目前,智能手機等移動設備已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米顝V泛的拍照設備。在使用移動設備進行拍照的時候,經(jīng)常會遇到一些高動態(tài)范圍的場景。在這種場景下拍攝所得到的圖像往往會出現(xiàn)場景中部分欠曝光或者部分過曝光的情況,造成圖像細節(jié)丟失。因此,高動態(tài)范圍成像成為目前移動端拍照的一個主要研究方向。與此同時,在當前的移動設備上,一種4Cell圖像傳感器憑借其在暗光下優(yōu)異的拍照表現(xiàn),逐漸成為高端移動設備的標配。本文基于4Cell圖像傳感器提出了高動態(tài)范圍成像算法并在移動端對算法進行優(yōu)化與實現(xiàn)。首先,為了解決高動態(tài)范圍圖像的獲取問題,本文利用4Cell圖像傳感器的結構,針對性地提出了傳感器上曝光參數(shù)局部變化的多曝光圖像拍攝方法。這種方法可以通過單次拍攝獲取多曝光圖像,理論上能夠抑制后續(xù)合成的高動態(tài)范圍圖像中鬼影的產(chǎn)生。隨后,使用多曝光圖像合成高動態(tài)范圍圖像,本文使用了RAW圖像進行合成,并且在合成過程中對圖像噪聲進行了抑制,從而進一步提高了合成圖像的動態(tài)范圍和圖像質(zhì)量。實驗表明,本算法在多個場景下的HIGRADE評分和圖像信息熵均高于其他合成算法。其次,為了使高動態(tài)范圍圖像在移動設備上能夠顯示,本文提出了一... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自然場

浙江大學碩士學位論文緒論11緒論1.1課題背景1.1.1高動態(tài)范圍成像動態(tài)范圍是指一段可變信號的最大值和最小值的比值，而對于數(shù)字圖像來說，動態(tài)范圍指量化后圖像記錄下來的最大亮度和最小亮度的比值[1]。人們通過眼睛視覺獲取自然界中復雜的信息，從而實現(xiàn)對豐富多彩大自然的感知，自然界的場景擁有著非常廣闊的亮度范圍，亮度變化可以從白天陽光直射的105cd/m2到夜晚星空下的10-4cd/m2，動態(tài)范圍可達9個數(shù)量級[2]，圖1.1表示了一般場景的亮度分布。圖1.1自然場景的亮度范圍由于人眼能夠自適應動態(tài)調(diào)節(jié)，我們可以觀察到大部分的高動態(tài)場景，但是對于一般的數(shù)碼相機傳感器而言，其能夠捕獲的動態(tài)范圍有限，一般只有3~4個數(shù)量級[2]。上述原因?qū)е抡鎸嵤澜鐖鼍暗膭討B(tài)范圍遠遠超過了一般成像設備所能捕獲的動態(tài)范圍，所以使用普通的成像設備時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)場景中各個部分的細節(jié)不能被同時記錄。如圖1.2所示，當選擇短曝光捕捉室外較亮的場景信息時，就會導致室內(nèi)的場景欠曝光，室內(nèi)場景的信息丟失嚴重；而選擇長曝光捕捉室內(nèi)較暗處的場景時，就會導致室外的場景過曝光，室外場景的信息丟失嚴重。（a）短曝光室內(nèi)場景（b）長曝光室內(nèi)場景圖1.2普通模式下拍攝的室內(nèi)場景圖像為了解決上述問題，許多學者對高動態(tài)范圍成像（HighDynamicRangImaging，HDRI）展開了深入的研究。通過動態(tài)范圍成像獲取的圖像相比普通相機直接獲取的低動態(tài)范圍圖像能夠展現(xiàn)更高的動態(tài)范圍，使圖像中的暗處和亮處都能看得清楚，不丟失或者很少丟失Lum(cd/m2)10-41021-10610410-210-6星光月光陽光直射室內(nèi)照明室外光線

浙江大學碩士學位論文緒論11緒論1.1課題背景1.1.1高動態(tài)范圍成像動態(tài)范圍是指一段可變信號的最大值和最小值的比值，而對于數(shù)字圖像來說，動態(tài)范圍指量化后圖像記錄下來的最大亮度和最小亮度的比值[1]。人們通過眼睛視覺獲取自然界中復雜的信息，從而實現(xiàn)對豐富多彩大自然的感知，自然界的場景擁有著非常廣闊的亮度范圍，亮度變化可以從白天陽光直射的105cd/m2到夜晚星空下的10-4cd/m2，動態(tài)范圍可達9個數(shù)量級[2]，圖1.1表示了一般場景的亮度分布。圖1.1自然場景的亮度范圍由于人眼能夠自適應動態(tài)調(diào)節(jié)，我們可以觀察到大部分的高動態(tài)場景，但是對于一般的數(shù)碼相機傳感器而言，其能夠捕獲的動態(tài)范圍有限，一般只有3~4個數(shù)量級[2]。上述原因?qū)е抡鎸嵤澜鐖鼍暗膭討B(tài)范圍遠遠超過了一般成像設備所能捕獲的動態(tài)范圍，所以使用普通的成像設備時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)場景中各個部分的細節(jié)不能被同時記錄。如圖1.2所示，當選擇短曝光捕捉室外較亮的場景信息時，就會導致室內(nèi)的場景欠曝光，室內(nèi)場景的信息丟失嚴重；而選擇長曝光捕捉室內(nèi)較暗處的場景時，就會導致室外的場景過曝光，室外場景的信息丟失嚴重。（a）短曝光室內(nèi)場景（b）長曝光室內(nèi)場景圖1.2普通模式下拍攝的室內(nèi)場景圖像為了解決上述問題，許多學者對高動態(tài)范圍成像（HighDynamicRangImaging，HDRI）展開了深入的研究。通過動態(tài)范圍成像獲取的圖像相比普通相機直接獲取的低動態(tài)范圍圖像能夠展現(xiàn)更高的動態(tài)范圍，使圖像中的暗處和亮處都能看得清楚，不丟失或者很少丟失Lum(cd/m2)10-41021-10610410-210-6星光月光陽光直射室內(nèi)照明室外光線


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