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图像与视频序列的颜色校正研究

作　者: 胡晓龙
导　师: 鲍虎军；蔺宏伟；章国锋
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 相机响应曲线特征点匹配颜色转换函数颜色矫正光照区域检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 73次
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内容摘要

相机拍摄出的图像颜色值和其曝光存在非线性的关系,也就是说,同一个场景在不同光照、不同相机或不同曝光时间下拍摄的图片颜色的变化与曝光的变化不保持线性关系,这给很多视觉算法带来了很大的困难。本文提出一个颜色矫正的方法,用来解决这种颜色不一致的问题。其主要的思想是用计算出来的相机响应曲线和曝光时间差,生成颜色转换函数来对图片进行矫正。本文还对计算相机响应曲线做了总结,并在论文中提供了三种方法分别用于处理不同图片的响应曲线求解。本文在进行颜色矫正的最后还为生成的颜色转换函数做了一次白平衡优化,其主要思想是让矫正之后lαβ空间中的颜色和目标颜色匹配以保证矫正结果的色差,这大大的改善了传统方法矫正后图片的某个通道过曝或过暗的情况。通过减少误差累积,本文还可以处理比较长的视频序列的颜色矫正。此外,本文还提出了一个检测图片中不同光照区域的方法,能够根据两种不同光照环境(晴天、阴天)下拍摄的视频序列,检测出晴天拍摄的序列中被阳光直射和被阴影笼罩的区域。然后根据检测出来的不同光照区域计算不同的颜色转换函数,进行不同的颜色矫正。该方法一方面用于验证我们的颜色矫正,另一方面也扩展了传统颜色矫正算法中只能把整张图片作为一个整体进行矫正的限制。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 颜色矫正技术概述  11-16
    1.2.1 相机模型  11
    1.2.2 透视相机模型  11-13
    1.2.3 相机响应曲线模型  13
    1.2.4 颜色矫正  13-16
  1.3 特征点匹配技术  16-17
  1.4 本文的研究内容与主要贡献  17
  1.5 本章小结  17-18
第2章相机响应曲线求解  18-35
  2.1 相机响应曲线  18-19
  2.2 求解相机响应曲线  19-27
    2.2.1 多张不同曝光图片求响应曲线  20-22
    2.2.2 单张图片求响应曲线  22-25
    2.2.3 权值函数的定义  25-26
    2.2.4 相机响应曲线求解结果  26-27
  2.3 Log颜色模型  27-29
    2.3.1 Log-chromaticity颜色空间  27-28
    2.3.2 Log颜色模型的验证  28
    2.3.3 相机方向的影响  28-29
  2.4 特征点匹配  29-33
    2.4.1 SIFT算法  29-32
    2.4.2 颜色不一致情况下特征匹配  32-33
  2.5 HDR工具  33-34
  2.6 本章小结  34-35
第3章颜色矫正  35-49
  3.1 颜色转换函数  35-40
    3.1.1 颜色转换函数的定义  35-36
    3.1.2 颜色矫正函数的求解  36-40
  3.2 颜色矫正  40-42
    3.2.1 单通道上的颜色矫正  40
    3.2.2 彩色图片中的白平衡  40-42
  3.3 图片矫正之后的效果  42-44
  3.4 视频序列的颜色矫正  44-47
    3.4.1 视频序列颜色矫正  44-47
    3.4.2 三目相机的颜色矫正  47
  3.5 本章小结  47-49
第4章检测光照区域  49-56
  4.1 问题定义  49
  4.2 算法流程  49-50
  4.3 算法详细  50-52
    4.3.1 相机内外参以及每帧深度  50
    4.3.2 颜色转换函数的求解  50-52
    4.3.3 光照区域的检测  52
    4.3.4 颜色矫正  52
  4.4 结果分析  52-53
    4.4.1 现实数据结果  52-53
  4.5 总结和讨论  53-56
    4.5.1 合成数据结果  54-56
第5章总结与展望  56-57
  5.1 总结  56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间主要的研究成果  61-62
致谢  62

图像与视频序列的颜色校正研究

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