Пристрій і способи для збільшення динамічного діапазону в цифрових зображеннях

Реферат: Спосіб збільшення динамічного діапазону оригінальних даних зображення, що представляють зображення, полягає в застосуванні функції розширення до оригінальних даних зображення для отримання з них розширених даних з більшим, ніж у оригінальних даних, динамічним діапазоном, а також в отриманні карти розширення, що містить дані про ступінь яскравості областей, пов'язаних з пікселами на зображенні. Потім спосіб об'єднує оригінальні дані зображення з розширеними даними відповідно до карти розширення, даючи покращені дані зображення. Пристрій для збільшення динамічного діапазону даних зображення містить розширювач динамічного діапазону, що генерує розширені дані, аналізатор яскравості, що генерує карту розширення, і суматор, що об'єднує оригінальні і розширені дані, використовуючи вагу змінних, отриману з карти розширення. UA 99449 C2 (12) UA 99449 C2 UA 99449 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Дана заявка заявляє пріоритет попередньої заявки на патент США № 60/867325, поданої 27 листопада 2006 р. під назвою "Apparatus and methods for boosting dynamic range in digital images", яка, таким чином, включена в даний документ в повному обсязі. Винахід відноситься до області цифрового формування зображень. Конкретно, винахід пов'язаний зі способами і пристроями для збільшення динамічного діапазону цифрових зображень. Людське око чутливе до світла в дуже широкому діапазоні інтенсивностей. Для точного відтворення реальних кадрів зображення повинні мати високі динамічні діапазони. Високоефективні датчики зображень, такі як матриці приладів із зарядовим зв'язком, здатні отримувати зображення, що мають високі динамічні діапазони. Існують і дисплеї (такі як дисплеї виробництва Dolby Canada Corporation), здатні демонструвати зображення з високими динамічними діапазонами. Проте багато комп'ютерних дисплеїв, телевізорів і т. п. мають обмежені динамічні діапазонами і тому не здатні відтворювати зображення з високими динамічними діапазонами. Деякі дані зображень мають низькі динамічні діапазони внаслідок способу їх отримання або генерування. У інших випадках динамічний діапазон зображень може бути примусово зменшений для досягнення відповідності характеристикам дисплеїв, на яких відтворюється образ даних зображення. Для зменшення динамічного діапазону до даних зображення з високим динамічним діапазоном застосовують оператор тонального відображення. Цей підхід застосовується, наприклад, для отримання даних зображення, сумісних з динамічним діапазоном дисплея або з певним форматом даних зображення. Існує величезна кількість даних зображень, динамічний діапазон яких виявляється меншим, ніж можуть відтворювати існуючі дисплеї і/або може сприймати людське око. Існує потреба в способах і пристроях, здатних збільшувати динамічний діапазон даних зображення з малим динамічним діапазоном. Описані нижче варіанти здійснення винаходу і їх особливості описані і проілюстровані у поєднанні з системами, інструментами і способами, які маються на увазі як показові і ілюстративні і не обмежують об'єм винаходу. У різних варіантах здійснення винаходу одна або декілька з описаних вище труднощів або зменшені, або подолані, тоді як інші варіанти здійснення винаходу направлені на інші удосконалення. Перша особливість винаходу передбачає спосіб збільшення динамічного діапазону оригінальних даних зображення, що представляють зображення. Спосіб включає, в будь-якій послідовності: застосування функції розширення для отримання з оригінальних даних зображення розширених даних з більшим, ніж у оригінальних, динамічним діапазоном, а також отримання карти розширення, яка містить дані про ступінь яскравості областей, пов'язаних з пікселами на зображенні. Спосіб об'єднує оригінальні дані зображення з розширеними даними відповідно до карти розширення, даючи покращені дані зображення. Ще одна особливість винаходу передбачає пристрій для розширення динамічного діапазону оригінальних даних зображення. Цей пристрій включає: розширювач динамічного діапазону, підключений для отримання оригінальних даних зображення і видачі розширених даних, що мають більший, ніж у оригінальних, динамічний діапазон; аналізатор розподілу яскравості, настроєний для генерування карти розширення, що показує яскравість областей, пов'язаних з пікселами на образі оригінальних даних зображення; суматор зображень, настроєний для об'єднання оригінальних даних зображення з розширеними даними з розширювача динамічного діапазону на основі карти розширення, що дає на виході покращені данізображення. Наступна особливість винаходу передбачає спосіб збільшення динамічного діапазону оригінальних даних зображення. Спосіб полягає в обробці значень яскравості пікселів оригінальних даних зображення за допомогою оператора зворотного тонального відображення: , або його математичного еквівалента, де , Lwhite і L w - параметри, а Ld - величина яскравості, що відповідає пукселу в оригінальних даних зображення. На додаток до описаних вище показових особливостей і варіантів здійснення винаходу, подальші особливості і варіанти здійснення винаходу описані нижче і/або стають очевидні при відсиланні до графічних матеріалів, а також при вивченні нижченаведеного докладного опису. Додані графічні матеріали ілюструють необмежуючі варіанти здійснення винаходу. Фіг. 1 - схема послідовності процесу, що ілюструє спосіб згідно з одним із варіантів здійснення винаходу. Фіг. 2 - блоксхема пристрою згідно з даним винаходом. 1 UA 99449 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Фіг. 3 - блоксхема пристрою згідно з іншим варіантом здійснення винаходу. Специфічні подробиці, необхідні для досягнення вичерпного розуміння фахівцями в даній області, викладені в нижченаведеному описі. Проте, щоб уникнути неясності розкриття винаходу, добре відомі складові частини можуть бути не показані або детально не описані. Відповідно, опис і графічні матеріали слід розглядати швидше в пояснювальному, ніж в обмежувальному, сенсі. Винахід передбачає способи і пристрій для збільшення динамічного діапазону даних зображення. Способи і пристрій можуть знайти застосування, наприклад, для збільшення динамічного діапазону застарілих зображень (як нерухомих, так і, наприклад, відеозображень) для їх демонстрації на дисплеях з високими динамічними діапазонами. На фіг. 1 показаний спосіб 20, що відноситься до варіанту здійснення винаходу. Спосіб 20 впливає на оригінальні дані зображення 23, отримані в блоці 24, розширюючи динамічний діапазон даних зображення 23. У блоці 26 шляхом розширення вихідних даних 23 за способом 20 здійснюється отримання розширених даних зображення 25. Розширення відображає значення яскравості пікселів з першого діапазону в другий. Другий діапазон забезпечує вірогідніші значення, ніж перший. Наприклад, перший діапазон може дозволяти набувати значень в інтервалі від 0 до 255, тоді як другий, розширений, діапазон дозволяє набувати значень в інтервалі від 0 до 1023 або від 0,00 до 1,00 з деякою заданою точністю. У деяких варіантах здійснення винаходу значення яскравості піксела в розширених даних зображення 25 є функцією значення яскравості відповідного піксела в оригінальних даних зображення 23. Розширення може включати будь-яку з наступних операцій: лінійне масштабування, нелінійне масштабування, застосування складнішої функції розширення, наприклад, функції зворотного тонального відображення. У блоці 26, де відбувається застосування функції зворотного тонального відображення, застосована функція необов'язково є зворотною відносно функції тонального відображення, використаної для отримання оригінальних даних зображення 23. Насправді, в деяких випадках оригінальні дані 23 можуть бути отримані і без застосування функції тонального відображення або шляхом застосування функції, відмінної від функції зворотного тонального відображення, що застосовується в блоці 26. Одним з прикладів функції тонального відображення є відтворення фотографічних тонів, описане в роботі Рейнхарда і ін. "Photographic tone reproduction for digital images", ACM Trans. Graph., 21, 3, 267-276 (2002). Інший приклад функції тонального відображення описаний, наприклад, в роботах Сміта і ін. "Beyond tone mapping: Enhanced depiction of tone mapped HDR images", Computer Graphics Forum 25, 3 (2006), а також Ледда і ін. "Evaluation of tone mapping operators using а high dynamic range display", ACM Trans. Graph., 24, 3, 640-648 (2005). Оператор тонального відображення із зменшенням діапазону фотографічних тонів масштабує значення яскравості пікселів на основі середнього геометричного, яке точне або приблизно є ключовим для кадру, а потім стискає отримані значення. Масштабування задане таким чином: , де Lm - масштабоване значення  - параметр користувача, Lw - яскравість піксела в оригінальних даних зображення 23. Якщо оригінальні дані 23 представлені у форматі RGB, то Lw обчислюється таким чином: 45 , де Rw, Gw і Bw — відповідно, значення червоного, зеленого і синього пікселів для піксела в колірному просторі RGB. L w - середнє геометричне, що визначается як 50 , де  — мале невід'ємне число, а N - кількість пікселів на зображенні. Стиснення можна здійснити, використовуючи функцію, яка, набуваючи вхідних значень з першого діапазону, дає вихідні значення з другого, вужчого, діапазону. Наприклад, стиснення можна задати таким чином: 2 UA 99449 C2 , де Ld - стисле значення для піксела з координатами (x, у). У гнучкішому варіанті здійснення винаходу: 5 , де Lwhite — параметр, що відповідає мінімальному значенню яскравості в нестиснутих даних, яке в стиснутих даних буде відображено як біле. Рівняння (5) можна інвертувати, розв'язуючи квадратне рівняння У рівнянні (5) Lm можна замінити значенням з рівняння (1), отримуючи: 10 15 20 25 30 35 Рівняння (7) можна розв'язати для Lw з використанням формули для коренів квадратного рівняння і отримати найбільший додатній розв'язок. Повторення процедури для кожного піксела зображення дозволяє отримати розширені дані 25. Для використання розв'язку рівняння (7) при інвертуванні тонального відображення необхідно визначити значення параметрів , Lwhite і Ld, а також середнє геометричне L w . Оскільки невідомо, який оператор тонального відображення застосовувався (і чи застосовувався взагалі) для отримання оброблюваного зображення з низьким динамічним діапазоном, ці параметри також невідомі. У способах, реалізованих в деяких з варіантів здійснення винаходу, вибір значень цих параметрів наданий користувачеві. У деяких варіантах здійснення винаходу параметри задаються автоматично або попередньо устанавлюються. У деяких варіантах здійснення винаходу деяким, або всім, параметрам автоматично присвоюються вихідні значення, а користувач при необхідності може змінювати ці параметри відносно вихідних значень. Одним із способів визначення L w є використання середнього геометричного яскравості оброблюваного зображення з меншим динамічним діапазоном. Раніше було виявлено, що середні геометричні яскравості зображень одного і того ж кадру з меншим і більшим динамічними діапазонами, як правило, досить близькі в тому випадку, коли зображення з низьким динамічним діапазоном не пере- або недотримане. Деякі оператори тонального відображення схильні змінювати середнє геометричне яскравості. У тих випадках, коли для отримання оригінальних даних зображення 23 використовувалися такі оператори тонального відображення, переважним для визначення L w може стати використання функції середнього геометричного яскравості оброблюваного зображення з меншим динамічним діапазоном. Вибір функції можна здійснити на основі інформації про оператора тонального відображення, що застосовується для генерування оригінальних даних зображення 23. Інакше, функцію можна визначити експериментально. Для того, щоб визначити значення параметра Ld (x, у), можна припустити, що Ld є яскравістю оброблюваного зображення з низьким динамічним діапазоном. Параметри  і Lwhite можуть бути задані користувачем. Сенс параметра  не цілком ясний, тому автори винаходу вважають прийнятним визначення параметра L max': , 40 3 UA 99449 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 де L’max — значення максимальної яскравості, очікуваної для зображення із зворотним тональним відображенням. Lwhite впливає на розширення оригінальних низьких і середніх значень яскравості. При високому Lwhite ці значення відображаються в дуже низькі значення яскравості. Для низького Lwhite зображення із зворотним тональним відображенням матиме значення яскравості, близькі до значень оригінального зображення з малим динамічним діапазоном, масштабованими коефіцієнтом L’max. При звичайному застосуванні для отримання задовільних результатів параметрам Lwhite і L’max можна присвоювати рівні значення або значення одного порядку. Функція розширення, що використовувалася в блоці 26, може давати не цілком задовільне розширене зображення. Якщо функція розширення дає високі вихідні значення яскравості, отримане зображення може виглядати "блоковим". Спосіб 20 дозволяє отримувати вихідне зображення 33 шляхом об'єднання розширеного 25 і оригінального 23 зображень відповідно до карти розширення 29, отриманої в блоці 28. Карта розширення 29 визначає області з більшою і меншою яскравістю на оригінальному зображенні 23. Використовуючи карту розширення 29, спосіб 20 базує вихідне зображення 33 більшою мірою на розширеному зображенні 25 для областей з більшою яскравістю, тоді як області з меншою яскравістю більшою мірою базуються на оригінальному зображенні 23. Наприклад, в блоці 28 для оцінки ступеня яскравості області, до якої належить піксел, може використовуватись будь-який відповідний спосіб. Наприклад, блок 28 може розраховувати середню яскравість або середньозважену яскравість пікселів в області, до якої належить кожен з цих пікселів. Карта розширення включає вагу, відповідну кожному пікселу. Вага вказує на відносні внески оригінального 23 і розширеного 25 зображень в значення піксела в покращеному зображенні 33. У продемонстрованому варіанті здійснення винаходу блок 28 застосовує в блоці 28А алгоритм медіанного перерізу, описаний, наприклад, в роботі Дебевека "A median algorithm for light probe sampling", ACM Siggraph 2005 posters (2005). Алгоритм медіанного перерізу виділяє на зображенні набір точкових джерел світла, що створюють кластери поблизу областей з високою яскравістю на зображенні. Кількість і інтенсивність таких джерел світла біля піксела використовується в деяких варіантах здійснення винаходу для створення карти розширення 29. n Алгоритм медіанного перерізу ділить зображення на 2 областей з близькою світловою енергією. Ці області можна ідентифікувати, додатково ділячи зображення уздовж його найбільшої протяжності так, щоб яскравість порівну розподілялася між отриманими таким чином областями. Ця операція повторюється для отриманих областей. Джерело світла n поміщається в центрі ваги кожної з 2 областей, отриманих в результаті ітерації операції поділу зображення на області n разів. Колір кожного з джерел світла встановлюється відповідно до середнього значення по всій області (наприклад, колір може бути прирівняний сумі значень пікселів у всій області). У деяких варіантах здійснення винаходу n складає не менше 9, що відповідає 512 джерелам світла, в деяких n – 10 або більше. Для прискорення пошуку найближчих сусідніх джерел світла при створенні карти розширення 29 в деяких здійсненнях винаходу точкові джерела світла можуть зберігатися в структурах даних, що є двовимірним деревом. Для ідентифікації областей з меншою і більшою яскравістю не обов'язково використовувати оригінальне зображення 23. Розподіл таких областей в оригінальних 23 і розширених 25 даних зображення буде вельми близьким. Алгоритм медіанного перерізу можна застосувати і до розширених даних зображення 25. Одним із способів отримання набору ваги з джерел світла, ідентифікованих в блоці 28А по алгоритму медіанного перерізу, є визначення для кожного піксела (x, у) густини джерел світла всередині області, що оточує піксел. Для зручності цю область можна представити, наприклад, у вигляді круга з радіусом r. Можливе використання і областей інших форм. Оцінка густини описана в другому виданні монографії Дуда і ін. "Pattern Classification", Wiley Interscience (2001). Основна формула, що може використовуватись для визначення густини: де  - густина, X - точка з координатами (x, у) на зображенні, p - значення яскравості джерела світла в точці p, і P - набір точок всередині області (в даному прикладі всередині круга 4 UA 99449 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 з радіусом r і центром у точці X), що відповідають джерелам світла, ідентифікованим алгоритмом медіанного перерізу. Оцінку густини можна поліпшити кількома способами: – виконуючи алгоритм медіанного перерізу для отримання більшої кількості джерел світла (тобто, збільшуючи n); – застосовуючи згладжуючий фільтр до результатів оцінки густини; – вводячи вимогу порогової кількості джерел світла (наприклад, для 1024 і більше джерел світла при n=10 порогова кількість може складати не менше 4, а в деяких випадках 4-6 джерел) в області впливу піксела (тобто всередині кола з радіусом r), необхідної для приписання пікселу ненульової густини . В якості згладжуючого фільтру можна використовувати згладжуючий фільтр Гауса. Наприклад, в прототипі варіанта здійснення винаходу використаний фільтр Гауса по вазі ядра: де w p - ядро,  і  - параметри. Цей фільтр описаний в роботі Павічича "Convenient Antig Aliasing Filters that Minimize Bumpy Sampling", Morgan Kauffman (1990). Типові значення  і  складають відповідно 0,918 і 1,953. Фільтр нормований і може застосовуватися для розрахунку оцінки густини шляхом масштабування яскравостей по w p , як описано вище. Видно, що фільтр g зважує джерела світла, наближені до піксела, як вагоміші, ніж джерела, що знаходяться далі від піксела. У блоці 30 оригінальні 23 і розширені 25 дані об'єднуються з використанням карти розширення 29, даючи покращені дані 33. У ілюстративному прикладі карта розширення 29 містить число в інтервалі [0,1] для кожного піксела. Це число використовується як вага при лінійній інтерполяції між оригінальними 23 і розширеними 25 даними. Наприклад: , де Lfinal - значення яскравості піксела з координатами (x, у) в покращених даних 33, L w значення яскравості піксела в розширених даних 25, Ld - значення яскравості піксела в оригінальних даних 23,  - вага піксела в інтервалі [0,1] за даними карти розширення 29. Об'єднання оригінальних 23 і розширених 25 даних зображення в блоці 30 можна проводити і іншими способами. Наприклад, інтерполяція може бути нелінійною. Описані тут способи можуть бути застосовані для збільшення динамічного діапазону як цифрових нерухомих, так і відеозображень. Покращені дані 33 можна або зберегти, як показано в блоці 34, або, як в блоці 36, демонструвати за допомогою дисплея. Оператор зворотного тонального відображення, описаний вище за допомогою рівнянь (6) і (7), застосовується і поза способом 20. Наприклад, цей оператор можна застосувати безпосередньо для збільшення динамічного діапазону кадрів на відео. У таких варіантах здійснення винаходу зображення кожного кадру відео обробляється за допомогою оператора зворотного тонального відображення, даючи розширений кадр. Розширені кадри можна зберегти і/або відтворити як відео з динамічним діапазоном, більшим ніж у початкового відео. Типові зображення містять сотні тисяч, а в більшості випадків, мільйони пікселів. Описані тут способи реалізовані на автоматичних пристроях, таких як спеціальні апаратні засоби і/або програмовані комп'ютерні системи. На фіг. 2 показана схема пристрою 40 для отримання зображень з розширеними динамічними діапазонами з оригінальних даних зображення 23. Пристрій 40 складається з розширювача динамічного діапазону 44, що перетворює оригінальні дані зображення 23 в розширені дані 25. У деяких варіантах здійснення винаходу розширювач динамічного діапазону 44 включає програмний модуль, що застосовує функцію розширення динамічного діапазону до кожного значення яскравості в оригінальних даних зображення 23, даючи розширені дані 25. Пристрій 40 включає аналізатор розподілу яскравості 46, який обробляє оригінальні 23, а в деяких випадках і розширені 25, дані, даючи карту розширення 29. Аналізатор розподілу яскравості 46 визначає ступінь приналежності піксела в оригінальних даних зображення 23 до 5 UA 99449 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 областей з високою або низькою яскравістю на зображенні, представленому оригінальними даними 23. Суматор 48 об'єднує оригінальні 23 і розширені 25 дані зображення, даючи покращені дані 33. Відносний ступінь, з яким кожен піксел покращених даних 33 базується на значеннях відповідного піксела оригінальних 23 і розширених 25 даних зображення, залежить від значення відповідного піксела в карті розширення 29. Як розширювач динамічного діапазону 44, так і аналізатор розподілу яскравості 46, а також суматор 48 може бути апаратним модулем, комбінацією апаратних засобів і програмного забезпечення, або реконфігурованим пристроєм, наприклад, одна або декілька належним чином скомпонованных вентильних матриць з можливістю програмування користувачем. В деяких варіантах здійснення винаходу пристроєм 40 забезпечується електронний дисплей з високим динамічним діапазоном, здатний відтворювати як нерухомі, так і відеозображення. У цих варіантах пристрій 40 може бути активований для покращення застарілих нерухомих і/або відеозображень з динамічними діапазонами нижчими, ніж здатний відтворювати дисплей. На фіг. 3 показаний пристрій 50, що відноситься ще до одного варіанту здійснення винаходу. Пристрій 50 має призначений для користувача інтерфейс 52, що дозволяє користувачеві контролювати значення параметрів 31 на складі даних 54. Параметри 31, як описано вище, управляють роботою системи збільшення динамічного діапазону 56 по обробці оригінальних даних зображення 23 і отриманні покращених даних 33. Зображення з покращеними даними 33 відображається на дисплеї 60, керованому драйвером 58 дисплея з високим динамічним діапазоном. У продемонстрованому варіанті здійснення користувач має можливість візуального спостереження за впливом кожного вибраного набору параметрів 31 на зображення, показане дисплеєм 60, а також, використовуючи призначений для користувача інтерфейс 52, може змінювати значення одного або декількох параметрів 31 для досягнення бажаного виду зображення. Потім користувач має можливість зберегти покращені дані 33 для подальшої демонстрації на дисплеї 60 або будь-якому іншому дисплеї з високим динамічним діапазоном. Деякі здійснення винаходу включають комп'ютерні процесори, що виконують команди програмного забезпечення для реалізації способу по даному винаходу. Наприклад, один або декілька процесорів системи обробки або демонстрації зображень можуть здійснювати способи, показані на фіг. 1, виконуючи команди програм в пам'яті програм, доступній для цих процесорів. Винахід також може бути представлений у формі програмного продукту. Програмний продукт можевключати будь-який носій інформації із записаним на ним набором сигналів, що читаються комп'ютером, що є командами, виконуючи які процесор реалізує спосіб винаходу. Програмні продукти, згідно з винаходом, можуть бути представлені в одній із безлічі форм. Вони можуть включати, наприклад, фізичні носії: магнітні (дискети, жорсткі диски), оптичні (CD-ROM, DVD), електронні (ПЗП, флеш-пам'ять) і т. п. Сигнали програмного продукту, що читаються комп'ютером, можуть бути стиснуті або зашифровані. Якщо компонент (програмний модуль, процесор, агрегат, пристрій, схема і т. д.) відноситься до вказаних вище пристроїв, то, якщо не обумовлене протилежне, посилання на цей компонент (включаючи посилання на засоби) слід розуміти як таке, що включає в якості еквівалентних будь-які компоненти, що виконують функції описаного компоненту (тобто будь-які функціонально еквівалентні компоненти), включаючи компоненти, що не є структурними еквівалентами розкритої структури, але виконують функції продемонстрованих варіантів здійснення винаходу. Оскільки ряд прикладів особливостей і варіантів здійснення винаходу обговорений вище, для фахівців в даній області не складе труднощів розпізнавання деяких їх модифікацій, видозмін, доповнень і субкомбінацій. Наприклад: – Застосування винаходу не обмежене конкретними форматами даних зображення або конкретними колірними просторами. Не дивлячись на те, що обробляються значення яскравості, оригінальні 23 або покращені 33 дані зображення необов'язково повинні бути представлені у форматі LUV, або будь-якому іншому, де значення яскравості представлені в явному вигляді. Винахід може бути застосований і відносно інших форматів зображення, що містять інформацію, виходячи з якої можна вивести значення яскравості. Наприклад, якщо дані зображення представлені у форматі RGB, значення яскравості можна отримати, використовуючи рівняння (2) або будь-яке інше співвідношення, що дає величину, пов'язану з яскравістю, виходячи з величин, пов'язаних з окремими кольорами на зображенні. Це, у свою чергу, означає, що наступні пункти формули винаходу, що додаються, слід розуміти як такі, що включають всі такі модифікації, видозміни, доповнення і субкомбінації як є, у всьому їх об'ємі і істинній суті. 60 6 UA 99449 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб для збільшення динамічного діапазону оригінальних даних зображення, що представляють зображення, який включає: у будь-якій послідовності: застосування функції розширення до оригінальних даних зображення для отримання розширених даних, що мають більший, ніж у оригінальних, динамічний діапазон; а також отримання карти розширення, що містить дані про ступінь яскравості областей, пов'язаних з пікселами на зображенні; крім того: отримання покращених даних зображення шляхом об'єднання оригінальних даних зображення з розширеними даними відповідно до карти розширення. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що отримання карти розширення включає виконання алгоритму медіанного перерізу відносно даних, що представляють зображення. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що дані, що представляють зображення, містять оригінальні дані зображення. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що дані, що представляють зображення, містять розширені дані. 5. Спосіб за одним з пп. 2-4, який відрізняється тим, що отримання карти розширення включає оцінку густини джерел світла, ідентифікованих за допомогою алгоритму медіанного перерізу, в областях, пов'язаних з пікселами. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що області, пов'язані з пікселами, є круговими областями з центрами на пікселах. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що кругові області мають радіуси в інтервалі 10-20 пікселів. 8. Спосіб за одним з пп. 5-7, який відрізняється тим, що оцінка густини включає зважування джерел світла з використанням згладжуючого фільтра. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що згладжуючий фільтр містить експоненціальну функцію з від'ємним показником, що є функцією відстані між джерелом світла і пікселом. 10. Спосіб за одним з пп. 5-7, який відрізняється тим, що оцінка густини для піксела включає зважування джерел світла відповідно до відстані від них до піксела, причому джерела світла, наближені до піксела, зважуються як вагоміші, ніж джерела, що знаходяться далі від піксела. 11. Спосіб за одним з пп. 2-7, який відрізняється тим, що здійснюють алгоритм медіанного n перерізу для отримання щонайменше 2 джерел світла, де n складає щонайменше 9. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що пікселу присвоюють на карті розширення попередньо визначене значення в тому випадку, якщо в області, пов'язаній з пікселом, знаходиться кількість джерел світла щонайменше менша, ніж порогова кількість. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що порогове значення складає щонайменше 4. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що порогове значення знаходиться в інтервалі 4-6. 15. Спосіб за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що застосування функції розширення включає застосування оператора зворотного тонального відображення. 16. Спосіб за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що застосування функції розширення включає лінійне масштабування значень яскравості пікселів оригінальних даних зображення. 17. Спосіб за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що застосування функції розширення включає нелінійне масштабування значень яскравості пікселів оригінальних даних зображення. 18. Спосіб за одним з пп. 1-14, який відрізняється тим, що застосування функції розширення включає розв'язок квадратного рівняння відносно Lw: 2 2 L2 white L w 50 55 L2 x, y   w  Lw 1  Ld x, y L w x, y   Ld x, y   0, де α, Lwhite і L w є параметрами, a Ld - значення яскравості, що відповідає пікселу в оригінальних даних зображення. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що присвоюють L w значення, рівне середньому геометричному яскравості оригінальних даних зображення. 20. Спосіб за п. 18 або 19, який відрізняється тим, що присвоюють L w і Lwhite значення одного порядку. 21. Спосіб за одним з пп. 1-20, який відрізняється тим, що об'єднання оригінальних даних зображення з розширеними даними включає розрахунок середньозважених значень яскравості пікселів оригінальних даних зображення і розширених даних з ваговими коефіцієнтами, визначеними з карти розширення. 7 UA 99449 C2 5 10 15 22. Спосіб за одним з пп. 1-20, який відрізняється тим, що об'єднання оригінальних даних зображення і розширених даних включає інтерполяцію яскравості пікселів оригінальних даних зображення і розширених даних з ваговими коефіцієнтами, визначеними з карти розширення. 23. Пристрій для розширення динамічного діапазону оригінальних даних зображення, який включає: розширювач динамічного діапазону, приєднаний для отримання оригінальних даних зображення і видачі розширених даних з динамічним діапазоном, більшим ніж у оригінальних даних; аналізатор розподілу яскравості, настроєний для отримання карти розширення, що відображає яскравість областей, пов'язаних з пікселами на зображенні в оригінальних даних зображення; суматор зображень, настроєний для об'єднання оригінальних даних зображення і розширених даних, отриманих з розширювача динамічного діапазону, відповідно до карти розширення, що дає на виході покращені дані зображення. 24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що аналізатор розподілу яскравості настроєний для виконання алгоритму медіанного перерізу. 25. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що аналізатор розподілу яскравості настроєний для отримання при застосуванні алгоритму медіанного перерізу щонайменше 512 джерел світла. 8 UA 99449 C2 9 UA 99449 C2 10 UA 99449 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11