计算摄像学专题第8讲下.ppt

-31- 三 高动态范围场景重现 ? 高动态范围场景显示 – 局部映射 双边滤波器 (Bilateral Filter) Fast Bilateral Filtering for the Display of High- Dynamic-Range Images, Fredo Durand, Julie Dorsey, 病态问题！ ? 场景大尺度亮度变化 ? 细节反射特性信息 场景成像信息 空域 色彩域 31 -1- 计算摄像学专题第八讲 ( 下 ) 戴琼海 李冠楠 清华大学 自动化系 2011-03-18 ——高动态场景成像问题研究 1 -2- 提纲 一 高动态范围图像捕获 二 高动态范围图像显示 三 高动态场景成像需求 计算传感的高动态成像 四 2 -3- 一 高动态场景成像需求 3 -4- 场景辐照度决定场景动态范围 ? 真实世界场景的动态范围往 往高达 100,000:1 甚至更高 ? 场景光照强度 一 高动态场景成像需求 4 -5- ? 人眼视觉系统 一 高动态场景成像需求 5 -6- ? 传统成像系统 一 高动态场景成像需求 受限于元件感光能力，场景捕获动态范围有限 2-3 orders 5 orders Digital Camera Human Eye 6 -7- ? 传统成像系统 传统显示技术 传统图像存储格式 输出参考标准 ? 传统图像采集 / 表示过程使用的色彩过程由特定的显 像设备所决定 由真实场景特性所决定的图像采集 / 记录方式 显示能力有限， 高动态的数据采 集没有意义！ 一 高动态场景成像需求 7 -8- ? 强光照区域避免过曝 ? 弱光照区域呈现场景细节 充分体现场景亮度变化，接近人眼观察效果 一 高动态场景成像需求 8 -9- ? 高动态范围场景成像 ? 成像过程对现实场景可被观察到的真实 亮度进行记录 ? 记录全阶色彩变化及原始场景的动态范 围，而不局限于传统显示设备的子空间范围 8bit 32/64 bit 线性映射，真实记录场景亮度变化 一 高动态场景成像需求 场景参考标准 9 -10- ? 高动态范围场景成像系统 一 高动态场景成像需求 ? 传感器采集 ? 压缩存储 ? 显示设备绘制 高动态 非线性 真实感 场景参考标准 10 -11- 提纲 一 高动态范围图像捕获 二 高动态范围图像显示 三 高动态场景成像需求 计算传感的高动态成像 四 软件处理方法 2.1 硬件捕获方法 2.2 11 -12- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 ? 响应曲线估计 ? 构建高动 态范围图像 ? 不同曝光程度 多幅图像采集 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Paul E. Debevec, Jitendra Malik, SIGGRAPH 传统采集方式 已知曝光程度 12 -13- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Paul E. Debevec, Jitendra Malik, SIGGRAPH 相机响应函数 位置 (x,y) 的辐照度 场景点 (x,y) 在图像中的像素值 采集图像 相机曲线 真实场景 13 -14- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Paul E. Debevec, Jitendra Malik, SIGGRAPH 若 单调并可逆 14 -15- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Paul E. Debevec, Jitendra Malik, SIGGRAPH 已知： 未知： N 个像素点 ， P 幅图像 N 个像素点 ， Zmax-Zmin+1 个 g 值 平滑项 15 -16- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Paul E. Debevec, Jitendra Malik, SIGGRAPH 将各像素的多曝光成像信息链接为光滑、单调曲线 16 -17- 二 高动态范围图像捕获 ? 高动态范围场景捕获 – 软件方法 Recoverin