基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)圖像合成研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)范圍,指的是像素的最大值與像素的最小值之比。在真實(shí)世界中,動(dòng)態(tài)范圍往往很大,超過(guò)十個(gè)數(shù)量級(jí)。而在相機(jī)所拍攝的圖像中,由于CRT顯示器的限制,只能達(dá)到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。為了獲得更好的顯示效果,引入了高動(dòng)態(tài)圖像,從而擴(kuò)展圖像的動(dòng)態(tài)范圍。
　　高動(dòng)態(tài)圖像的生成可以分成兩類,第一類是基于色調(diào)映射的方法。這種方法首先將不同曝光度的圖像生成一個(gè)高動(dòng)態(tài)的圖像,然后通過(guò)色調(diào)映射的方式使得生成結(jié)果可以在正常屏幕下顯示。然而這類方法需要估計(jì)相機(jī)的響應(yīng)曲

2、線,引入了非線性過(guò)程。另一類則是基于曝光融合的方法。直接利用曝光時(shí)間不同的一組低動(dòng)態(tài)圖像,進(jìn)行基于金字塔分解的多級(jí)融合,同樣可以取得很好的效果。本文基于第二類方法,不但避免了相機(jī)響應(yīng)曲線估計(jì)的非線性過(guò)程,也同時(shí)降低了計(jì)算復(fù)雜度。不過(guò),無(wú)論哪一類方法,都需要提前拍攝不同曝光時(shí)間的圖像組進(jìn)行圖像合成。
　　盡管上述方法對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景圖像序列效果很好,但是一旦存在相機(jī)抖動(dòng)或物體移動(dòng)這類動(dòng)態(tài)場(chǎng)景,會(huì)使合成結(jié)果出現(xiàn)鬼影效應(yīng)。針對(duì)于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景,本文

3、提出了一種鬼影檢測(cè)與去除的高動(dòng)態(tài)圖像合成方法。首先在不同曝光圖像組中選取參考圖像,進(jìn)行圖像校準(zhǔn)。再針對(duì)飽和區(qū)域與非飽和區(qū)域分別設(shè)計(jì)算法,進(jìn)行鬼影像素探測(cè)。在非飽和區(qū)域中,利用互易律進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)采用圖像分塊的形式提高魯棒性。之后通過(guò)估計(jì)兩幅圖像之間的亮度轉(zhuǎn)移函數(shù),用來(lái)在飽和區(qū)域中檢測(cè)鬼影像素。從而克服大多數(shù)同類算法中無(wú)法對(duì)飽和區(qū)域進(jìn)行處理的缺點(diǎn)。為了克服噪聲和相機(jī)響應(yīng)曲線的非線性造成的誤差,引入了零均值平方差和權(quán)值圖調(diào)整的算法。從而進(jìn)一

4、步的消除鬼影像素帶來(lái)的影響,獲得更好的合成效果。
　　與此同時(shí),對(duì)于檢測(cè)出鬼影的區(qū)域,并不是簡(jiǎn)單的舍棄。而是通過(guò)利用參考圖像生成的圖像副本的方式,替代原本是鬼影的像素區(qū)域。使得最終的合成結(jié)果能夠盡可能的多包含不同曝光時(shí)間下的圖像信息,擴(kuò)展圖像的動(dòng)態(tài)范圍。
　　雖然上述方法的生成結(jié)果已經(jīng)比較令人滿意,但是仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。通過(guò)梯度增強(qiáng)的技術(shù),可以更進(jìn)一步提高融合結(jié)果的圖像質(zhì)量。由于大梯度代表圖像結(jié)構(gòu),小梯度代表圖像細(xì)節(jié)。本