實(shí)時(shí)高動(dòng)態(tài)范圍影像合成方法研究.pdf

1、高動(dòng)態(tài)范圍圖像可以逼真的表示現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景真實(shí)的亮度和色彩信息。由于高動(dòng)態(tài)范圍圖像的這種良好特性，近年來在工業(yè)圖像處理、基于圖像的建模、機(jī)器視覺、虛擬現(xiàn)實(shí)、3維數(shù)字娛樂等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。尤其在全局照明，真實(shí)感繪制方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前,市場(chǎng)上的高動(dòng)態(tài)影像獲取設(shè)備價(jià)格昂貴，而低動(dòng)態(tài)范圍的影像采集系統(tǒng)又難以獲取場(chǎng)景中全部的亮度細(xì)節(jié)信息，鑒于此，利用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)將多幅低動(dòng)態(tài)范圍影像中含有的亮度信息融合到一幅高動(dòng)態(tài)范圍圖像以最大

2、限度地還原現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，則是一種效費(fèi)比較高的高動(dòng)態(tài)影像獲取方案。本文主要是研究基于多曝光合成的高動(dòng)態(tài)成像方法以及實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)方案?，F(xiàn)在已有的高動(dòng)態(tài)范圍圖像的合成算法，主要有兩種思路。一是利用不同曝光時(shí)間圖像求解攝像頭的非線性響應(yīng)曲線，該曲線是攝像頭將場(chǎng)景的輻射值映射成圖像像素值的映射函數(shù)的反函數(shù)。利用該曲線我們即可還原場(chǎng)景的輻射值，既是高動(dòng)態(tài)范圍圖像的像素值。二是從不同曝光時(shí)間圖像中選擇最優(yōu)塊來融合生成高動(dòng)態(tài)范圍圖像，但是合成的圖像會(huì)有銳化效應(yīng)

3、，還需要后期來消除，運(yùn)算量比較大。由于第一種算法更加利于硬件實(shí)現(xiàn)，只需要在芯片上保存事先計(jì)算好修正的非線性響應(yīng)曲線，即可利用該曲線合成高動(dòng)態(tài)范圍圖像。
　　本文在廣泛研究現(xiàn)有高動(dòng)態(tài)范圍成像算法的基礎(chǔ)上，綜合考慮算法的運(yùn)算量和合成效果，提出了改進(jìn)的非線性響應(yīng)曲線多曝光圖像融合方法。論文針對(duì)硬件系統(tǒng)對(duì)算法執(zhí)行時(shí)間和資源耗費(fèi)方面的嚴(yán)格限定，首先進(jìn)行了算法級(jí)優(yōu)化以便硬件通過查找表的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)多曝光低動(dòng)態(tài)影像的實(shí)時(shí)融合，并在軟件上對(duì)合成過程