РАСШИРЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ИЗОБРАЖЕНИЙ

1. Способ расширения данных изображения суженного динамического диапазона (LDR), представляющих изображение, способ содержит этапы, на которых:
идентифицируют, по меньшей мере, одну область улучшения в изображении,
применяют функцию повышения яркости к данным изображения LDR для генерации данных изображения расширенного динамического диапазона (HDR), причем, по сравнению с данными изображения LDR, данные изображения HDR содержит повышенные значения светимости пикселей области улучшения в области улучшения и повышенные значения светимости одного или нескольких пикселей граничной области вне области улучшения, причем увеличение значения светимости пикселей граничной области уменьшается с расстоянием от области улучшения.
2. Способ по п. 1, в котором на этапе идентификации, по меньшей мере, одной области улучшения в изображении оценивают значения светимости пикселей в данных изображения LDR с использованием критерия улучшения.
3. Способ по п. 2, в котором критерий улучшения содержит пороговое значение светимости, выше которого пиксели идентифицируются как находящиеся в области улучшения, и ниже которого пиксели идентифицируются как находящиеся вне области улучшения.
4. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором генерируют функцию повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости
генерируют маску, преобразованную к двоичному виду, которая идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения,
применяют фильтр размывания к маске, преобразованной к двоичному виду, для получения данных изображения в градации серого.
5. Способ по п. 4, в котором фильтр размывания содержит гладко изменяющуюся функцию.
6. Способ по п. 5, в котором гладко изменяющаяся функция содержит, по меньшей мере, одну из гауссовой кривой и приблизительно гауссовой кривой.
7. Способ по п. 4, в котором пространственная угловая частота фильтра размывания меньше или равна 1 цикл/градус.
8. Способ по п. 4, в котором стандартное отклонение фильтра размывания составляет, по меньшей мере, около 0.025 от горизонтального разрешения дисплея, на котором должны отображаться данные изображения HDR.
a
a
9. Способ по п. 4, содержащий этап, на котором отображают данные изображения в градации серого для обеспечения гладкого компонента функции повышения яркости, причем компонент сглаживания имеет диапазон 1 - , где  - параметр усиления яркости, превышающий 1.
10. Способ по п. 9, в котором параметр усиления яркости находится в пределах от 2 до 10.
11. Способ по п. 9, в котором на этапе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR попиксельно перемножают компонент сглаживания с данными изображения LDR.
12. Способ по п. 4, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
13. Способ по п. 9, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
14. Способ по п. 13, в котором на этапе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR применяют компонент сглаживания к данным изображения LDR только для пикселей, где компонент краевой остановки указывает, что применение функции повышения яркости должно увеличивать светимость пикселей.
15. Способ по п. 14, в котором на этапе применения гладкого компонента к данным изображения LDR только для пикселей, где компонент краевой остановки указывает, что применение функции повышения яркости должно увеличивать светимость пикселей, попиксельно перемножают компонент сглаживания с данными изображения LDR.
16. Способ по п. 12, содержащий этап, на котором определяют градиентное изображение данных изображения LDR методом разделенных разностей.
17. Способ по п. 12, содержащий этап, на котором определяют градиентное изображение данных изображения LDR путем вычисления разностей между пикселями, соседствующими по вертикали, и пикселями, соседствующими по горизонтали.
18. Способ по п. 17, в котором пиксели, соседствующие по вертикали, и пиксели, соседствующие по горизонтали, отделены друг от друга базовой линией из двух или более пикселей.
19. Способ по п. 12, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки определяют, превышает ли порог градиентное изображение данных изображения LDR.
20. Способ по п. 19, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки осуществляют операцию сплошной заливки с использованием маски в качестве исходного варианта и позволяют сплошной заливке проходить наружу из области улучшения, пока сплошная заливка не достигнет пикселей, для которых градиентное изображение превышает порог.
21. Способ по п. 20, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки применяют морфологический оператор OPEN к результату операции сплошной заливки.
22. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором генерируют функцию повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости:
генерируют маску, преобразованную к двоичному виду, которая идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения,
понижают частоту дискретизации маски, преобразованной к двоичному виду, для получения маски с пониженной частотой дискретизации,
N
для каждой итерации в цикле, содержащемитераций,
применяют фильтр размывания к маске с пониженной частотой дискретизации в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата фильтра размывания на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат N-ой итерации цикла содержит данные изображения в градации серого, имеющие такое же разрешение, как данные изображения LDR.
a
a
23. Способ по п. 22, содержащий этап, на котором отображают данные изображения в градации серого для обеспечения гладкого компонента функции повышения яркости, причем компонент сглаживания имеет диапазон 1 - , где  - параметр усиления яркости, превышающий 1.
24. Способ по п. 23, в котором на этапе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR попиксельно перемножают компонент сглаживания с данными изображения LDR.
25. Способ по п. 22, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
26. Способ по п. 23, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
27. Способ по п. 25, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
N
N
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из  этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
N
для каждой итерации в цикле, содержащем  итераций,
применяют операцию DILATION к маске с пониженной частотой дискретизации в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации.
28. Способ по п. 27, в котором, для каждой операции DILATION:
N
идентифицируют одно из набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации, имеющее разрешение, соответствующее разрешению текущего субъекта операции DILATION, и
N
останавливают операцию DILATION на пикселях в одном из набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации, имеющих градиенты, превышающие порог.
29. Способ по п. 26, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
N
N
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из  этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
N
для каждой итерации в цикле, содержащем  итераций,
применяют операцию DILATION к маске с пониженной частотой дискретизации в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации.
30. Способ по п. 29 в котором, для каждой операции DILATION:
N
идентифицируют одно из набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации, имеющее разрешение, соответствующее разрешению текущего субъекта операции DILATION, и
N
останавливают операцию DILATION на пикселях в одном из набора из  градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации, имеющих градиенты, превышающие порог.
31. Способ по п. 29, в котором на этапе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR применяют компонент сглаживания к данным изображения LDR только для пикселей, где компонент краевой остановки указывает, что применение функции повышения яркости должно увеличивать светимость пикселей.
32. Способ по п. 31, в котором на этапе применения гладкого компонента к данным изображения LDR только для пикселей, где компонент краевой остановки указывает, что применение функции повышения яркости должно увеличивать светимость пикселей попиксельно перемножают компонент сглаживания с данными изображения LDR.
33. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором генерируют функцию повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости:
понижают частоту дискретизации данных изображения LDR для получения данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения,
дополнительно понижают частоту дискретизации данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения для получения данных изображения с пониженной частотой дискретизации пониженного разрешения,
генерируют маску более низкого разрешения из данных изображения с пониженной частотой дискретизации пониженного разрешения, причем маска более низкого разрешения идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения, и
N
для каждой итерации в цикле, содержащем  итераций,
применяют фильтр размывания к маске более низкого разрешения в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата фильтра размывания на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат N-ой итерации цикла содержит данные изображения в градации серого, имеющие такое же разрешение, как данные изображения LDR.
a
a
34. Способ по п. 33, содержащий этап, на котором отображают данные изображения в градации серого для обеспечения гладкого компонента функции повышения яркости, причем компонент сглаживания имеет диапазон 1 - , где  - параметр усиления яркости, превышающий 1.
35. Способ по п. 33, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
36. Способ по п. 34, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
37. Способ по п. 35, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из N этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из N градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
M
M
N
для каждой итерации в первом цикле, содержащем итераций, где<
применяют операцию DILATION к маске более низкого разрешения в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат первого цикла содержит данные краевой остановки с промежуточным разрешением,
N-M
для каждой итерации во втором цикле, содержащем итераций,
применяют операцию DILATION к данным краевой остановки с промежуточным разрешением в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат второго цикла содержит данные краевой остановки с полным разрешением, имеющее разрешение, соответствующее разрешению данных изображения LDR.
38. Способ по п. 36, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из N этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из N градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
для каждой итерации в первом цикле, содержащем M итераций, где M<N
применяют операцию DILATION к маске более низкого разрешения в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат первого цикла содержит данные краевой остановки с промежуточным разрешением,
для каждой итерации во втором цикле, содержащем N-M итераций,
применяют операцию DILATION к данным краевой остановки с промежуточным разрешением в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат второго цикла содержит данные краевой остановки с полным разрешением, имеющее разрешение, соответствующее разрешению данных изображения LDR.
39. Способ по п. 33, содержащий этап, на котором определяют значения возбуждения первого модулятора для первого модулятора двухмодуляторного дисплея, используемого для отображения данных изображения HDR, на основании, по меньшей мере, отчасти, данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения.
40. Способ по п. 37, содержащий этап, на котором определяют значения возбуждения первого модулятора для первого модулятора двухмодуляторного дисплея, используемого для отображения данных изображения HDR, на основании, по меньшей мере, отчасти, данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения и на основании, по меньшей мере, отчасти, данных краевой остановки с промежуточным разрешением.
41. Способ по п. 38, содержащий этап, на котором определяют значения возбуждения первого модулятора для первого модулятора двухмодуляторного дисплея, используемого для отображения данных изображения HDR, на основании, по меньшей мере, отчасти, данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения и на основании, по меньшей мере, отчасти, данных краевой остановки с промежуточным разрешением.
42. Компьютерно-считываемый носитель, содержащий последовательность инструкций, которые, при выполнении надлежащим образом сконфигурированным процессором, предписывают процессору осуществлять способ расширения данных изображения суженного динамического диапазона (LDR), представляющих изображение, причем способ содержит этапы, на которых:
идентифицируют, по меньшей мере, одну область улучшения в изображении,
применяют функцию повышения яркости к данным изображения LDR для генерации данных изображения расширенного динамического диапазона (HDR), причем, по сравнению с данными изображения LDR, данные изображения HDR содержит повышенные значения светимости пикселей области улучшения в области улучшения и повышенные значения светимости одного или нескольких пикселей граничной области вне области улучшения, причем увеличение значения светимости пикселей граничной области уменьшается с расстоянием от области улучшения.
43. Компьютерно-считываемый носитель по п. 42, в котором способ содержит этап генерации функции повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости:
генерируют маску, преобразованную к двоичному виду, которая идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения,
применяют фильтр размывания к маске, преобразованной к двоичному виду, для получения данных изображения в градации серого.
44. Компьютерно-считываемый носитель по п. 43, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
45. Компьютерно-считываемый носитель по п. 42, в котором способ содержит этап генерации функции повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости:
генерируют маску, преобразованную к двоичному виду, которая идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения,
понижают частоту дискретизации маски, преобразованной к двоичному виду, для получения маски с пониженной частотой дискретизации,
N
для каждой итерации в цикле, содержащем  итераций,
применяют фильтр размывания к маске с пониженной частотой дискретизации в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата фильтра размывания на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат N-ой итерации цикла содержит данные изображения в градации серого, имеющие такое же разрешение, как данные изображения LDR.
46. Компьютерно-считываемый носитель по п. 45, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
47. Компьютерно-считываемый носитель по п. 46, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из N этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из N градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
для каждой итерации в цикле, содержащем N итераций,
применяют операцию DILATION к маске с пониженной частотой дискретизации в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации.
48. Компьютерно-считываемый носитель по п. 42, в котором способ содержит этап генерации функции повышения яркости, причем на этапе генерации функции повышения яркости:
понижают частоту дискретизации данных изображения LDR для получения данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения,
дополнительно понижают частоту дискретизации данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения для получения данных изображения с пониженной частотой дискретизации пониженного разрешения,
генерируют маску более низкого разрешения из данных изображения с пониженной частотой дискретизации пониженного разрешения, причем маска более низкого разрешения идентифицирует пиксели внутри и вне области улучшения, и
для каждой итерации в цикле, содержащем N итераций,
применяют фильтр размывания к маске более низкого разрешения в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата фильтра размывания на этапе повышения частоты дискретизации,
N-
причем результат й итерации цикла содержит данные изображения в градации серого, имеющие такое же разрешение, как данные изображения LDR.
49. Компьютерно-считываемый носитель по п. 48, в котором на этапе генерации функции повышения яркости генерируют компонент краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR.
50. Компьютерно-считываемый носитель по п. 49, в котором на этапе генерации компонента краевой остановки:
понижают частоту дискретизации градиентного изображения данных изображения LDR в последовательности из N этапов понижения частоты дискретизации для получения набора из N градиентных изображений с пониженной частотой дискретизации,
для каждой итерации в первом цикле, содержащем M итераций, где M<N,
применяют операцию DILATION к маске более низкого разрешения в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат первого цикла содержит данные краевой остановки с промежуточным разрешением,
для каждой итерации во втором цикле, содержащем N-M итераций,
применяют операцию DILATION к данным краевой остановки с промежуточным разрешением в начальной итерации и к результату предыдущей итерации в других итерациях, и
повышают частоту дискретизации результата операции DILATION на этапе повышения частоты дискретизации,
причем результат второго цикла содержит данные краевой остановки с полным разрешением, имеющее разрешение, соответствующее разрешению данных изображения LDR.
51. Компьютерно-считываемый носитель по п. 48, в котором способ содержит этап определения значений возбуждения первого модулятора для первого модулятора двухмодуляторного дисплея, используемого для отображения данных изображения HDR на основании, по меньшей мере, отчасти, данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения.
52. Компьютерно-считываемый носитель по п. 50, в котором способ содержит этап определения значений возбуждения первого модулятора для первого модулятора двухмодуляторного дисплея используемого для отображения данных изображения HDR, на основании, по меньшей мере, отчасти, данных изображения с пониженной частотой дискретизации промежуточного разрешения и на основании, по меньшей мере, отчасти, данных краевой остановки с промежуточным разрешением.
53. Дисплей для отображения изображения расширенного динамического диапазона (HDR), полученного из данных изображения суженного динамического диапазона (LDR), представляющих изображение, дисплей содержит:
пару модуляторов, содержащую:
первый модулятор, предназначенный для обеспечения световой картины, изменяющейся в соответствии с набором сигналов возбуждения, и
второй модулятор, предназначенный для модуляции световой картины для обеспечения выходного изображения, и
процессор, сконфигурированный
идентифицировать, по меньшей мере, одну область улучшения в изображении;
применять функцию повышения яркости к данным изображения LDR для генерации данных изображения HDR, причем по сравнению с данными изображения LDR данные изображения HDR содержит повышенные значения светимости пикселей области улучшения в области улучшения и повышенные значения светимости одного или нескольких пикселей граничной области вне области улучшения, причем увеличение значения светимости пикселей граничной области уменьшается с расстоянием от области улучшения, и
определять сигналы возбуждения для первого модулятора на основании, по меньшей мере, отчасти, промежуточных данных, полученных в ходе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR.
54. Дисплей по п. 53, в котором промежуточные данные содержат версию данных изображения LDR с пониженной частотой дискретизации.
55. Дисплей по п. 53, в котором процессор приспособлен для генерации функции повышения яркости, и в котором генерация функции повышения яркости предусматривает генерацию компонента краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR, и в котором промежуточные данные содержат версию компонента краевой остановки с низким разрешением.
56. Способ отображения изображения расширенного динамического диапазона (HDR), полученного из данных изображения суженного динамического диапазона (LDR), способ содержит этапы, на которых
идентифицируют, по меньшей мере, одну область улучшения в данных изображения LDR,
применяют функцию повышения яркости к данным изображения LDR для генерации данных изображения HDR, причем, по сравнению с данными изображения LDR, данные изображения HDR содержит повышенные значения светимости пикселей области улучшения в области улучшения и повышенные значения светимости одного или нескольких пикселей граничной области вне области улучшения, причем увеличение значения светимости пикселей граничной области уменьшается с расстоянием от области улучшения, и
определяют сигналы возбуждения для, по меньшей мере, одного модулятора двухмодуляторного дисплея на основании, по меньшей мере, отчасти, промежуточных данных, полученных в ходе применения функции повышения яркости к данным изображения LDR.
57. Способ по п. 56, в котором промежуточные данные содержат версию данных изображения LDR с пониженной частотой дискретизации.
58. Дисплей по п. 56, содержащий генерацию функции повышения яркости и в котором генерация функции повышения яркости содержит генерацию компонента краевой остановки функции повышения яркости на основании, по меньшей мере, отчасти, градиентного изображения данных изображения LDR, причем компонент краевой остановки имеет пиксельные значения, указывающие, должно ли применение функции повышения яркости увеличивать светимость соответствующих пикселей данных изображения LDR, и в котором промежуточные данные содержат версию компонента краевой остановки с низким разрешением.