaptiveLogarithmicMapping)色调映射算法对高动态范围图像中的亮度信息进行压缩,以适应低动态范围的显示设备；对算法公式进行了优化,以提高运算效率；将压缩后的有效信息通过图像空间变换重新构造bmp格式的图像在普通显示设备上显示出来,公开了主要函数的核心代码。实验结果表明,压缩后的高动态范围图像能够重现黑暗区域与高亮度区域的图像细节,显示效果优于未进行压缩的高动态范围图像,同时,通过构造直方图对压缩前后的亮度范围进行比较,压缩后的动态范围更为集中,所有像素的亮度值被压缩在可显示的范围之内,同时保留了一定的图像对比度。
【作者】曹渊钧；
【导师】宋怀玲；阮群锟；
【作者基本信息】湖南大学，软件工程，2013，硕士
【关键词】HDRI；动态范围；色调映射算法；颜色空间转换；自适应对数映射；

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