关于图像对比度的概念和计算

1、问题背景

在调整图像效果时，常遇到图像模糊、缺乏通透感的问题。通过调节图像对比度，可显著改善这一问题。然而，对比度是什么？如何衡量对比度？如何调试对比度？本文将对这些问题进行总结。

2、问题分析

1）对比度定义

对比度指的是图像中明暗部分亮度的比例。对比度越高，图像中明暗差异越大。

需要注意的是，对比度需要区分全局对比度与局部对比度。下图所示，两幅图像全局对比度相同，但右图更显通透明亮，这主要是局部对比度差异造成的。

举例计算全局对比度与局部对比度：

2）对比度计算方法

方法一：使用Web fraction计算

局部对比度_i=|L_i-L_mean|/L_mean

对比度总和=∑[|L_i-L_mean|/L_mean]；

i∈(1,n-1)

L_mean为相邻两块的均值；

a<对比度总和

可通过限制对比度总和的范围来定义对比度。

方法二：使用Patch计算

对比度计算涉及像素值变化，如：∆-luma1=pixelValue(#19)-pixelValue(#20)，以此类推。通过设置对比度范围值，需依据具体项目需求调整。

方法三：局部对比度比值计算

局部对比度Ln/Ln-1满足0.x < Local contrast Ln /Ln-1 < 1；

平均局部对比度=[∑(Ln/Ln-1)]/ n-1

3）对比度调试技巧

常见的调试方法是压暗暗部、拉亮高亮部分，以提升对比度。然而，这种方法可能导致暗部变为死黑、亮部过曝。正确的调试原则是在不损失暗部、亮部信息的前提下，增加对比度，使全暗、稍暗、中间亮度、高亮部分的像素得以区分，保持图像层次感与通透度。

在图像优化过程中，以人眼视觉为评判标准的相机产品应力求“真实还原”外界场景。白平衡、色彩、曝光、动态范围应与人眼保持一致，这是相当具有挑战性的工作。在提供竞品机风格参考时，追求“没有最好，只有更好”的目标，同时在满足真实还原的基础上进行微调。

对比度计算理论参考自《大话成像图像质量测量与国际标准课程》。