【摘要】：使用手機拍照已經成為人們日常獲取圖片的最重要的來源,所以手機廠家開始通過手機攝像搶占用戶,這直接導致手機拍攝的功能越來越好,其中涌現(xiàn)的一個主流技術就是使用多個攝像頭成像,彩色加黑白攝像的組合方案就是其中之一,本文研究的就是對彩色和黑白圖像的融合與增強。主要就兩種情況對圖像進行增強,第一是在暗光條件下對具有相同分辨率的兩幅圖像的融合,第二是對正常光照條件下的高分辨率黑白和低分辨率彩色圖像的增強。暗光條件下的圖像融合,本文主要對HIS變換做出改進。根據HIS變換融合只針對I通道圖像增強的缺陷,引入引導濾波和稀疏表示,對彩色圖像所有通道的增強,并且又根據引導濾波圖像空間不一致導致的光譜畸變問題,提出使用SFIM的方法用彩色圖像各個通道對黑白圖像進行轉換,獲得空間一致性,這樣既可以保持圖像的光譜特性,也可以提升圖像的清晰度。正常光照條件下的高低分辨率圖像融合,首先提出一種基于配準求最優(yōu)解的方法,然后針對其光譜易失真性提出自適應權重求解算法進行改進,最后根據誤差大小使用HIS變換和配準法結合,獲得高細節(jié)表現(xiàn)能力和光譜保持特性。其次把深度學習應用到融合的超分辨率中,提出深度學習對彩色圖像預處理加圖像融合的思路以及只使用深度學習的基于融合的超分辨率模型。最后提出了兩種單幅圖像的超分辨率新思路。第一是基于彩色圖像的成像特點,對彩色圖像進行基于拜爾濾片的排列,然后對其進行連續(xù)化處理,最后融合得到高分辨率結果。第二是引入參照圖像作為輸入,用于引導圖像超分辨率的構建過程。
【圖文】：

圖 1-1 雙攝成像過程雙攝圖像的形成過程如圖 1-1 所示，可以發(fā)現(xiàn)，彩色圖像多出紅綠藍顏色交錯的拜爾濾片用于形成各個色彩的信息，具體的光傳遞過程在圖的中間部分，其中綠色的濾片只允許綠顏色的光子通過，而黑白的則允許所有顏色的光子通過，最終形成彩色和黑白兩幅圖像。另外，該組合還有一種實現(xiàn)方案，即采用大尺寸的黑白 CMOS 和小尺寸的彩色CMOS，使用過采樣技術來模擬光學變焦，同時也可以實現(xiàn)夜間圖像增強。綜上所述，手機拍攝的黑白圖像和彩色圖像各有所長，黑白圖像獲得光照信息比較多，所以圖像相對而言具有高清晰、噪聲少以及暗光條件下高對比度等優(yōu)點，而彩色圖片由于經過拜爾濾片，獲得光照信息少，容易受到噪聲影響。所以可以結合彩色圖像的色彩信息和黑白圖像的高清晰和低噪聲的優(yōu)點融合得到低噪聲、高對比度并且更清晰的彩色圖像。本文將針對兩幅圖像的成像特點，選擇合適的算法對手機雙攝的圖像增強展開研究。

圖 2-1 單縫衍射現(xiàn)象把狹縫換成圓孔，衍射現(xiàn)象就變成明暗相間的圓環(huán)，如圖 2-2 所示，左圖是二維的圓環(huán)圖，最里面是一個實心圓，明顯的亮度較高，右圖是三維圖，多出的一維是光照強度，可以發(fā)現(xiàn)，，中心圓聚集了大部分光照能量，該圓被稱為艾里斑。圖 2-2 艾里斑模型（左：二維模型，右：三維模型）
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TN929.53

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本文編號：2684877