[发明专利]一种细节保持的多曝光图像快速融合方法

说明书

本发明涉及一种细节保持的多曝光图像快速融合方法，属于图像融合技术领域。多曝光融合是高动态范围(HDR)图像常用的合成方法，即将同一场景多幅不同曝光度的图像直接融合成一幅HDR图像。然而，当前已有的多曝光融合算法在场景的超亮超暗区域丢失细节信息，尽管近年来出现了基于细节增强的多曝光融合方法，但是速度较慢。本发明提出了一种保持亮暗区域细节的多曝光图像快速融合算法。首先根据图像的亮度域划分出场景的超亮超暗区域，然后通过于快速局部拉普拉斯滤波器(FLLF)改变融合过程中的拉普拉斯金字塔系数，从而实现增强亮暗区域细节，而不会造成其他区域的过度增强。该方法生成的融合图像能够很好的保持亮暗区域的细节。

技术领域

本发明属于图像融合技术领域，尤其是涉及一种细节保持的多曝光图像快速融合方法。

背景技术

随着超高清数字产业和数字摄影技术的快速发展，人们对超高清酷炫的视觉体验的追求更加迫切。近年来，高动态范围成像(high dynamic range imaging，简称HDRI)技术的兴起和发展为高清产业向着画面高清酷炫的方向发展提供了强大的推动作用。现如今在全世界范围内HDRI相关的多种技术都获得快速发展，并且已经在数字摄影、高清电视电影、游戏特效、渲染、遥测遥感等等诸多领域有着广泛的应用。高动态范围(high dynamicrange，HDR)图像可以记录真实场景的亮暗细节信息，具有非常大的亮度范围。因为当前的专业HDR设备非常昂贵，所以生成HDR图像一般的做法是将同一场景多幅不同曝光度的图像直接融合成一幅HDR图像，即多曝光融合。

当前已有许多学者对静态图像多曝光融合算法做出了相关研究，虽然取得了一些进展，但仍存在一些问题，主要体现在两点：第一，视觉失真的问题远未彻底解决，如在场景的超亮或超暗区域细节保持不足，造成信息丢失。第二，为了增强亮暗区域的细节信息，近年来出现了基于细节增强的多曝光融合方法，但是这种方法效率较低，而且会造成整个场景的过度增强，会造成视觉失真。

当前，主流的多曝光融合算法有两类。分别如下：

(1)多分辨率融合算法。这类算法基于多分辨率金字塔变换进行多分辨率融合，如文献[1]。此类方法在大多数情况下取得了很好的效果，但是当真实场景的动态范围非常大的时候，该方法仍会丢失超亮和超暗区域有用的细节信息。

(2)基于细节增强的多曝光融合方法。如文献[2]利用采用加权的指导图像滤波器(WGIF)进行细节提取，然后将细节添加到多分辨率融合算法[1]生成的融合图像中，得到细节增强的融合图像。此类融合方法大部分都基于多分辨率拉普拉斯金字塔的融合方法，但是引入了一种基于边缘保持的图像细节提取机制，尽管能够增强细节信息，但是很容易造成细节的过度增强。而且此类算法由于对所有像素都进行细节改变，所以效率较低。本发明也引入了保持边缘的图像提取算子，但是只对超亮超暗区域的细节进行提取，不会造成其它区域细节的过度增强。同时由于本发明的方法只对亮暗区域进行细节恢复，所以效率较高。

参考文献：

[1]Mertens T，Kautz J，Van Reeth F.Exposure fusion：A simple and practicalalternative to high dynamic range photography[C]//Computer Graphics Forum.2009，28(1)：161-171.

[2]Z.G.Li，Z.Wei，C.Y.Wen，and J.H.Zheng，Detail-enhanced multi-scaleexposure fusion，IEEE Trans.on Image Processing，2017，26(3)：1243-1252.