基于多曝光融合及色調映射的計算攝影技術研究.pdf

1、近些年來，隨著智能終端技術和移動互聯(lián)網的飛速發(fā)展，智能手機成為最常用的消費類圖片視頻的采集設備和顯示設備?；谝苿釉O備的計算攝影與顯示技術成為計算機視覺的熱門話題。在使用智能手機進行拍照過程中，由于現(xiàn)實場景中存在著非常大的動態(tài)范圍，而受智能手機內置的感光器和模數轉換器的制約，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，當拍攝場景整體亮度偏低，或出現(xiàn)明顯的暗區(qū)域時，得到的圖片往往呈現(xiàn)出色調暗淡，局部信息損失的特點。針對這一問題，本文也提出了有效的低光照增強方法。多曝光融合與低光照增強技術不僅可作為傳統(tǒng)圖像處理，圖像分割，圖像檢索，目標追蹤的預處理模塊，也是智能設備上HDR拍照攝影，圖像顯示自適應增強的實用技術。本文針對移動智能設備上的多曝光融合和低光照增強技進行了研究，主要從以下幾個方面展開工

3、作：
　　（1）研究多曝光融合中權值圖的優(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的權值圖；然后，在權值圖上，使用空間域的高通濾波增強最優(yōu)圖像塊的權值，我們定義一個滑動窗口，計算出窗口中最優(yōu)權值的個數，當達到一極限值時，定義該窗口對應的塊為最優(yōu)圖像塊，對其權值進行優(yōu)化；最后，使用邊緣保留的自回歸濾波器對權值圖進行平滑濾波。
　　（2）研究基于小波變換的多曝光融合。對不同曝光度的圖像進

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行融合。優(yōu)化后的權值圖通過下采樣與不同子帶小波系數對應，依次進行加權融合，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）提出一種改進的限制對比度直方圖均衡（CLAHE）的低光照圖像增強算法，根據像素塊的內容信息，自適應調整CLAHE的剪切極限值。同時向CLAHE框架中加入兩級gam

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