高動(dòng)態(tài)范圍圖像的合成與色階映射的研究.pdf

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

2、技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使得高動(dòng)態(tài)范圍圖像的色階映射簡(jiǎn)單且有效。本文針對(duì)以上兩個(gè)問題進(jìn)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)，通過多曝光圖像加權(quán)平均的方法，將圖像混有的噪聲問題轉(zhuǎn)化為求解一個(gè)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(jī)響應(yīng)曲線，根據(jù)響應(yīng)曲線

3、的逆求出原始圖像的亮度值；根據(jù)加權(quán)平均的方法，將一組多幀圖像進(jìn)行分組，選擇合適的簇?cái)?shù)，將不同幀的像素值賦給不同的加權(quán)系數(shù)，求出當(dāng)前這一組幀的平均值來修正當(dāng)前幀的像素值；最后根據(jù)相機(jī)的響應(yīng)曲線和已經(jīng)修正過的像素值以及高動(dòng)態(tài)范圍圖像合成的權(quán)重方程，求出合成的圖像的像素值，即圖像真實(shí)的亮度值。
　　2、為了解決高動(dòng)態(tài)范圍圖像的動(dòng)態(tài)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(gòu)，利

4、用局部窗內(nèi)的中心像素點(diǎn)與窗內(nèi)的其他像素點(diǎn)的均值，方差的關(guān)系進(jìn)行構(gòu)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(duì)比度的圖像邊緣所引起的鬼影和光暈現(xiàn)象。針對(duì)圖像直接線性壓縮能力較差的缺點(diǎn)，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(dòng)態(tài)范圍圖像的亮度值，給出一個(gè)圖像壓縮的線性變換方程，其次，在不同的像素點(diǎn)的局部區(qū)域內(nèi)使用不同的線性變換，可以實(shí)現(xiàn)不同比例的縮放；最后，由矩陣變換求出最優(yōu)的低動(dòng)態(tài)圖像的亮度值，并輸