高动态范围图像处理方法及电子设备与流程

本技术涉及终端，尤其涉及一种高动态范围图像处理方法及电子设备。

背景技术：

1、随着电子设备(如手机)的发展，手机的拍摄功能也得到了快速发展。为了提高拍摄的图像质量，部分手机已经集成了高动态范围(highdynamicrange，hdr)功能。hdr的原理是，手机摄像头分别在不同曝光量ev下拍摄图像。然后将不同曝光量ev下拍摄的进行融合，得到hdr图像。然而，融合得到的hdr图像的细节可能会不清晰，通透性较差，因此，需要提高hdr图像的对比度，以提高hdr图像的通透性。

2、目前，在调整hdr图像的对比度时，一般是开发人员手动调整hdr图像的对比度，但容易导致出现hdr图像中的亮区过曝、暗区过暗的问题，从而造成hdr图像的细节信息(如亮区、暗区细节信息)损失，导致hdr图像质量较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种高动态范围图像处理方法及电子设备，提高hdr图像的质量。

2、第一方面，本技术提供一种hdr图像处理方法。在接收到用户对电子设备的第一操作后，表明电子设备需要采用hdr图像，拍摄图像，该电子设备可以响应于该第一操作，拍摄初始hdr图像。之后，该电子设备可以提高该初始hdr图像的对比度，得到高对比度初始hdr图像，并且该电子设备可以提高该初始hdr图像对应的非正常曝光图像的对比度，得到高对比度非正常曝光图像。其中，该非正常曝光图像表示曝光量不为0ev的图像，其包括短帧图像和/或长帧图像；该高对比度非正常曝光图像包括短帧图像对应的高对比度短帧图像和/或长帧图像对应的高对比度长帧图像；

3、之后，上述电子设备可以对该高对比度初始hdr图像和该高对比度非正常曝光图像进行融合，得到目标hdr图像，显示该目标hdr图像。

4、本技术中，提高初始hdr图像的对比度，以对提高初始hdr图像的通透性、立体感。并且通过将高对比度非正常曝光图像与高对比度初始hdr图像融合，可以将高对比度非正常曝光图像的亮区、暗区信息补充到高对比度初始hdr图像，从而实现高对比度初始hdr图像的亮区、暗区的细节信息的还原，降低由于提高初始hdr图像的对比度导致hdr图像的亮区、暗区的细节信息损失程度，进而相较于初始hdr图像，融合得到的目标hdr图像的对比度较高，通透性较高，且亮区、暗区的细节信息损失程度较低。同时，通过提高非正常曝光图像的对比度，可以使得将提高对比度后的非正常曝光图像(即高对比度非正常曝光图像)融合至高对比度初始hdr图像时，可以保证融合得到的图像的对比度较高，从而提高电子设备输出的hdr图像的质量。

5、在一些实施例中，如果图像(如初始hdr图像、非正常曝光图像)的对比度本身较高，如大于预设标准值，可以无需提高对比度。

6、在一种可能的设计方式中，上述非正常曝光图像包括短帧图像，短帧图像主要负责提供亮区信息，上述高对比度非正常曝光图像包括高对比度短帧图像。相应的，电子设备可以对高对比度初始hdr图像和该高对比度短帧图像进行融合，得到目标hdr图像，实现hdr图像的对比度的提高，并实现亮区细节信息的保留。

7、在另一种可能的设计方式中，上述非正常曝光图像包括长帧图像，长帧图像主要负责提供暗区信息，上述高对比度非正常曝光图像包括高对比度长帧图像。相应的，电子设备可以对高对比度初始hdr图像和该高对比度长帧图像进行融合，得到目标hdr图像，实现hdr图像的对比度的提高，并实现暗区细节信息的保留。

8、在另一种可能的设计方式中，上述非正常曝光图像包括短帧图像和长帧图像，长帧图像主要负责提供暗区信息，短帧图像主要负责提供亮区信息，上述高对比度非正常曝光图像包括高对比度短帧图像和高对比度长帧图像。相应的，电子设备可以对高对比度初始hdr图像和该高对比度短帧图像、高对比度长帧图像进行融合，得到目标hdr图像，实现hdr图像的对比度的提高，并实现亮区和暗区细节信息的保留。

9、示例性的，上述短帧图像包括第一短帧图像(又称为实际短帧图像)或第二短帧图像(又称为模拟短帧图像)，该长帧图像包括第一长帧图像(又称为实际长帧图像)或第二长帧图像(又称为模拟长帧图像)；该第一短帧图像表示该电子设备生成该初始hdr图像所利用的该电子设备实际拍摄的短帧图像，该第二短帧图像表示该电子设备基于该初始hdr图像模拟得到的短帧图像；该第一长帧图像表示该电子设备生成该初始hdr图像所利用的该电子设备实际拍摄的长帧图像，该第二长帧图像表示该电子设备基于该初始hdr图像模拟得到的长帧图像。

10、在一种可能的设计方式中，上述第二长帧图像可以是通过提亮初始hdr图像中的暗区的亮度得到的；初始hdr图像的暗区包括初始hdr图像中像素值小于第一预设亮度值的像素点所在的区域，也就是说暗区中的像素点的像素值小于第一预设亮度值，实现长帧图像的生成。

11、在一种可能的设计方式中，上述第二短帧图像是通过降低初始hdr图像中的亮区的亮度得到的；初始hdr图像的亮区包括初始hdr图像中像素值大于或等于第二预设亮度值的像素点所在的区域，也就是说亮区中的像素点的像素值大于或等于第二预设亮度值，实现短帧图像的生成。

12、在一种可能的设计方式中，电子设备可以将初始hdr图像中的各个像素点的像素值乘以第一亮度调整系数，得到第二短帧图像，该第一亮度调整系数大于0，且小于1，实现初始hdr图像的亮度的降低，从而实现hdr图像中的亮区的亮度的降低，得到与实际短帧图像的成像效果相似的第二短帧图像。

13、示例性的，上述第一亮度调整系数的确定过程可以包括：

14、上述电子设备计算初始hdr图像中的正常区的所有像素点的像素值的平均值与初始hdr图像中的亮区的所有像素点的像素值的平均值之间的比值，得到第一亮度调整系数，实现基于初始hdr图像的亮度情况确定第一亮度调整系数，实现第一亮度调整系数的准确确定，也即实现初始hdr图像亮度降低程度的准确确定。

15、其中，初始hdr图像正常区包括初始hdr图像中像素点的像素值大于或等于所述第一预设亮度值，且小于所述第二预设亮度值的像素点所在的区域，也就是说上述正常区中的像素点的像素值大于或等于所述第一预设亮度值，且小于所述第二预设亮度值。

16、在一种可能的设计方式中，电子设备可以将初始hdr图像中的各个像素点的像素值乘以第二亮度调整系数，得到第二长帧图像，该第二亮度调整系数大于1，实现初始hdr图像的亮度的提高，从而实现hdr图像中的暗区的亮度的提高，得到与实际长帧图像的成像效果相似的第二长帧图像。

17、示例性的，上述第二亮度调整系数的确定过程可以包括：

18、上述电子设备计算初始hdr图像中的正常区的所有像素点的像素值的平均值与初始hdr图像中的暗区的所有像素点的像素值的平均值之间的比值，得到第二亮度调整系数，实现基于初始hdr图像的亮度情况确定第二亮度调整系数，实现第二亮度调整系数的准确确定，也即实现初始hdr图像亮度提高程度的准确确定。

19、在一种可能的设计方式中，上述提高初始hdr图像的对比度，得到高对比度初始hdr图像的过程可以包括：

20、上述电子设备确定该初始hdr图像的低频图像(或称为初始hdr图像对应的低频图像)和该初始hdr图像的高频图像(或称为初始hdr图像对应的高频图像)；上述电子设备调节该初始hdr图像的高频图像的亮度；该电子设备将调节后的初始hdr图像的高频图像与该初始hdr图像的低频图像中的处于相同位置上的像素点的像素值相加，得到高对比度初始hdr图像，实现初始hdr图像的对比度的提高。

21、同理，上述提高非正常曝光图像的对比度，得到高对比度初始hdr图像的过程可以包括：

22、上述电子设备确定该非正常曝光图像的低频图像(或称为非正常曝光图像对应的低频图像)和该非正常曝光图像的高频图像(或称为非正常曝光图像对应的高频图像)；上述电子设备调节该非正常曝光图像的高频图像的亮度；该电子设备将调节后的非正常曝光图像的高频图像与该非正常曝光图像的低频图像中的处于相同位置上的像素点的像素值相加，得到高对比度非正常曝光图像，实现初始hdr图像的对比度的提高。

23、示例性的额，上述正常曝光图像包括实际长帧图像和实际短帧图像。电子设备确定该实际长帧图像的低频图像和该实际长帧图像的高频图像；上述电子设备调节该实际长帧图像的高频图像的亮度；该电子设备将调节后的实际长帧图像的高频图像与该实际长帧图像的低频图像中的处于相同位置上的像素点的像素值相加，得到高对比度实际长帧图像，实现实际长帧图像的对比度的提高。

24、电子设备确定该实际短帧图像的低频图像和该实际短帧图像的高频图像；上述电子设备调节该实际短帧图像的高频图像的亮度；该电子设备将调节后的实际短帧图像的高频图像与该实际短帧图像的低频图像中的处于相同位置上的像素点的像素值相加，得到高对比度实际短帧图像，实现实际短帧图像的对比度的提高。

25、在一种可能的设计方式中，电子设备可以通过采用双边网格算法或双边滤波算法，对所述初始hdr图像进行处理后得到上述始hdr图像的低频图像，实现低频图像的生成，并保留了图像边缘信息。

26、在一种可能的设计方式中，上述初始hdr图像的高频图像是通过将初始hdr图像与初始hdr图像的低频图像中的处于相同位置上的像素点的像素值相减得到的，实现高频图像的生成。

27、在一种可能的设计方式中，上述电子设备调节初始hdr图像的高频图像的亮度的过程可以包括：

28、上述电子设备将该初始hdr图像的高频图像中的各个像素点的像素值乘以各个像素点对应的第一预设系数，调节初始hdr图像的高频图像的亮度，加大图像的像素值之间的差值，从而提高高频图像的对比度。其中，像素点对应的第一预设系数是根据初始hdr图像的低频图像上的该像素点的位置上的像素值确定的。示例性的，电子设备可以确定该像素值所属的像素值范围，并将其确定为目标像素值范围。根据该目标像素值范围的最大值对应的预设系数，最小值对应的预设系数，确定该像素点对应的第一预设系数。其中，该像素点对应的第一预设系数在最大值对应的预设系数和最小值对应的预设系数之间插值。

29、在一种可能的设计方式中，为了提高图像处理速度，该电子设备可以先对初始hdr图像的灰度图进行下采样。之后，该电子设备可以提高下采样后的该初始hdr图像的对比度，得到该高对比度初始hdr图像；

30、同理，电子设备可以对该非正常曝光图像的灰度图进行下采样，之后，该电子设备提高下采样后的该非正常曝光图像的对比度，得到该高对比度非正常曝光图像。

31、在一种可能的设计方式中，在得到高对比度初始hdr图像和高对比度非正常曝光图像后，电子设备可以将该高对比度初始hdr图像和该高对比度非正常曝光图像输入至深度神经网络模型，以使该深度神经网络模型对该高对比度初始hdr图像和高对比度非正常曝光图像进行融合，也就是将高对比度非正常曝光图像的亮暗区信息融合到高对比度初始hdr图像，实现高对比度初始hdr图像的亮暗区的细节信息的还原，降低亮暗区信息的细节信息损失程度。

32、之后，电子设备可以将上述深度神经网络模型输出的高对比度灰度图进行彩色图转换处理以及上采样处理，得到该目标hdr图像，该目标hdr图像的分辨率与该初始hdr图像的分辨率相同，且该目标hdr图像是彩色图，实现高对比度的hdr图像的生成，并且保留了亮暗区的细节信息。

33、在一种可能的设计方式中，上述电子设备将该高对比度灰度图进行彩色图转换处理以及上采样处理，得到该目标hdr图像的过程可以包括：

34、电子设备计算高对比度灰度图与下采样后的初始hdr图像中的处于相同位置上的像素点的像素值之间的比值，得到映射系数图像；所述映射系数图像包括下采样后的初始hdr图像中的各个像素点对应的对比度调整系数；

35、之后，由于下采样后的初始hdr图像与初始hdr图像的分辨率不同，因此，该电子设备可以对映射系数图像进行上采样处理，得到上采样后的该映射系数图像；该上采样后的映射系数图像的分辨率与该初始hdr图像质的分辨率相同；映射系数图像可以包括下采样后的初始hdr图像中的各个像素点对应的对比度调整系数。通过该映射系数图像可以实现由初始hdr图像到目标hdr图像的映射。

36、该电子设备计算该初始hdr图像与该上采样后的映射系数图像中的处于相同位置上的像素点的像素值的乘积，得到该目标hdr图像，实现目标hdr图像的生成。

37、第二方面，本技术提供一种电子设备，所述电子设备包括显示屏、摄像头、存储器和一个或多个处理器；所述显示屏、所述摄像头、所述存储器和所述处理器耦合；所述摄像头用于采集图像，所述显示屏用于显示所述处理器生成的图像以及所述摄像头采集的图像，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令；当所述处理器执行所述计算机指令时，使得所述电子设备执行如上第一方面及其任一种可能的设计方式所述的方法。

38、第三方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如上第一方面及其任一种可能的设计方式所述的方法。

39、第四方面，本技术提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如上第一方面及其任一种可能的设计方式所述的方法。

40、可以理解地，上述提供的第二方面所述的电子设备，第三方面所述的计算机存储介质，第四方面所述的计算机程序产品所能达到的有益效果，可参考第一方面及其任一种可能的实现方式中的有益效果，此处不再赘述。