高动态范围图像(HDR)越来越受到关注。HDR图像层次丰富,可以达到远比普通图像更逼近现实的光影效果,在卫星气象、医疗、军事等领域都有巨大的应用价值。然而,传统显示设备只能支持低动态范围的显示输出。为了解决真实场景和传统显示设备动态范" />
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高动态范围图像的色调映射算法研究

作　者: 张硕
导　师: 须德
学　校: 北京交通大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 高动态范围图像 色调映射 Retinex 动态范围
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 393次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,动态范围图像 的学位论文">高动态范围图像(HDR)越来越受到关注。HDR图像层次丰富,可以达到远比普通图像更逼近现实的光影效果,在卫星气象、医疗、军事等领域都有巨大的应用价值。然而,传统显示设备只能支持低动态范围的显示输出。为了解决真实场景和传统显示设备动态范围不匹配的矛盾,学者提出了许多HDR图像色调映射(Tone Mapping)算法。HDR图像色调映射算法的目标是将HDR图像的亮度压缩到传统显示设备可以接受的范围,同时尽可能保留原图的细节信息,并避免造成图像瑕疵。本论文介绍了HDR图像的基本理论和一些经典的色调映射算法。通过研究发现,大多数现存的色调映射算法并不能达到恰当的再现。因此本论文在Meylan提出的HDR图像色调映射算法的基础上,提出了一种改进的基于Retinex的色调映射算法来更好地再现HDR图像。本算法对原算法进行了如下改进:首先,选择在YCbCr颜色空间中对亮度分量进行处理。因为在YCbCr颜色空间中亮度通道与颜色通道是正交的,这样可以减少亮度处理对色度信息造成的影响,同时可以弥补原算法中PCA空间无法处理单一色彩图像的缺点,使算法的适应范围更宽。其次,在边缘检测上用一种新的轮廓检测器取代传统的Canny算子进行轮廓提取,这样可以有效地减少计算量。最后,因为HSI颜色空间比较符合人类的视觉机制,并且可以单独地处理色调、饱和度及亮度信息,因此选择在HSI颜色空间对颜色分量进行补偿,从而完成色调映射。通过实验发现,本算法能够很好地对HDR图像进行色调映射,避免光晕现象的产生,同时能有效地增加局部对比度,并且显著地增强图像的颜色饱和度,使HDR图像能够很好地再现。因此,本算法是一种较好的HDR图像色调映射算法。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-14
  1.1 问题提出  10-11
  1.2 研究意义  11
  1.3 研究现状  11-13
  1.4 论文研究内容  13
  1.5 论文组织结构  13-14
2 动态范围图像 的学位论文">高动态范围图像色调映射  14-25
  2.1 高动态范围图像概述  14-18
    2.1.1 动态范围  14-15
    2.1.2 高动态范围图像的获取  15-16
    2.1.3 高动态范围图像的格式  16-17
    2.1.4 高动态范围图像显示  17-18
  2.2 高动态范围图像色调映射算法  18-24
    2.2.1 概述  18-19
    2.2.2 空域不变算法  19-22
    2.2.3 空域相关算法  22-24
  2.3 本章小结  24-25
3 一种改进的基于Retinex的HDR图像色调映射算法  25-45
  3.1 彩色图像空间  25-28
    3.1.1 RGB颜色空间  25-26
    3.1.2 YCbCr颜色空间  26-27
    3.1.3 HSI颜色空间  27-28
  3.2 Retinex算法概述  28-34
    3.2.1 路径版本  29-31
    3.2.2 迭代版本  31
    3.2.3 中心/环绕版本  31-33
    3.2.4 光晕现象问题  33-34
  3.3 基于Retinex的高动态范围图像色调映射算法  34-44
    3.3.1 原算法思想  34-35
    3.3.2 改进的算法思想  35
    3.3.3 改进的算法流程  35-36
    3.3.4 改进的算法过程  36-44
  3.4 本章小结  44-45
4 实验结果与分析  45-60
  4.1 实验数据集  45
  4.2 算法复杂度分析  45-46
  4.3 实验环境  46
  4.4 算法的编程思路  46-47
  4.5 色调映射算法的评估  47-48
  4.6 实验结果  48-59
  4.7 本章小结  59-60
5 结论  60-62
  5.1 论文工作总结  60-61
  5.2 进一步工作展望  61-62
参考文献  62-65
作者简历  65-67
学位论文数据集  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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