一种色调映射方法及电子设备与流程

本技术涉及终端领域，尤其涉及一种色调映射方法及电子设备。

背景技术：

1、色调映射是一种图像处理技术，旨在将高动态范围图像转换为适配显示屏的低动态范围图像，以便在有限动态范围的显示屏上，显示与高动态范围图像具有近似效果的图像，使得显示屏更好地呈现图像的细节和色彩，进而能够更真实的还原图像中的被摄场景。

2、色调映射主要通过调整hdr图像的像素值，例如图像中像素点的亮度、色彩等来实现，由于不同设备的拍摄参数不同，不同设备拍摄同一场景时，分别拍摄到的hdr图像的像素值存在差异，经过色调映射，最终在各自显示屏中呈现的图像效果差异较大。

3、基于此，在跨设备拍摄同一场景时，如何保持不同设备的显示屏呈现出色调一致的效果，则是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种色调映射方法及电子设备，通过将图像重建为被摄场景的光信号，在物理域中对被摄场景的光信号进行色调映射，而不是在像素域中，对图像声纹像素进行色调映射，这样可以避免不同的设备因采用不同曝光参数拍摄同一场景得到的图像像素差异导致在像素域的色调映射不一致，进而使得跨设备拍摄同一场景时，不同设备的显示屏呈现出色调一致的图像。

2、第一方面，本技术提供了一种色调映射方法，该方法应用于包含显示屏的第一设备，该显示屏的亮度范围为第一亮度范围，该方法包括：采用第一曝光参数拍摄第一场景得到第一图像，该第一图像的亮度范围大于该第一亮度范围；基于该第一曝光参数和该第一图像得到第一光信号，该第一光信号指示拍摄该第一场景时，该第一场景射入该第一设备的光；对该第一光信号进行色调映射得到第二图像，该第二图像的亮度范围小于或等于该第一亮度范围；通过该显示屏显示该第二图像。

3、实施第一方面提供的方法后，第一设备通过在物理域中进行色调映射，可以保证显示的色调映射后的图像的色调效果与物理世界中被摄场景的光信号强相关，而不受第一设备的曝光参数等的影响。

4、结合第一方面描述的方法，基于该第一曝光参数和该第一图像得到第一光信号，具体包括：基于该第一曝光参数和转换增益，将该第一图像的像素值转换为第一电信号，该第一电信号指示拍摄该第一场景时，该第一设备接收该第一场景射入的光时所感应到的电子；基于量子效率，将该第一电信号转换为该第一光信号。

5、实施第一方面提供的方法后，第一设备可以基于拍摄的图像和拍摄时的曝光参数，将该图像重建为被摄场景中的光信号，从而实现后续的在物理域中对被摄场景光信号进行色调映射。

6、结合第一方面描述的方法，该转换增益表示该第一设备将电信号转换为像素值时，像素值与电信号的大小的比值。

7、这样，可以采用转换增益将拍摄到的图像的像素值转换为对应的电信号，便于后续将电信号重建为被摄场景的光信号。

8、结合第一方面描述的方法，该转换增益是，基于第二设备拍摄场景时得到的，第一时刻且亮光下的像素值、第二时刻且亮光下的像素值、第一时刻且暗光下的像素值、第二时刻且暗光下的像素值来确定；其中，该第二设备与该第一设备的型号相同，或者该第二设备为该第一设备。

9、这样，可以得出精确的转换增益，进而得到准确的电信号，便于后续将电信号重建为更加贴近真实的被摄场景的光信号。

10、结合第一方面描述的方法，该转换增益的公式如下。

11、

12、其中，g表示转换增益，var表示方差，mean表示均值，表示第一时刻且亮光下的像素值，表示第二时刻且亮光下的像素值，表示第一时刻且暗光下的像素值，表示第二时刻且暗光下的像素值。

13、结合第一方面描述的方法，该量子效率表示该第一设备将光信号转换为电信号时，电信号的大小与光信号的大小的比值。

14、这样，可以采用量子效率将拍摄到的图像的像素值对应的电信号重建为被摄场景的光信号。

15、结合第一方面描述的方法，对该第一光信号进行色调映射具体包括：采用色调映射函数对该第一光信号进行色调映射；该色调映射函数指示，将被摄场景中射入第一设备的光信号转换为属于该第一亮度范围的图像的过程中，光信号与属于该第一亮度范围的图像的映射关系。

16、这样，既可以达到适配显示屏亮度范围的目的，由可以保证在物理域中进行色调映射，得到与实际场景色调相关的图像，排除拍摄时曝光参数对色调的影响。

17、结合第一方面描述的方法，对该第一光信号进行色调映射具体包括：采用色调映射函数对该第一光信号进行色调映射；其中，该色调映射函数由第二设备通过以下方法获取，该第二设备与该第一设备的型号相同，或者该第二设备为该第一设备；

18、采用人类视觉系统hvs函数模拟人眼观测被摄场景所得到的第一亮度信息；

19、采用初始的色调映射函数对该被摄场景射入该第二设备的光进行色调映射，得到第五图像；

20、采用该hvs函数模拟人眼观测该第二设备显示该第五图像时得到的第二亮度信息，

21、通过调整该初始的色调映射函数，直至模拟人眼观测该第二设备所显示的，经过调整后的色调映射函数处理后的图像，所得到的亮度信息，相对于该第一亮度信息的差异小于阈值，则将该调整后的色调映射函数作为最终的色调映射函数。

22、这样，可以学习出符合预期效果的色调映射函数，提升色调映射效果。

23、结合第一方面描述的方法，模拟人眼观测该第二设备所显示的，经过调整后的色调映射函数处理后的图像，所得到的亮度信息，相对于该第一亮度信息的差异包括：模拟人眼观测该第二设备所显示的，经过调整后的色调映射函数处理后的图像，所得到的亮度信息，相对于该第一亮度信息的方差。

24、这样，采用方差来约束色调映射函数的学习过程，可以得到根据精确的色调映射函数。

25、结合第一方面描述的方法，该方法还包括：采用第二曝光参数拍摄该第一场景得到第三图像，该第三图像的亮度范围大于该显示屏的第一亮度范围，该第二曝光参数与该第一曝光参数不同；基于该第二曝光参数和该第三图像得到该第一光信号；对该第一光信号进行色调映射，得到该第二图像；通过该显示屏显示该第二图像。

26、这样，第一设备还可以采用不同的拍摄参数拍摄同一场景，因为被摄场景相同，可以保证拍摄图像经过色调映射后得到色调一致的图像。

27、结合第一方面描述的方法，该第一光信号具体指示拍摄该第一场景时，单位时长内该第一场景射入该第一设备的光。

28、这样，可以进一步排除曝光时长对色调映射的影响，提供一种物理域的色调映射方法。

29、结合第一方面描述的方法，该第一曝光参数包括以下一种或多种参数：曝光时长、感光度、光圈、快门速度。

30、这样，可以排除多种曝光参数的影响，输出色调一致的图像。

31、结合第一方面描述的方法，通过该显示屏显示该第二图像具体包括：通过该显示屏采用显示屏函数显示该第二图像，该显示屏函数为根据该第一设备的显示屏设置和环境参数确定的。

32、这样，通过显示屏函数处理色调映射后的图像，可以显示更加适配显示屏的图像，提升用户的视觉体验。

33、结合第一方面描述的方法，第一曝光参数的范围包括欠曝和过爆之间的范围。

34、这样，可以避免拍摄得到的第一图像存在欠曝或过爆的问题，保证可以基于高质量的第一图像重建出被摄场景的光信号。

35、第二方面，本技术提供了一种电子设备，包括：显示屏、处理器及存储在该存储器上的计算机程序，该处理器执行该计算机程序以实现如第一方面中任一方面所描述的方法。

36、第三方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一方面所描述的方法。

37、第四方面，本技术提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一方面所描述的方法。