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OpenCV计算摄影学（11）色调映射算法类cv::TonemapDrago

news 来源：原创 2025/5/10 19:23:02

操作系统：ubuntu22.04
OpenCV版本：OpenCV4.9
IDE:Visual Studio Code
编程语言：C++11

算法描述

cv::TonemapDrago 是 OpenCV 中实现的基于 Paul Debevec 和 Jorge Moraleda 以及后来由 Rogier van de Weijer 和 Theo Drago 改进的色调映射算法的一个具体类。该算法特别适用于高动态范围（HDR）图像到低动态范围（LDR）图像的转换，目的是让 HDR 图像能够在标准显示器上显示，同时尽可能地保留原始图像中的细节和色彩。

主要特点

全局与局部对比度：cv::TonemapDrago 算法通过平衡图像的全局和局部对比度来增强视觉效果。它能够自适应调整图像亮度，避免过度曝光或曝光不足的问题。
参数调节：
- Gamma (γ): 控制输出图像的伽马校正值，默认值为1.0。伽马校正影响中间亮度级别的表现。
- Saturation: 控制色彩饱和度，默认值为1.0。增加这个值会使颜色更加鲜艳，但过高可能导致不自然的颜色表现。
- Bias: 控制压缩曲线的偏置，用于调整亮区和暗区之间的权重。默认值通常设置为0.85，但是你可以根据需要进行调整以获得最佳效果。

方法介绍

createTonemapDrago(float gamma = 1.0f, float saturation = 1.0f): 创建一个 cv::TonemapDrago 对象，并允许用户指定初始的伽马值和饱和度值。
process(InputArray src, OutputArray dst): 这是核心方法，用于执行色调映射操作。src 参数应为32位浮点型、BGR格式的HDR图像，而 dst 则为经过色调映射后的LDR图像。

代码示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/photo.hpp>

using namespace cv;

int main()
{
    // 加载HDR图像
    Mat hdr = imread( "path_to_hdr_image.hdr", IMREAD_ANYDEPTH );

    if ( hdr.empty() )
    {
        printf( "Could not open or find the HDR image.\n" );
        return -1;
    }

    // 创建TonemapDrago对象并设置参数
    Ptr< TonemapDrago > tonemapDrago = createTonemapDrago( 1.0, 1.0 );
    Mat ldr;

    // 执行色调映射
    tonemapDrago->process( hdr, ldr );

    // 将像素值归一化到[0, 1]范围内，然后转换到8位无符号整数
    ldr *= 255;
    ldr.convertTo( ldr, CV_8U );

    // 显示结果
    imshow( "Original HDR Image", hdr );
    imshow( "Tone-mapped LDR Image", ldr );
    waitKey( 0 );

    return 0;
}