Existing tone mapping methods operate on downsampled inputs and rely on handcrafted pyramids to recover high-frequency details. These designs typically fail to preserve fine textures and structural fidelity in complex HDR scenes. Furthermore, most methods lack an effective mechanism to jointly model global tone consistency and local contrast enhancement, leading to globally flat or locally inconsistent outputs such as halo artifacts. We present the Differential Pyramid Representation Network (DPRNet), an end-to-end framework for high-fidelity tone mapping. At its core is a learnable differential pyramid that generalizes traditional Laplacian and Difference-of-Gaussian pyramids through content-aware differencing operations across scales. This allows DPRNet to adaptively capture high-frequency variations under diverse luminance and contrast conditions. To enforce perceptual consistency, DPRNet incorporates global tone perception and local tone tuning modules operating on downsampled inputs, enabling efficient yet expressive tone adaptation. Finally, an iterative detail enhancement module progressively restores the full-resolution output in a coarse-to-fine manner, reinforcing structure and sharpness. Experiments show that DPRNet achieves state-of-the-art results, improving PSNR by 2.39 dB on the 4K HDR+ dataset and 3.01 dB on the 4K HDRI Haven dataset, while producing perceptually coherent, detail-preserving results. \textit{We provide an anonymous online demo at https://xxxxxxdprnet.github.io/DPRNet/.


翻译:现有色调映射方法通常在降采样输入上操作,并依赖手工构建的金字塔结构来恢复高频细节。这些设计通常难以在复杂高动态范围场景中保持精细纹理与结构保真度。此外,大多数方法缺乏有效机制来联合建模全局色调一致性与局部对比度增强,导致输出结果出现全局平坦或局部不一致的问题(如光晕伪影)。我们提出差分金字塔表示网络(DPRNet),这是一种面向高保真色调映射的端到端框架。其核心是可学习的差分金字塔,通过跨尺度的内容感知差分运算,泛化了传统的拉普拉斯金字塔与高斯差分金字塔。这使得DPRNet能够自适应地捕捉不同亮度与对比度条件下的高频变化。为强化感知一致性,DPRNet整合了在降采样输入上运行的全局色调感知与局部色调调节模块,实现了高效且富有表现力的色调自适应。最后,迭代式细节增强模块以由粗到细的方式逐步恢复全分辨率输出,强化结构信息与锐度。实验表明,DPRNet取得了最先进的结果:在4K HDR+数据集上PSNR提升2.39 dB,在4K HDRI Haven数据集上提升3.01 dB,同时生成感知一致、细节保留良好的结果。\textit{我们提供了匿名在线演示:https://xxxxxxdprnet.github.io/DPRNet/。}

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