高動(dòng)態(tài)范圍圖像的色階重建算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)高動(dòng)態(tài)范圍圖像(highdynamicrangeimage，HDRI)在數(shù)字圖像領(lǐng)域變得越來(lái)越普遍而且重要。隨著硬件設(shè)備存儲(chǔ)量的不斷發(fā)展，真實(shí)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)范圍圖像變得非常容易獲取，HDRI越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z影、電影藝術(shù)、科學(xué)圖像增強(qiáng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、交互3D應(yīng)用等領(lǐng)域中。與此相應(yīng)的一個(gè)矛盾是：目前絕大多數(shù)常規(guī)顯示設(shè)備都只能支持相對(duì)較低動(dòng)態(tài)范圍的顯示輸出，這一狀況是由于受到硬件成本的制約，短時(shí)期內(nèi)難以得到改變。常規(guī)顯示設(shè)備不能保證用

2、戶觀察到場(chǎng)景圖像的全部信息，也無(wú)法保證場(chǎng)景感觀的真實(shí)性。因此，如何使得高動(dòng)態(tài)范圍圖像在低動(dòng)態(tài)范圍的顯示設(shè)備上得到最優(yōu)化的顯示輸出，即高動(dòng)態(tài)范圍圖像的色階重建問(wèn)題，成為了一個(gè)越來(lái)越重要的課題。 本文的課題來(lái)源于臺(tái)灣致伸公司與中山大學(xué)圖形圖像技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的合作項(xiàng)目：圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究(項(xiàng)目代號(hào)：2006-35240-7101057)。本文深入研究了高動(dòng)態(tài)范圍圖像色階重建算法的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前常見(jiàn)的色階重建算法進(jìn)行了收集和整理，對(duì)不

3、同算法結(jié)果作了分析和比較，并在此基礎(chǔ)之上提出了一種新的基于伽瑪變換的自適應(yīng)色階重建算法(AdaptiveGammaTransformationBasedToneReproductionAlgorithm，以下簡(jiǎn)稱AGT方法)。該算法與其他算法相比，具有流程簡(jiǎn)單，速度快，效果好等特點(diǎn)。 AGT方法可以針對(duì)一些具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行有針對(duì)性的修改。本文中，為了使算法能夠適用于掃描設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境，還提出了一個(gè)AGT算法的修改算法，雖然修改后