用于高动态范围图像生成的CCD辐照度标定

摘要

为了使低动态范围(LDR)图像采集设备能够生成高动态范围(HDR)图像,研究了对同一场景进行多次曝光生成HDR图像的技术,提出了不苛求输入图像为低噪声的CCD辐照度标定方法.为避免参数个数过多导致参数求解偏离全局最优值,构建了大幅削减参数个数的能量函数,该能量函数由CCD辐照度响应曲线参数模型、残差惩罚函数、权重函数3部分组成;分别使用低拟合误差的EMoR参数模型、抑制图像高斯噪声的平方和残差惩罚函数、平衡图像噪声与截止域干扰的权重函数最优实现能量函数的各个部分,继而通过快速迭代和精确迭代相切换的Levenberg Marquardt (LM)算法最小化能量函数求解参数.实验结果表明,依据图像噪声大小和参数模型参数个数的不同,拟合响应曲线的均方根误差RMSE∈[0.0022,0.0163],精度提高了39％～90多,处理时间缩短了38％～56％,得到的HDR-LDR映射图更忠实地反映了LDR图像序列的色彩特征,且明暗细节清晰可见.