HDR到LDR图像的分段式对数映射算法

为了适应低端显示设备输出,需要一定的方法将高动态范围（HDR)图像转换为相应的低动态范围（LDR)图像。如果既考虑到人眼对亮度反应呈对数变化又利用图像自身的亮度分布,对高动态范围图像进行先全局后局部的映射,便得到一种分段式对数映射算法。该算法的复杂度较低,在视觉效果上结合了对数映射和分段映射算法的特点。     

基于多尺度分解的色调映射算法

针对高动态范围(HDR)图像显示于普通显示设备的问题,提出一种新的基于多尺度分解的色调映射(TM)算法。首先利用局部边缘保留(LEP)滤波器对HDR图像进行多尺度分解,有效平滑了图像的细节同时保留了突出的边缘;根据分解后各层的特点和压缩的要求,提出一个带参数的动态范围压缩函数,通过变化参数以便压缩图像的粗尺度层并增强细尺度层,从而压缩图像的动态范围并增强细节;最后重组各层并恢复颜色,所得到的映射后图像具有良好的视觉效果。实验结果证明,该方法在自然度、结构保真度和整体的质量评价上都要优于Gu等(GU B,LI W J,ZHU M Y,et al.Local edge-preserving multiscale decomposition for high dynamic range image tone mapping[J].IEEE Transactions on Image Processing,2013,22(1):70-79)和Yeganeh等(YEGANEH H,WANG Z.Objective quality assessment of tone-mapped images[J].IEEE Transactions on Image Processing,2013,22(2):657-667)提出的方法,同时也避免了局部色调映射算法所普遍存在的光晕效应。该算法可以用于HDR图像的色调映射。     

基于非局部均值的多尺度色调映射

针对高动态范围图像在传统输出设备上的显示问题,给出一个基于非局部均值滤波的多尺度色调映射算法。该算法使用非局部均值滤波对高动态范围图像进行粗化,将图像分解为一个包含大尺度变化的基本层和多个具有小尺度特征的细节层,对基本层和细节层分别进行调整,进行色彩还原。实验结果表明,与双边滤波等算法相比,该算法在较好还原真实场景的同时,不仅避免了光晕现象,也保留更丰富的细节信息。     

结合邻域方差和各向异性窗的引导滤波算法EI北大核心CSCD

针对引导滤波会导致边缘附近出现光晕且难以识别精细边缘的问题,提出了一种结合邻域方差与各向异性窗的引导滤波算法.首先,利用各向异性高斯滤波器的方向选择性实现对边缘的精细识别,并利用滤波器的狭长空域结构可实现局部窗口内不同像素信息融合,以抑制边缘模糊和光晕效果;其次,基于局部结构相似性原理,引入邻域方差以实现对局部线性变换参数的优化,同时保证强边缘结构和非边缘区域的最大扩散.实验结果表明,在102类花卉图像数据集上,文中算法的视觉效果、定量评价(PSNR和SSIM)均优于其他边缘保持滤波算法,并且测试图像的失真度比引导滤波、加权引导滤波和各向异性引导滤波分别小46.72%,48.64%和29.61%,能够在识别精细边缘的同时有效地抑制伪影现象的发生.     

基于多尺度分解的色调映射算法

针对高动态范围(HDR)图像显示于普通显示设备的问题,提出一种新的基于多尺度分解的色调映射(TM)算法。首先利用局部边缘保留(LEP)滤波器对HDR图像进行多尺度分解,有效平滑了图像的细节同时保留了突出的边缘;根据分解后各层的特点和压缩的要求,提出一个带参数的动态范围压缩函数,通过变化参数以便压缩图像的粗尺度层并增强细尺度层,从而压缩图像的动态范围并增强细节;最后重组各层并恢复颜色,所得到的映射后图像具有良好的视觉效果。实验结果证明,该方法在自然度、结构保真度和整体的质量评价上都要优于Gu等(GU B, LI W J, ZHU M Y, et al. Local edge-preserving multiscale decomposition for high dynamic range image tone mapping ［J］. IEEE Transactions on Image Processing, 2013, 22(1): 70-79)和Yeganeh等(YEGANEH H, WANG Z. Objective quality assessment of tone-mapped images ［J］. IEEE Transactions on Image Processing, 2013, 22(2): 657-667)提出的方法,同时也避免了局部色调映射算法所普遍存在的光晕效应。该算法可以用于HDR图像的色调映射。     

宏微观信息增强与色彩校正的高效色调映射

目的 色调映射是一种在保持视觉效果基本不变的前提下将高动态范围图像映射到常规低动态显示设备上进行显示的技术。针对现有方法存在细节模糊、边缘光晕及色彩失真等不足,提出一种宏微观信息增强与色彩校正的色调映射新方法。方法 将给定的高动态范围图像映射到HSV(hue, saturation, value)颜色空间,分离亮度信息与色彩信息。基于人类视觉感知机制,在亮度通道构建宏观一致性和微观显著性的亮度感知压缩模型,并进一步通过调节模型缩放因子消除边缘光晕现象。基于颜色恒常性原理,在色度通道构建自适应饱和度偏移模型,融合亮度压缩信息调整图像的饱和度信息,解决色调映射所造成的主观色彩失真问题。结果 实验结果表明,所提算法在结构保真度、自然度和色调映射质量指数等客观评价方面均优于对比色调映射算法,同时主观平均意见值也取得了最高的4.3分（即好—非常好）。结论 宏微观信息增强的亮度感知压缩模型,在确保场景亮度信息不变的情况下,可以有效增强图像纹理细节的完整性和保真性。融合亮度压缩的饱和度偏移模型可以有效解决亮度压缩导致的图像色彩失真等问题。该色调映射算法效率高、通用性强,可广泛应用于图像压缩、生物医学...     

基于三次样条插值的高动态范围成像方法

针对由传统的相机响应函数标定法合成的高动态范围图像质量较差的问题,提出一种有效的高动态范围成像算法.首先根据多曝光图像灰度变化的特点,通过三次样条插值将相机响应函数标定问题转化为求解一个线性三对角线性方程组;然后根据拍摄场景动态范围的变化情况,通过手动调整曝光的方式使多曝光图像大部分像素的正序或倒序的灰度变化趋于恒定,再通过逐点递推的方式求出三次样条函数各离散端点的二阶导数,拟合出相机响应曲线;最后根据已选定的基准点并结合已标定的相机响应曲线恢复出单位曝光度下像素对应的曝光时间,即真实的亮度辐射值.实验结果表明,三次样条插值能够有效地提高图像的局部细节以及图像整体的清晰度,递推法简化了求解线性方程组烦琐的计算步骤,降低了算法的整体运算时间.     

一种分组实现的高动态范围图像显示方法

针对低动态显示设备严重制约高动态范围图像显示的缺点,提出了一种基于分组的高动态范围图像色调映射技术,利用双边滤波技术对图像亮度值进行初步校正,对所得数据进行分组,根据分组数据的平均值惟一确定一个伽马值对图像亮度进行最终修正。实验结果表明,该方法不仅能够实现动态范围压缩,而且能够有效避免光晕和色差等现象,可以广泛应用于各种低动态设备中。     

基于相机响应曲线的高动态范围图像融合

高动态范围成像技术由于能够更加真实地再现成像目标及周围场景,在军事、航天等领域具有重要的研究价值。首先利用佳能1DC针对同一场景拍摄不同曝光量的序列图像,通过推导计算获得彩色图像各通道的相机响应曲线;然后通过建立图像灰度值与辐照度之间的照度映射获得一幅高动态范围的辐照度图像;其次利用基于双边滤波色调映射算法对获得的高动态范围图像进行压缩;最后通过基于镜面反射白平衡算法对图像进行色彩校正,从而获得拍摄场景的高动态范围图像。抽取不同帧数的实验拍摄图像对所提算法进行有效性验证,通过实验结果分析该算法实现高动态范围图像融合所需最少图像帧数为4帧。     

高动态范围图像增强算法

针对显示设备无法还原高动态范围图像的真实效果,提出一种基于分层色阶映射的图像增强算法。该算法首先通过Retinex模型与快速双边滤波算法估计光照图像。然后利用高斯混合模型和期望最大算法将光照图像概率分布分割为多层高斯模型混合而成。并通过迭代获得各高斯概率层对应的最优校正系数。最后叠加各层并获得增强后的光照图像。实验证明,该算法在整体上实现了图像动态范围的压缩,图像增强效果明显。     

Exposure Fusion: A Simple and Practical Alternative to High Dynamic Range Photography

We propose a technique for fusing a bracketed exposure sequence into a high quality image, without converting to High dynamic range (HDR) first. Skipping the physically based HDR assembly step simplifies the acquisition pipeline. This avoids camera response curve calibration and is computationally efficient. It also allows for including flash images in the sequence. Our technique blends multiple exposures, guided by simple quality measures like saturation and contrast. This is done in a multiresolution fashion to account for the brightness variation in the sequence. The resulting image quality is comparable to existing tone mapping operators.     

多尺度细节融合的多曝光高动态图像重建

同一场景不同曝光的图像序列,常出现曝光不足或曝光过度的区域,造成高亮或阴暗处的细节损失。针对这一问题,提出的多尺度细节融合的多曝光高动态图像重建方法,根据图像的对比度、饱和度、适度曝光量等三个测度因子生成原始多曝光图像的权重图,对分解的权重高斯金字塔进行Dirichlet函数映射,保证信息丰富区域权值最大,通过拉普拉斯金字塔重建,使得融合图像所包含的细节信息最大化并且最大限度地减少失真。     

宽动态范围图像快速增强算法

提出了一种针对宽动态范围图像的快速增强算法。该算法基于反转后宽动态范围图像与雾天图像有相似特性的结论,对宽动态范围图像进行反转处理,将优化后基于暗原色先验理论的去雾算法用于反转后的图像。通过改进透射率估计方法和简化大气光估计,显著地降低了算法的复杂度。实验结果表明,该算法有效地改善了宽动态范围图像的视觉效果,并且算法的处理速度很快,能够满足实时应用的要求。     

基于概率模型的高动态范围图像色调映射

提出了一种概率模型对HDR(high dynamic range)图像进行色调再生.分别对局部像素的色调能量分布与HDR/LDR(low dynamic range)间梯度变化约束建立概率统计模型,通过求解最大后验概率(maximum a posteriori,简称MAP)将整个色调映射过程转化为一个能量最小化问题.实验结果表明,所提出的基于概率模型的色调映射方法能够生成比以往方法具有更多视觉信息的LDR 图像,可用于高级图像编辑、显示设备开发等领域.     

Retinal HDR images: Intraocular glare and object size

Abstract— Starting from measured scene luminances, the retinal images of high‐dynamic‐range (HDR) test targets were calculated. These test displays contain 40 gray squares with a 50% average surround. In order to approximate a natural scene, the surround area was made up of half‐white and half‐black squares of different sizes. In this display, the spatial‐frequency distribution approximates a 1/f function of energy vs. spatial frequency. Images with 2.7 and 5.4 optical density ranges were compared. Although the target luminances are very different, after computing the retinal image according to the CIE scatter glare formula, it was found that the retinal ranges are very similar. Intraocular glare strongly restricts the range of the retinal image. Furthermore, uniform, equiluminant target patches are spatially transformed to different gradients with unequal retinal luminances. The usable dynamic range of the display correlates with the range on the retina. Observers report that appearances of white and black squares are constant and uniform, despite the fact that the retinal stimuli are variable and non‐uniform. Human vision uses complex spatial processing to calculate appearance from retinal arrays. Spatial image processing increases apparent contrast with increased white area in the surround. Post‐retinal spatial vision counteracts glare.     

同一场景不同曝光图像的配准及HDR图像合成

提出了一种针对同一场景不同曝光的多幅照片图像的配准、恢复光照响应曲线及高动态范围图像合成算法.首先将不同曝光的序列图像中值二值化,利用多尺度思想构造二值图像的金字塔序列并逐级比较,以实现多幅图像间的平移配准和转角配准.从配准后的序列图像中采样,根据最小二乘原理拟合出相机的光照响应曲线,并获得图像中像素值与曝光量之间的映射关系,进而将不同曝光的场景照片图像融合成一幅高动态范围图像.实验结果表明,合成的高动态范围图像效果满意.     

利用多曝光对图像进行动态范围增强

当实际场景的明暗动态范围比电子成像器件所能记录的范围更大时,照片就会有曝光过度或者曝光不足的区域,造成高亮或阴暗处细节的损失。本文提出了一种基于多曝光的图像增强方法。该方法通过对同一场景拍摄一组不同曝光度的图像,依据相机响应曲线性质对不同曝光量的图像分块进行信息量的衡量,选取包含信息最丰富的图块进行拼合,再利用一定的融合函数消除图块间的块效应,得到最终的增强图像。实验证明,该方法简单有效,图像增强后高亮与阴暗处的细节都能很好地呈现在一幅图像中,整体效果自然,对噪点控制较好,无明显光晕现象。     

NDR方法增强CMOS探测器动态范围研究

介绍了CMOS传感器LUPA-4000非破坏性读出方式(NDR)及其增强动态范围的方法,深入分析了此方法的理论模型,并给出了具体设计实例。通过对目标场景适当时段的多次同步采样,经处理后能方便的扩展动态范围。最后给出了一个很好的实验结果。     

在频域中利用同态滤波增强图像对比度

在介绍基于照明反射模型的同态滤波模型原理、实现过程和特点的基础上,在频域内通过对高斯高通滤波器、巴特沃斯高通滤波器、指数高通滤波器的改进后得出三种同态滤波器,并对三种同态滤波器通过实验结果给出适用的滤波模型和表达式参数。由对同一幅照明不良会使图像亮度不足和细节模糊,而且图像信噪比很低,图像对比度明显变差的图像处理结果表明,巴特沃斯同态滤波函数优于其它两种同态滤波函数,对光照不足的图像进行灰度动态范围压缩和对比度增强效果显著。     

用强度系列成象法获取或显示高动态范围图象

提出一种适合于高动态范围图象的获取和显示的强度系列成象法。改变输入图象的强度，微机控制的图象采集系统进行记录得到一组磁盘文件，形成强度图象系列。基于记录的系列图象，可以进行信息提取、变换和显示等操作。基于获得的图象系列，提出一种剪贴操作进行快速的非线性图象变换。给出对光学功率谱处理的一个实例，它相当于进行锯齿形的非线性变换。