基于視覺適應(yīng)機制的高動態(tài)圖像增強算法研究.pdf

1、隨著人們對圖像質(zhì)量的要求不斷提高，高動態(tài)范圍圖像（High Dynamic Range Image，HDRI）因其涵蓋的場景信息更加豐富，獲取成本又日益降低，所以被廣泛應(yīng)用。由于HDR圖像擁有極大的動態(tài)范圍，導(dǎo)致其在傳統(tǒng)的顯示設(shè)備上顯示效果受到限制，無法完整的展現(xiàn)所包含的數(shù)據(jù)信息。由此，對HDR圖像的動態(tài)范圍進行壓縮，并盡可能保留原有的圖像信息，使其匹配低動態(tài)范圍顯示器是非常有必要的。人眼可感知的亮度范圍十分巨大，從晴天中午的太陽到夜晚

2、的星星都在人眼的感知范圍內(nèi)。本文基于人眼的生理學(xué)知識，視網(wǎng)膜的明暗適應(yīng)機制以及已有的心理物理學(xué)實驗結(jié)果，提出了兩個基于人眼視覺適應(yīng)機制的HDR圖像動態(tài)范圍壓縮算法。兩個算法均是靜態(tài)的，自適應(yīng)的局部算法。
　　算法一主要是利用了Tumblin提出的基于視覺特性的色調(diào)映射框架，將HDR圖像映射前場景輸入端和映射后顯示器輸出端引起的人眼響應(yīng)進行等值匹配，運用一個正向模型和一個逆向模型來計算映射后的圖像。我們的算法利用了感光色素的漂白機制

3、來計算感光細胞的響應(yīng)值，同時還在原有算法框架的基礎(chǔ)上引入了色適應(yīng)變換。
　　算法二中我們創(chuàng)新性地提出了一個高動態(tài)圖像增強算法框架，旨在通過模擬真實的視覺適應(yīng)機制來壓縮圖像的動態(tài)范圍。我們參考了人眼在亮度適應(yīng)過程中的生理機制，通過搭建感光細胞的亮度模型、感光細胞的響應(yīng)模型、神經(jīng)節(jié)細胞的感受野模型、視桿視錐的信息融合模型以及顏色變換模型來模擬視覺的適應(yīng)機制，并以此來壓縮HDR圖像的動態(tài)范圍。
　　結(jié)果表明，我們的兩個算法都能夠有