毕设—高动态范围图像渲染算法之基于对数变换的色调映射技术（三）

这个算法是我第一个实现的色调映射算法，也是五种算法中原理最清晰，实现最简单的。（原理见：一种自适应对数映射的高对比度图像显示技术）

这个算法来源于论文《Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes》是一篇2003年的古老算法。其实这个算法OpenCV 3.0已经实现了，但是我还是根据自己的理解又实现了一下。

实现该算法共分为四步：

第一步：把场景亮度映射到图像亮度

其实完成这步有很多方法，上述论文中提到了两种方法：一、对于静态图像，使用场景的对数平均值作为初始缩放因子，进行压缩。二、对于需要进行交互式的图像处理，可以使用亮度的对数信息的高斯模糊后的结果，作为压缩结果，范围用户自己调，默认是15%。

但是本项目使用了另一种压缩方法，即归一化。具体步骤如下：首先我们先把提取出来的场景信息进行色彩空间转化，得到亮度值；随后我们对亮度值进行归一化处理；

	for(int i = 0; i < rows; i++){
   
   
		for(int j = 0; j < cols; j++){
   
   

			//通过这么写，不仅可以实现色调映射，还可以实现图像增强
			if(strstr(fileName,".hdr")!=NULL)
			{
   
   
				//提取场景的RGB数据
				RGB[0]=result.cols[i*cols*3+j*3+0];
				RGB[1]=result.cols[i*cols*3+j*3+1];
				RGB[2]=result.cols[i*cols*3+j*3+2];
			}
			else
			{
   
   
				RGB[2]=(double)re.at<Vec3b>(i,j)[0];
				RGB[1]=(double)re.at<Vec3b>(i,j)[1];
				RGB[0]=(double)re.at<Vec3b>(i,j)[2];
			}
			
			//色彩空间转化
			//转化成XYZ表示，虽然缩放只缩放Y，但是为了后面进行转化，这里把x，z也求出来;
			xyz[i][j].x=Mrgb[0][0]*RGB[0]+Mrgb[1][0]*RGB[1]+Mrgb[2][0]*RGB[2];
			xyz[i][j].y=Mrgb[0][1]*RGB[0]+Mrgb[1][1]*RGB[1]+Mrgb[2][1]*RGB[2];
			xyz[i][j].z=Mrgb[0][2]*RGB[0]+Mrgb[1][2]*RGB[1]+Mrgb[2][2]*RGB[2];

			//获取XYZ的比例
			double rateX=xyz[i][j].x/(xyz[i][j].x+xyz[i][j].y+xyz[i][j].z);
			double rateY=xyz[i][j].y/(xyz[i][j].x+xyz[i][j].y+xyz[i][j].z);

			//归一化
			if(strstr(fileName,".hdr")!=NULL)
				xyz[i][j].y=atan(xyz[i][j].y)*2/PI;
			else
				xyz[i][j].y/=255.0