[发明专利]一种用于克服动态问题影响的高动态范围图像融合方法

摘要

一种用于克服动态问题影响的高动态范围图像融合方法，用于解决拍摄场景动态以及成像系统晃动影响的高动态范围的图像融合问题。其中，采用基于亮度映射函数标定相机响应函数的方法克服动态问题给相机响应函数标定带来的影响，然后结合总体最小二乘法引入校正矩阵，对误差进行联合补偿，从而无需高精度的图像配准即能够获得成像系统的相机响应函数；进而通过分析多曝光图像序列特点选择权重函数，结合标定的相机响应函数构建高动态范围图像权重融合函数，利用输入的多曝光图像序列获得高动态范围图像融合结果。本发明方法能够克服动态问题给相机响应函数标定带来的困难，进而提高了多曝光高动态范围融合技术的适用性。

主权项

1.一种用于克服动态问题影响的高动态范围图像融合方法，其特征在于包括如下步骤：(1)利用相机获得目标不同曝光量的曝光图像序列；(2)根据目标的曝光图像序列，获取图像的亮度映射函数T(m)，具体为：(21)将曝光图像序列按曝光量从低到高进行排列，然后从第一帧图像开始每两帧图像组成一个输入图像对；(22)针对每一个输入图像对，获得该输入图像对中两帧图像各颜色通道的亮度信息的累积直方图；(23)利用输入图像对的两帧图像各颜色通道亮度信息的累积直方图，计算两帧图像各颜色通道之间的亮度映射函数T(m)，其中m为亮度值，H_A(m)为输入图像对中的第一帧图像的某颜色通道亮度值为m的累积直方图函数，为输入图像对中的第二帧图像的对应颜色通道亮度值为m的累积直方图逆函数；(3)利用亮度映射函数T(m)对相机响应函数进行标定，获得相机响应逆函数的近似表达式g，具体为：(31)获取两帧不同曝光量图像对应关系如下：g(T(MA))＝kg(MA)其中MA是第一帧图像A上被估计的像素点的图像亮度信息，T是图像B和图像A之间的亮度映射函数，k是两帧不同曝光量图像中图像A和图像B之间的曝光比；(32)加入权重函数，将步骤(31)的结果修改为：其中CA是第一帧图像A中亮度值为MA的像素个数，CB是第二帧图像B中亮度值为MB的像素个数；(33)利用多项式对相机响应逆函数进行建模，将不同输入图像对获得的亮度映射函数以及相机响应逆函数多项式代入步骤(32)的表达式中获得一组超定方程；(34)利用总体最小二乘法求解所述的超定方程，获得相机响应逆函数的模型系数，由此得到相机响应逆函数的近似表达式g；(4)结合相机响应逆函数的近似表达式g及曝光图像序列曝光时间信息Δt构建图像权重融合函数Ii，获得彩色图像各颜色通道的辐照度信息，从而获得反映拍摄场景信息的高动态范围图像。