[发明专利]一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法

摘要

本发明公开了一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法，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；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Retinex增强和色彩恢复，获取具有不同曝光值的多幅LDR图像。与现有技术相比，本发明让多幅曝光LDR图像获取方法更简单便捷，容易操作，而且生成的图像细节更丰富、纹理更清晰。因此，对于HDR的融合有着至关重要的作用；不仅如此，该算法增加了Retinex算法，这样使得生成的多曝光LDR图像细节更清晰、清晰度提高，对于后续的HDR图像生成的质量有着一定重要的作用。

主权项

一种具有不同曝光值的多幅LDR图像获取方法，其特征在于，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：Lfakek(x,y)=10-Pk·Lad,k·Ld(x,y)1-Ld(x,y),ifLd(x,y)<1Lmax,k=10-Pk·Lad,k·Lsmax,otherwise]]>其中，Lfakek(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；Ld(x,y)表示作为输入LDR图像中(x,y)像素处的归一化亮度值；Pk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，Lad,k表示第k幅不同曝光LDR图像的平均亮度值，Lsmax设置为固定值，取382.5，Lmax,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Lad,k的方程为：Lad,k＝1+exp(μEVk)其中，EVk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[EVk,Pk]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：RMSRi,k=Σn=1Nwn[logIi,k(x,y)-log(Fn(x,y)*Ii,k(x,y))]]]>其中，Ii,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，wn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，Fn(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：Ii,k′(x,y)=Ii,k(x,y)Σi=1SIi,k(x,y)]]>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；Ii,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：RMSRCRi,k(x,y)=Ci,k(x,y)RMSRi,k(x,y)]]>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：Ci,k(x,y)＝βlog[αI′i,k(x,y)]这里，β表示增益常数，α表示控制着非线性的强度；由于图像显示的时候，图像的像素值应该为[0,255]之间，故而对输出的值进行调整，调整公式如下所示：R′MSRCRi,k(x,y)=255RMSRCRi,k(x,y)-mini(min(x,y)RMSRCRi,k(x,y))maxi(max(x,y)RMSRCRi,k(x,y))-mini(min(x,y)RMSRCRi,k(x,y))]]>其中，表示输入的第k幅图像在retinex增强后的图像在i通道中所有像素点的最小值，表示输入的第k幅图像在retinex增强后的图像在i通道中所有像素点的最大值，表示输入的第k幅不同曝光的图像在retinex算法后i通道的值进行调整后在像素点(x,y)的输出的值。