，只改变曝光时间，获得A张照片，Xmin为相机最小曝光时间，Xmax为相机最大曝光时间，根据照片曝光时间对照片进行 快速排序方法非降次排序，第I张图片的曝光时间为S(I)，其中S(I)的值大于 ，兵甲A的但口」以耿{3, 4,b，⑴仕息一数。
[0022] 具体实现步骤如下： 步骤1、构造向量L，L(J)为向量L中的第J个元素，
[0023] 步骤2、设p/ 21，将第k张图片上所有像素点按照从左到右，从上到下的顺 序构成矩阵Z;将矩阵Z的行数设为m，列数设为n，Z(c，d)=(R(c，d)，G(c，d)，B(c，d)) 为矩阵Z的第c行第d列元素，其中R(c，d)、G(c，d)、B(c，d)分别为Z(c，d)的RGB 值；c=l，2…，m;d=l，2,…，n〇
[0024] 步骤3、构造矩阵Gy，设元素Gy(c，d)是矩阵Gy的第c行第d列元素，
设矩阵Gy中的元素最大值用maxGj表示，矩阵Gy中的元素最小值用min 表示。
[0025] 步骤4、根据图片的张数A，来确定采样点的个数N，只需满足方程：
其中min 和maxGjr表示为像素值(整数)的最小值和最大值，n表示像素值的数
量，A表示图片的数胥 步骤5、构造向| f的第t个元素，
[0026]步骤 6、构造向量RandNumber，RandNumber(e)为RandNumber的第e个元素， RandNumber(e)的值小于Lrange(e+1)并且大于Lrange(e)，e=l, 2... ?，N-1; 步骤7、设在矩阵Gy中与RandNumber(e)相同的元素的个数为size(e)，e=l, 2~.，N; 构造矩阵Hk，设元素Hk(i，j)是矩阵Hk的第i行第j列元素，i=l，2,…size(k);j=l，2; k=l, 2,…，化构造向量w，w(q)为向量w的第q个元素，w(q)=l,q=l, 2,…size(k);按照从 上到下，从左到右的顺序，c=l，2,…m;d=l，2,…n,如果Gy(c，d)等于RandNumber(e)，那 么Hk(w(k)，l)=c;Hk(w(k)，2)=d，w(k)=w(k)+l; 步骤8、构造矩阵RandTest，其中RandTest(i,j)是矩阵RandTest中的第i行第j列元素。i=l,2,…N;j=l,2;构造向量random，random(i)为向量random的第i个值， random(i)的值是大于 1 并且小于w(i)的一个整数，RandTest(i, 1) =Hk(random(i)，1); RandTest(i, 2)=Hk(random(i)，2)〇
[0027] 步骤9、将第L张图片上所有像素点按照从左到右，从上到下的顺序构成矩阵ZL， 将矩阵ZL的行数设为m，列数设为n，设元素ZL(i，j) = (RL(i，j)，GL(i，j)，BL(i，j)) 是矩阵ZL的第i行，第j列元素，其中RL(i，j)、GL(i，j)、BL(i，j)分别为ZL(i，j)的RGB 值i=l，2,…，m;j=l，2,…n;L=l，2, ...A〇
[0028] 步骤10、构造矩阵0L，0L(i，j)是矩阵0L中的第i行，第j列元素，0L(i，j) = ( RL(i，j)+GL(i，j)+BL(i，j))/3，i=l，2，...，m;j=l，2，~n;L=l，2，~A。
[0029] 步骤11、构造一个向量U，其中U(i)为向量U中的第i个元素；当i 对N取余值恒为0时，U(i)=0M(Hi(N，l)，Hi(N，2));当i对N取余不为0时，
步骤12、构造向量T，T(i)为向量T中的第i个元素，T⑴=L((V(N+l))+l)，i=l，2，~ N*A〇 44.
[0030] 步骤13、令相机相应曲线表示为=21氣/明'。求解过 \-2> \-€ 程如下： 设函数SS可表示为： 1-T-!i ^
s. i% ^ ~ ^ -7 _j |_ ^ j 由矩阵可知，如果向量组巧=巧=A 是线性无关，则得上式系数行列式 Gi^^hA=c?4) -〇, 4- >4- 沒0:a為:a4 存在唯一解。由已知可知，p(LT(/)) = [u,pv(l；(f)} = [a'L'f'i)、，故 v=0 y=€ 錢+(Lt(!)> = ，进行多项式拟合时，取=x，则当v取不同值时，各吒―\展线性无 M 关。于是得到函数的最小二乘解；即为所求的方程：试【+'(0) =$>邱)+4 ：：=〇 通过上述步骤可以快速、高精度地生成相机响应曲线。
【主权项】
1. 一种相机响应曲线生成方法，其特征在于：保持相机的其他参数不变，只改变曝光 时间，获得A张照片，Xmin为相机最小曝光时间，Xmax为相机最大曝光时间，根据照片曝光 时间对照片进行快速排序方法非降次排序，第I张图片的曝光时间为S(I)，其中S(I)的值 大于.并且小吁 1=1，2,…A，其中A的值可以取{3, 4, 5, 6}任意一数；具体的实现步骤如下： 步骤1、构造向量为向量L中的第J个元素，步骤2、设k= / 2_|，将第k张图片上所有像素点按照从左到右，从上到下的顺序构 成矩阵Z;将矩阵Z的行数设为m，列数设为n，Z (c，d)= (R (c，d)，G (c，d)，B (c，d)) 为矩阵Z的第c行第d列元素，其中R (c，d)、G (c，d)、B (c，d)分别为Z (c，d)的RGB 值；c=l，2…，m; d=l，2,…，n ; 步骤3、构造矩阵Gy，设元素Gy (c，d)是矩阵Gy的第c行第d列元素，设矩阵Gy中的元素最大值用maxGy表示，矩阵Gy中的元素最小值用min 表示； 步骤4、根据图片的张数A，来确定采样点的个数N，只需满足方程：其中mill句?和maxG>?表示为像素值(整数）的最小值和最大值，N表示像素值的数 量，A表示图片的数量 步骤5、构造向量为向量irarngf中的第t个元素， 令步骤 6、构造向量 RandNumber，RandNumber (e)为 RandNumber 的第 e 个元素， RandNumber (e)的值小于 Lrange (e+1)并且大于 Lrange (e)，e=l, 2... ?，N-1; 步骤7、设在矩阵Gy中与RandNumber (e)相同的元素的个数为size (e)，e=l, 2~.，N ; 构造矩阵Hk，设元素Hk (i，j)是矩阵Hk的第i行第j列元素，i=l，2,…size(k);j=l，2; k=l, 2,…，化构造向量w，w(q)为向量w的第q个元素，w(q)=l, q=l, 2,…size(k);按照从 上到下，从左到右的顺序，c=l，2,…m;d=l，2,…n,如果Gy(c，d)等于RandNumber (e)，那 么 Hk (w(k)，l)=c; Hk (w(k)，2)=d，w(k)=w(k)+l; 步骤8、构造矩阵RandTest，其中RandTest (i,j)是矩阵RandTest中的第i行第j列 元素； i=l, 2,…N; j=l, 2 ;构造向量 random，random(i)为向量 random 的第 i 个值， random(i)的值是大于 1 并且小于 w(i)的一个整数，RandTest (i, 1) =Hk(random(i)，1); RandTest (i, 2) =Hk (random(i), 2); 步骤9、将第L张图片上所有像素点按照从左到右，从上到下的顺序构成矩阵ZL，将矩 阵ZL的行数设为m，列数设为n，设元素ZL (i，j) = ( RL (i，j)，GL (i，j)，BL( i，j))是 矩阵ZL的第i行，第j列元素，其中RL(i，j)、GL(i，j)、BL(i，j)分别为ZL(i，j)的RGB值 i=l，2, j=l，2, ...n;L=l，2, ...A; 步骤10、构造矩阵0L，0L(i，j)是矩阵OL中的第i行，第j列元素，OL (i，j) = (RL (i，j)+GL (i，j)+BL( i，j))/3, i=l，2，...，m;j=l，2，~n;L=l，2，~A; 步骤11、构造一个向量U，其中U(i)为向量U中的第i个元素；当i对N取余值恒为0 时，U(i)=0M(Hi(N，l)，Hi(N，2));当 i对N 取余不为 0时，U(i)=0M(Hi(i%N，l)，Hi(i%N，2))， 其弓 …-- 步骤12、构造向量T，T(i)为向量T中的第i个元素，T⑴=L((V(N+l))+l)，i=l，2，~ N*A; 步骤13、令相机相应曲线表示）求解过程如下： 设函数SS可表示为：用向量内积形式表示，可得：其矩阵的形式为：由矩阵可知，如果向量组％ b A肩是线性无关，则得上式系数行列式 .i\ .(p^) ^ 0 j fi.5: 巧:a3: %存在唯一解； 由已知可知， _ )'进行多项v=0' v=0: 式拟合时，取L'0 = x，则当v取不同值时，％ 线性无关；于是得到函数的最小二 乘解；即为所求的方程：通过上述步骤可以快速、高精度地生成相机响应曲线。
【专利摘要】本发明的涉及一种相机响应曲线生成方法，其特征在于：保持相机的其他参数不变，只改变曝光时间，获得A张照片，Xmin为相机最小曝光时间，Xmax为相机最大曝光时间，根据照片曝光时间对照片进行快速排序方法非降次排序，第I张图片的曝光时间为S(I)，其中S(I)的值大于 并且小于；I=1,2,…A，其中A的值可以取{3,4,5,6}任意一数；其针对静止场景， 通过使用一组曝光度不同的图像并自动选取若干个点的方法，来生成相机响应曲线，具有高效、快速、精准等优点，合成高动态范围图像，光照响应曲线的恢复是关键。
【IPC分类】H04N5/235
【公开号】CN104954701
【申请号】CN201510342809
【发明人】韩成, 薛耀红, 权巍, 李华, 杨华民, 范静涛, 丁莹, 王颖, 王旭阳, 包铁壮, 曹玉玲, 张玉强
【申请人】长春理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月19日