Hdri的生成方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供的方法及装置，在获取第一照度图后，由第一照度图生成第二照度图，第二照度图由动态范围被压缩后的基本层与细节层融合而成，基本层和所述细节层从所述第一照度图中提取，再将所述第二照度图映射到预设的色彩通道上，并将所述色彩通道上的图像融合为HDRI，可见，在生成HDRI的过程中，只压缩照度图中的基本层的动态范围，而细节层则不进行压缩，因此，能够最大程度地保留原有照度图中的细节信息，从而避免在HDRI生成过程中造成的细节丢失的问题。
【专利说明】HDRI的生成方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理领域，尤其涉及HDRI的生成方法及装置。
【背景技术】
[0002] 高动态范围图像（High Dynamic Range Image，HDRI)具有更为宽广的动态范围，而 现有的普通显示设备能够展现的动态范围远远小于HDRI的动态范围，所以，为了使得HDRI 能够在普通的显示设备上显示，在生成HDRI时，有必要对HDRI进行动态范围的压缩。
[0003] 而现有的HDRI生成方法，会造成HDRI中细节的丢失。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供了 HDRI的生成方法及装置，目的在于解决现有的 HDRI生成方法造成的HDRI中细节丢失的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
[0006] 本发明的第一方面提供了一种HDRI的生成方法，包括：
[0007] 获取第一照度图；
[0008] 由所述第一照度图生成第二照度图，所述第二照度图由动态范围被压缩后的基本 层与细节层融合而成，所述基本层和所述细节层从所述第一照度图中提取；
[0009] 将所述第二照度图映射到预设的色彩通道上；
[0010] 将所述色彩通道上的图像融合为HDRI。
[0011] 在本发明的第一方面的第一种实现方式中，所述获取第一照度图包括：
[0012] 由图像II、12、……IN生成相机响应函数标定方程，所述图像II、12、……IN具 有不同的曝光条件，其中，所述N为图像的个数，且所述N为大于或等于2的整数；
[0013] 依据从所述图像11、12、……IN中选取的采样像素点，使用QR分解算法求解所述 相机响应函数标定方程，得到相机响应函数和照度对数；
[0014] 依据所述相机响应函数和照度对数，得到所述第一照度图。
[0015] 在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述由图像II、12、……IN生成相机响 应函数标定方程组包括：
[0016] 获取所述图像II、12、……IN;
[0017] 将所述图像11、12、……IN作为已知参数，利用最小二乘法求解预设的目标函数， 得到相机响应函数标定方程组。
[0018] 在本发明的第一方面的第三种实现方式中，所述预设的目标函数包括：
[0019]
【权利要求】
1. 一种HDRI的生成方法，其特征在于，包括： 获取第一照度图； 由所述第一照度图生成第二照度图，所述第二照度图由动态范围被压缩后的基本层与 细节层融合而成，所述基本层和所述细节层从所述第一照度图中提取； 将所述第二照度图映射到预设的色彩通道上； 将所述色彩通道上的图像融合为HDRI。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一照度图包括： 由图像II、12、……IN生成相机响应函数标定方程组，所述图像II、12、……IN具有 不同的曝光条件，其中，所述N为图像的个数，且所述N为大于或等于2的整数； 依据从所述图像11、12、……IN中选取的采样像素点，使用QR分解算法求解所述相机 响应函数标定方程组，得到相机响应函数和照度对数； 依据所述相机响应函数和照度对数，得到所述第一照度图。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述由图像II、12、……IN生成相机响 应函数标定方程组包括： 获取所述图像II、12、……IN; 将所述图像11、12、……IN作为已知参数，利用最小二乘法求解预设的目标函数，得到 相机响应函数标定方程组。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的目标函数包括：
其中，Μ为已知参数中每幅图像的像素点的个数，g (Zi,j) =lnEi+lnAtj，EiS场景照 度，At」为当前图像Zi,」的曝光时间，Zi,j为当前图像的像素值，λ为控制参数，ω (Zi,j) 为当前图像Zy的权值函数，Zmin为当前图像的像素值的最小值，Zmax为当前图像的像素值 的最大值。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将所述色彩通道上的图像融合为 HDRI之前，还包括： 将各个色彩通道上的图像分别进行Gamma校正； 所述将所述色彩通道上的图像融合为HDRI包括： 将所述色彩通道上经过Gamma校正后的图像融合为HDRI。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述由所述第一照度图生成第 二照度图包括： 提取第一照度图的基本层和细节层； 将所述基本层的动态范围压缩到预设范围； 将动态范围被压缩后的基本层与所述细节层融合为第二照度图。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述提取第一照度图的基本层和细节层 包括： 使用提升小波变换算法，提取第一照度图的基本层和细节层； 所述将动态范围被压缩后的基本层与所述细节层融合为第二照度图包括： 使用提升小波反变换算法，将动态范围被压缩后的基本层与所述细节层融合为第二照 度图。
8. -种HDRI的生成装置，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取第一照度图； 生成模块，用于由所述第一照度图生成第二照度图，所述第二照度图由动态范围被压 缩后的基本层与细节层融合而成，所述基本层和所述细节层从所述第一照度图中提取； 映射模块，用于将所述第二照度图映射到预设的色彩通道上； 融合模块，用于将所述色彩通道上的图像融合为HDRI。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体包括： 方程生成单元，用于由图像II、12、……IN生成相机响应函数标定方程组，所述图像 11、 12、……IN具有不同的曝光条件，其中，所述N为图像的个数，且所述N为大于或等于 2的整数； 求解单元，用于依据从所述图像II、12、……IN中选取的采样像素点，使用QR分解算 法求解所述相机响应函数标定方程组，得到相机响应函数和照度对数； 获取单元，用于依据所述相机响应函数和照度对数，得到所述第一照度图。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述方程生成单元，用于由图像II、 12、 ……IN生成相机响应函数标定方程组，包括： 所述方程生成单元具体用于，获取所述图像11、12、……IN，并将所述图像11、12、…… IN作为已知参数，利用最小二乘法求解预设的目标函数，得到相机响应函数标定方程组。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述方程生成单元具体用于，获取所述 图像II、12、……IN，并将所述图像II、12、……IN作为已知参数，利用最小二乘法求解预 设的目标函数，得到相机响应函数标定方程组包括： 所述方程生成单元具体用于，获取所述图像11、12、……IN，并将所述图像11、12、…… IN作为已知参数，利用最小二乘法求解预设的目标函数，得到相机响应函数标定方程组，所 述预设的目标函数为：
其中，Μ为已知参数中每幅图像的像素点的个数，g(Zi,」）=lnEj+lnAt」，Ei为场景照 度，At」为当前图像Zi,」的曝光时间，Zi,j为当前图像的像素值，λ为控制参数，ω (Zy)为 当前图像Zy的权值函数，Zmin为当前图像的像素值的最小值，Zmax为当前图像的像素值的 最大值。
12. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括： 校正模块，用于在所述将所述色彩通道的图像融合为HDRI之前，将各个色彩通道上的 图像分别进行Gamma校正。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述融合模块用于将所述色彩通道上 的图像融合为HDRI包括： 所述融合模块具体用于，将所述色彩通道上经过Gamma校正后的图像融合为HDRI。
14. 根据权利要求8至13任一项所述的装置，其特征在于，所述生成模块具体包括： 提取单元，用于提取第一照度图的基本层和细节层； 压缩单元，用于将所述基本层的动态范围压缩到预设范围； 融合单元，用于将动态范围被压缩后的基本层与所述细节层融合为第二照度图。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述提取单元，用于提取第一照度图的 基本层和细节层包括： 所述提取单元具体用于，使用提升小波变换算法，提取第一照度图的基本层和细节层。
16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述融合单元，用于将动态范围被压缩 后的基本层与所述细节层融合为第二照度图包括： 所述融合单元具体用于，使用提升小波反变换算法，将动态范围被压缩后的基本层与 所述细节层融合为第二照度图。
【文档编号】H04N9/64GK104065939SQ201410281444
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】蒋才高, 曹子晟, 王铭钰, 梁泰文 申请人:深圳市大疆创新科技有限公司