高動態(tài)范圍圖像的合成與色階映射的研究.pdf

1、高動態(tài)范圍圖像現(xiàn)已成為研究的熱點方向，由于高動態(tài)范圍圖像具有動態(tài)范圍廣，逼真的可視化效果，易于捕獲等優(yōu)點，所以高動態(tài)范圍圖像在數(shù)字圖像處理領域具有很重要的研究意義。高動態(tài)范圍圖像的研究技術日趨成熟，針對如何利用普通攝像設備獲取并合成高動態(tài)范圍圖像這一問題，解決的方法不斷更新，但是在合成高動態(tài)范圍圖像的過程中，噪聲對圖像質(zhì)量的影響同樣重要，所以本文在高動態(tài)范圍圖像合成的過程中對噪聲的處理提出了解決的方法；并針對高動態(tài)范圍圖像的傳統(tǒng)線性壓縮

2、技術進行改進，使得高動態(tài)范圍圖像的色階映射簡單且有效。本文針對以上兩個問題進行深入研究，提出了解決以上兩類問題的新思路和算法：
　　1、為了解決在高動態(tài)范圍圖像合成過程中有噪聲影響圖像的質(zhì)量的問題，本文提出一種基于多曝光的高動態(tài)范圍圖像合成的降噪算法。首先根據(jù)光子散粒噪聲變化的特點，通過多曝光圖像加權平均的方法，將圖像混有的噪聲問題轉(zhuǎn)化為求解一個求解多曝光圖像序列組的平均值問題；通過圖像擬合的方法，擬合出相機響應曲線，根據(jù)響應曲線

3、的逆求出原始圖像的亮度值；根據(jù)加權平均的方法，將一組多幀圖像進行分組，選擇合適的簇數(shù)，將不同幀的像素值賦給不同的加權系數(shù)，求出當前這一組幀的平均值來修正當前幀的像素值；最后根據(jù)相機的響應曲線和已經(jīng)修正過的像素值以及高動態(tài)范圍圖像合成的權重方程，求出合成的圖像的像素值，即圖像真實的亮度值。
　　2、為了解決高動態(tài)范圍圖像的動態(tài)范圍遠遠超出數(shù)字顯示器的成像范圍這一問題，本文提出了一種基于局部線性變換的色階映射算法。根據(jù)局部窗的結(jié)構，利

4、用局部窗內(nèi)的中心像素點與窗內(nèi)的其他像素點的均值，方差的關系進行構造，所以基于局部線性變換的色階映射算法能夠抑制由具有高對比度的圖像邊緣所引起的鬼影和光暈現(xiàn)象。針對圖像直接線性壓縮能力較差的缺點，本文提出一種局部的線性變換模型。首先根據(jù)已知的圖像線性壓縮模型和高動態(tài)范圍圖像的亮度值，給出一個圖像壓縮的線性變換方程，其次，在不同的像素點的局部區(qū)域內(nèi)使用不同的線性變換，可以實現(xiàn)不同比例的縮放；最后，由矩陣變換求出最優(yōu)的低動態(tài)圖像的亮度值，并輸