基于多曝光融合及色調(diào)映射的計(jì)算攝影技術(shù)研究.pdf

1、近些年來，隨著智能終端技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)成為最常用的消費(fèi)類圖片視頻的采集設(shè)備和顯示設(shè)備?；谝苿釉O(shè)備的計(jì)算攝影與顯示技術(shù)成為計(jì)算機(jī)視覺的熱門話題。在使用智能手機(jī)進(jìn)行拍照過程中，由于現(xiàn)實(shí)場景中存在著非常大的動態(tài)范圍，而受智能手機(jī)內(nèi)置的感光器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制約，拍攝出的照片只能記錄場景中局部范圍的對比度、亮度和顏色信息。多曝光融合技術(shù)可將同一場景下捕獲的不同曝光的圖片，融合成包含該場景中的所有信息高動態(tài)圖片,使場景中高亮度

2、區(qū)域和低亮度區(qū)域，都能很好的記錄在融合后的圖片中。另一方面，當(dāng)拍攝場景整體亮度偏低，或出現(xiàn)明顯的暗區(qū)域時(shí)，得到的圖片往往呈現(xiàn)出色調(diào)暗淡，局部信息損失的特點(diǎn)。針對這一問題，本文也提出了有效的低光照增強(qiáng)方法。多曝光融合與低光照增強(qiáng)技術(shù)不僅可作為傳統(tǒng)圖像處理，圖像分割，圖像檢索，目標(biāo)追蹤的預(yù)處理模塊，也是智能設(shè)備上HDR拍照攝影，圖像顯示自適應(yīng)增強(qiáng)的實(shí)用技術(shù)。本文針對移動智能設(shè)備上的多曝光融合和低光照增強(qiáng)技進(jìn)行了研究，主要從以下幾個(gè)方面展開工

3、作：
　?。?）研究多曝光融合中權(quán)值圖的優(yōu)化方法。首先，使用圖像顯著性特征——適度曝光度、對比度、飽和度，得到與輸入圖像對應(yīng)的權(quán)值圖；然后，在權(quán)值圖上，使用空間域的高通濾波增強(qiáng)最優(yōu)圖像塊的權(quán)值，我們定義一個(gè)滑動窗口，計(jì)算出窗口中最優(yōu)權(quán)值的個(gè)數(shù)，當(dāng)達(dá)到一極限值時(shí)，定義該窗口對應(yīng)的塊為最優(yōu)圖像塊，對其權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化；最后，使用邊緣保留的自回歸濾波器對權(quán)值圖進(jìn)行平滑濾波。
　?。?）研究基于小波變換的多曝光融合。對不同曝光度的圖像進(jìn)

4、行離散小波變換及離散小波框架分解，將得到不同的子帶進(jìn)行融合。優(yōu)化后的權(quán)值圖通過下采樣與不同子帶小波系數(shù)對應(yīng)，依次進(jìn)行加權(quán)融合，融合后的圖像通過小波逆變換生成高動態(tài)范圍圖像。對融合后的圖像使用顏色校正后處理，以補(bǔ)償圖像融合過程中的顏色損失，以得到自然生動的圖像。
　　（3）提出一種改進(jìn)的限制對比度直方圖均衡（CLAHE）的低光照圖像增強(qiáng)算法，根據(jù)像素塊的內(nèi)容信息，自適應(yīng)調(diào)整CLAHE的剪切極限值。同時(shí)向CLAHE框架中加入兩級gam

5、ma圖像校正，分別用來調(diào)整圖像的亮度和修正CLAHE帶來的過增強(qiáng)。改進(jìn)的CLAHE算法能針對不同的圖像區(qū)域，自適應(yīng)地提升亮度，增強(qiáng)對比度。
　　（4）分析 Android平臺的Camera系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和 Java層的Camera開發(fā)流程,在Android平臺上實(shí)現(xiàn)圖像多曝光融合與低光照增強(qiáng)算法。
　　本文提出的方法簡單有效，提出的多曝光融合得到的結(jié)果能很好的保留圖像細(xì)節(jié)，整體顏色自然；提出的低光照增強(qiáng)方法能將低亮度圖像或提升