ALTMapper - GPU上单镜头HDR的自适应局部色调映射引擎

我们为单镜头高动态范围(HDR)管理提供解决方案。 自适应局部色调映射算法用于压缩图像的动态范围，使图像细节更加生动，最重要的是，产生令人愉悦的再现。

我们已经建立了一个高效和准确的自适应局部色调映射引擎的单镜头HDR。 这是为相机和视频应用程序完成的，因为我们不能实时获得许多帧与包围，所以我们必须处理每个帧，因为我们已经捕获它。 它不仅适用于HDR或高比特深度图像，还可以成功地应用于8/24位单色或彩色jpg图像，以提高质量和恢复阴影。

HDR图像的局部色调映射算法基于图像强度变换，通过使用来自每个图像局部区域的信息来实现更好的可视化。 Ultimapper引擎将每个图像中的这些局部区域定义为矩形瓦片的网格。 它处理每个切片以计算要在进一步转换中使用的本地参数。 我们将这组参数最小化，以实现非常快速的处理。 最后，我们使用局部和全局参数来构建一组局部色调曲线和变换，以应用于图像的每个像素。 该算法本质上是局部的和自适应的，这对于保留图像细节和对比度非常重要.

通常相机在"曝光到正确"模式下工作，这意味着它会自动选择曝光以避免过冲。 这意味着阴影处可能缺乏照明，应该改进它们。 这正是Ultimapper的任务。在下面的图片中，您可以看到左侧的源图像和右侧的改进图像。

16位TIFF在左边, ALTMapper 在右边 (源图像)

这些图像显示了ALTMapper背后的想法。 在左侧，您可以看到原始的16位TIFF图像，由于其高位深度，很难在8位显示器上正确显示。 在右侧，您可以看到具有更好视觉图像质量的处理过的jpg图像。 我们保留了颜色和对比度，改善了阴影，并保留了细节。 其主要目标是使一个好看的形象。 局部色调映射算法包括使用局部色调曲线和加权插值从HDR图像的亮度图像计算增益图。

ALTMapper功能

• 快速准确的自适应局部色调映射引擎
• 局部和全局对比度的保存和增强
• 高动态范围(HDR)管理
• 本地增益控制
• 影子恢复
• 图像细节保存
• 具有16/32位精度的ISP
• 无需AI的紧凑小尺寸算法
• NVIDIA GPU上的并行算法实现 - in progress

兼容性问题

• 与用于机器视觉相机的FastVCR软件的兼容性
• 内置定时和性能测量
• OS Windows-10/11，Linux Ubuntu和L4T（Jetson Xavier和Orin）
• 支持的NVIDIA Gpu: Jetson, GeForce, Quadro, cc >= 5.0, CUDA-12.6

ALTMapper的应用

• 数码摄影及数码电影
• 显示设备
• 计算机视觉
• 医学影像学
• 工业相机应用
• 广播和流媒体
• 街景、移动测绘和航空成像

其他注意事项

我们必须强调，ALTMapper既不是她也不是CLAHE。 除了应用自适应局部对比度进行图像增强外，该算法还提供阴影恢复功能，这对于获得令人愉悦的渲染效果非常重要，而不会产生晕、噪声和乌云等广 我们不仅可以使用HDR源图像，还可以使用8/24位jpeg，如果它们包含足够的信息。 这不仅对高比特深度HDR图像传感器非常有用，而且对传统的LDR图像传感器也非常有用，以提高图像质量。

这种效果不能仅仅用全局曲线来实现。 该算法本质上是局部的，并且考虑图像的全局和局部特征以生成用于图像增强的最终每像素变换。