多曝光圖像融合關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、的亮度范圍，所以不可能在普通設(shè)備上顯示人眼觀察到的真實(shí)場景。而高動態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR）圖像顯示技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將真實(shí)場景的亮暗信息盡可能多的在普通設(shè)備上顯示出來，并且盡可能符合人眼真實(shí)的感知效果。隨著高清數(shù)字產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，HDR顯示技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前數(shù)字領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，不僅具有相當(dāng)重要的理論研究價(jià)值，而且有非常廣泛的應(yīng)用和很高的商業(yè)價(jià)值。
　　通常的HDR顯示技術(shù)策略是對多幅不同曝光度的圖像根據(jù)相

2、機(jī)響應(yīng)函數(shù)合成HDR輻射度圖，然后對輻射度圖通過色調(diào)映射算法壓縮動態(tài)范圍，使其能在普通設(shè)備上顯示出來，但這種策略存在一定的缺陷，比如需要輸入各種相機(jī)曝光參數(shù)等。而多曝光圖像融合技術(shù)是另一種更加簡便的HDR顯示技術(shù)，它可以由多幅不同曝光度的圖像序列直接融合成一幅能在普通顯示設(shè)備上顯示的圖像，不需要相機(jī)響應(yīng)函數(shù)和各種設(shè)備輸入?yún)?shù)。如何得到亮暗區(qū)域細(xì)節(jié)信息清晰并且避免失真的融合圖像，并且如何處理動態(tài)場景融合過程中產(chǎn)生的鬼影(GhoSt)問題，

3、是當(dāng)前多曝光圖像融合技術(shù)面臨的難題。
　　本文深入研究了HDR圖像和多曝光融合技術(shù)的理論方法，技術(shù)特點(diǎn)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了一種在視覺失真最小的基礎(chǔ)上盡可能多的保持亮暗區(qū)域細(xì)節(jié)的靜態(tài)場景多曝光圖像融合算法，并且對HDR圖像質(zhì)量評價(jià)領(lǐng)域做了探索性的研究。然后針對動態(tài)場景融合過程中出現(xiàn)的鬼影問題，提出了一種有效的基于參考圖像的鬼影消除算法。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　1.提出了一種基于權(quán)重圖修正的多分辨率靜態(tài)場景多曝光

4、融合算法
　　我們對傳統(tǒng)的基于拉普拉斯金字塔的多曝光融合方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了權(quán)重修正函數(shù)修改基本的權(quán)重圖，然后通過最小化失真概率函數(shù)確定權(quán)重修正的參數(shù)。與以前的方法相比，本文的方法不僅保留了原場景超亮和超暗區(qū)域中更多有用的細(xì)節(jié)信息，而且最大限度的減少了失真。我們通過從不同角度的度量標(biāo)準(zhǔn)對比實(shí)驗(yàn)證明了本文方法的優(yōu)點(diǎn)。
　　2.提出了一種交互式的多曝光圖像細(xì)節(jié)展示方法
　　本文將邊緣保持圖像處理中的局部拉普拉斯濾波器(LL

5、F)運(yùn)用在基于拉普拉斯金字塔的多分辨率融合方法中，提出了一種交互式的多曝光融合方法，在細(xì)節(jié)顯示方面具有更大的靈活性。用戶不僅可以整體的調(diào)節(jié)輸入圖像對應(yīng)的參數(shù)，使輸出圖像有不同清晰度，還可以獨(dú)立調(diào)節(jié)某幅輸入圖像對應(yīng)的參數(shù)，控制輸出圖像中與此輸入圖像對應(yīng)的局部場景的清晰度。
　　3.提出了一種基于亮度比例關(guān)系的動態(tài)場景鬼影消除算法
　　針對動態(tài)場景的HDR圖像顯示過程中出現(xiàn)的鬼影問題，我們提出了一種基于光度值比例關(guān)系的避免鬼影的

6、多曝光圖像融合方法。在檢測動態(tài)場景中移動物體的過程中，本文充分利用了場景光度值和曝光時(shí)間之間的線性關(guān)系，將每幅輸入圖像的亮度統(tǒng)一到參考圖像的亮度水平。然后使用視頻運(yùn)動檢測中的差分法生成移動物體檢測的二值圖像，并運(yùn)用形態(tài)學(xué)圖像操作完善此二值圖像。最后，根據(jù)修改后的二值圖像重新定義權(quán)重圖，運(yùn)用多分辨率方法融合得到最后的結(jié)果圖像。本方法可以選擇不同的參考圖像生成相應(yīng)的鬼影消除效果。與以前基于參考圖像的鬼影消除方法相比，本文的方法對參考圖像曝光