[发明专利]一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种多幅LDR图像获取方法。

背景技术

由具有不同曝光值的多幅LDR图像生成HDR图像的时候，多幅LDR图像的个数、亮度范围、色彩信息以及边缘纹理都将影响着生成的HDR图像的明暗程度和细节信息。因此多幅曝光LDR图像的获取对于生成高质量的HDR图像来说是至关重要的。

目前，多幅LDR图像的获取方式包括直接获取方式和基于单幅图像的获取方式两种：1、多幅LDR图像的直接获取方式就是利用数码相机，首先调整数码相机等数字图像获取工具的光圈和快门以便获取不同曝光值的LDR图像，然后再利用图像配准算法对多曝光LDR图像进行校正。该方法获取方法复杂繁琐，且需要图像配准，因此计算量大。2、基于单幅图像的多LDR图像获取方法就是利用单幅LDR图像来获取具有不同曝光值的多幅LDR图像，首先是选取一幅LDR图像作为参考图像，然后通过色调映射处理来对其进行亮度调整得到多幅曝光值不同的LDR图像，该方法能够避免了繁琐的配准步骤，而且使得图像的获取方式简单便捷。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法，先对单幅曝光良好的图像进行色调映射，从而生成具有不同曝光值的多幅图像，然后对这些图像进行Retinex增强，从而可以生成细节更丰富的图像。

本发明的一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、输入单幅LDR图像；

步骤2、对上述的单幅LDR图像基于色调映射生成具有不同曝光值的多幅LDR图像，公式如下：

其中，L_fakek(x,y)表示生成的第k幅不同曝光图像中(x,y)像素处的亮度值；L_d(x,y)表示作为输入LDR图像中(x,y)像素处的归一化亮度值；P_k表示第k幅不同曝光LDR图像的亮度调节因子，表示用于控制相邻伪曝光LDR图像之间的亮度差，L_ad,k表示第k幅不同曝光LDR图像的平均亮度值，L_smax设置为固定值，取382.5，L_max,k表示第k幅不同曝光LDR图像中最大的亮度值，由下式求得L_ad,k的方程为：

L_ad,k＝1+exp(μEV_k)

其中，EV_k表示第k幅不同曝光LDR图像的曝光值；μ表示可调节的常数，取μ＝0.85；通过设置[EV_k,P_k]获取质量良好的具有不同曝光值的多幅LDR图像；

步骤3、对步骤(2)生成的具有不同曝光值的多幅LDR图像进行色彩恢复的Retinex增强，获取具有不同曝光值的多幅LDR图像，该步骤具体包括以下步骤：

其中，I_i,k(x,y)表示输入的第k幅不同曝光的LDR图像在i颜色通道的(x,y)像素处的亮度值，N表示尺度数量，n表示1～N中任一尺度值，w_n表示每个尺度的权重，一般为1/N，R表示在以e为底数的对数域输出的图像，MSR表示Multiscale Retinex即多尺度Retinex算法，F_n(x,y)为输入LDR图像中(x,y)像素处在任一尺度下的滤波值；

计算色度标量，公式如下所示：

其中，I′_i,k(x,y)表示被色度标量后的第k幅输入不同曝光的LDR图像中在i通道的(x,y)像素处的亮度值，S表示色度通道数，RGB三通道，S＝3；I_i,k(x,y)表示在色度通道i下的第k幅输入不同曝光的LDR图像中(x,y)像素处的亮度值；

利用带恢复色彩的多尺度Retinex算法进行多幅LDR图像的色彩恢复，公式如下所示：

其中，表示第k幅输入图像在i通道进行多尺度Retinex算法后在像素点(x,y)处的亮度值，表示第k幅输入图像在i通道进行带色彩恢复的多尺度Retinex算法后在像素点(x,y)处的亮度值；其中：

C_i,k(x,y)＝βlog[αI′_i,k(x,y)]