色调映射（Tone Mapping）

最新推荐文章于 2025-04-03 22:07:20 发布

沧海一升

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分类专栏： CMOS 图像传感器成像数字图像处理文章标签：图像处理人工智能

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色调映射是将高动态范围(HDR)图像压缩到低动态范围(LDR)显示器的过程，涉及全局和局部映射。全局色调映射算法如S型曲线、自适应对数和直方图均衡化能压缩动态范围，但可能导致细节和对比度损失。局部色调映射，如基于双边滤波的方法，能保持局部对比度和细节，但计算复杂且可能出现光晕效应。色调映射的主要挑战包括消除光晕、保持细节和选择合适的局部支持域尺寸。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、概述

虽然HDR 图像有较大的动态范围，能更细致地反映真实场景，但他的缺点也很明显。一是同尺寸的数据比低动态范围图像大，需要更大的存储空间与传输带宽。二是难以输出，目前大多数显示器、打印机等图形输出设备的动态范围要比普通的高动态范围图像小得多。。因此，色调映射技术在这样的背景下，就显得尤为重要。HDR 图像处理的一个重要方面就是色调映射(Tone Mapping)，即压缩其动态范围至输出设备的动态范围以下，使高动态范围HDR图像能够适应低动态范围LDR显示器。

色调映射实质上是一个信息压缩过程。需要将HDR图像的色度，亮度，动态范围等，全部映射到LDR图像的标准范围内。在这个过程中，不能简单使用线性映射，因为这样会丢失原始图像的一些重要信息，例如全局与局部的对比度和重要的细节等，最重要的一点是，简单线性映射产生的图像相比于自然界中的场景，会出现严重的失真情况。因此，色调映射技术需要经过深入的研究与精密的设计，才能使得产生的图像在视觉效果上与实际场景中的效果一致。如何选取有效的信息成分，使低动态图像能保持人类对真实场景的视觉感受࿰