JP2016541185A - Hdriの生成方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第一照度図を取得するステップと、
第一照度図に基づいて第二照度図を生成するステップと、
第二照度図をプリセットの色彩チャネルにマッピングすること、色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するステップと、
を含み、
前記第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とで合成され、前記基本層および前記細部層は、前記第一照度図から抽出されるHDRIの生成方法を提供する。
画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数校正方程式を生成するステップと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INから選択されたサンプリング画素に基づいて、QR分解アルゴリズムを利用し前記カメラ応答関数校正方程式を解き、カメラ応答関数および照度対数を取得するステップと、
カメラ応答関数および照度対数に基づいて、前記第一照度図を取得するステップと、
を含み、
前記画像I1、I2、・・・・・・INは、異なる露出条件を有し、ここで、前記Nは画像の数であり、且つNは2以上の整数である。
画像I1、I2、・・・・・・INを取得するステップと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を取得するステップと、
を含む。
前記各色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するステップは、各色彩チャネル上のガンマ補正された画像をHDRIに合成するステップを含む。
第一照度図の基本層および細部層を抽出するステップと、
前記基本層のダイナミックレンジをプリセットレンジに圧縮するステップと、
ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とを第二照度図に合成するステップと、
を含む。
前記ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するステップは、リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、前記ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するステップを含む。
第一照度図を取得するための取得モジュールと、
前記第一照度図に基づいて第二照度図を生成するための生成モジュールと、
第二照度図をプリセットの色彩チャネル上にマッピングするためのマッピングモジュールと、
色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するための合成モジュールと、
を含み、
第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とで合成され、基本層および前記細部層は第一照度図から抽出されるHDRIの生成装置を提供する。
画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成するための方程式生成ユニットと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INから選択されたサンプリング画素に基づいて、QR分解アルゴリズムを利用して前記カメラ応答関数の指定連立方程式を解き、カメラ応答関数および照度対数を取得するための求解ユニットと、
前記カメラ応答関数および照度対数に基づいて、前記第一照度図を取得するための取得ユニットと、
を含み、
画像I1、I2、・・・・・・INは異なる露出条件を有し、ここで、Nは画像の数であり、且つNは2以上の整数である。
前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、且つ前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を取得するのに用いられる。
前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を取得するのに用いられ、
前記プリセットの目標関数は以下のとおりである。
前記色彩チャネル上のガンマ補正された画像をHDRIに合成するのに用いられる。
第一照度図の基本層および細部層を抽出するための抽出ユニットと、
基本層のダイナミックレンジをプリセットレンジに圧縮するための圧縮ユニットと、
ダイナミックレンジが圧縮された基本層および前記細部層を第二照度図に合成するための合成ユニットと、
を含む。
リフティングウェーブレット変換アルゴリズムを利用して、第一照度図の基本層および細部層を抽出するのに用いられる。
リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とを第二照度図に合成するのに用いられる。
A:第一照度図を取得するステップと、
B:第一照度図に基づいて第二照度図を生成するステップと、
C:前記第二照度図をプリセットの色彩チャネルにマッピングするステップと、
D:前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するステップと、
を含み、
ここで、前記第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とで合成され、前記基本層および細部層は、第一照度図から抽出されるHDRIの生成方法を開示する。
S101:第一照度図の基本層および細部層を抽出する。
通常、照度図は画像中の各画素点の輝度値を表示するために用いられ、照度図の基本層は照度図の低周波数情報を指し、つまり照度図の主要なエネルギー成分であり、細部層は照度図の高周波数情報を指し、従って細部層は照度図の細部情報を含む。
ダイナミックレンジとは、測定すべき物理量の最大値と最小値との比率を指し、異なる対象に対して、ダイナミックレンジは異なる意味を有し、デジタル画像に対しては、ダイナミックレンジDはデジタル画像中の輝度値の最大値と最小値との比率を指す。
D=Lmax/Lmin
式中、輝度単位は、カンデラ/平方メートル(cd/m2)で示す。
S201:リフティングウェーブレット変換アルゴリズムを利用して、第一照度図の基本層および細部層を抽出する。
本実施例では、リフティングウェーブレット演算子の特性に基づいて、細部層の数は3であってもよく、即ち細部層は3つの異なる方向の細部層を含む。
S203:リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成する。
S301:画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成する。前記画像I1、I2、・・・・・・INは異なる露出条件を有し、そのうち、前記Nは画像の数であり、且つNは2以上の整数である。
S301の具体的な実施形態は以下のステップを含む。
1)前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得する。
2)前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を取得する。
1)応答曲線とシーン照度Ei、露出時間Δtjとデジタル画像の画素値Zi,jとの関係を定義する。
Zi,j=f(Ei×Δtj)
2)カメラの応答曲線は平らで単調であると仮定すると、関数fは可逆的で、上記方程式に対して逆対数g=Inf−1を導出する。
g(zi,j)=InEi+InΔtj
3)Zの極値はZminおよびZmaxであり、以下の目標関数を確立する。
QR分解アルゴリズムは、先ず係数行列を直交行列と上三角行列との乗積に分解して、後退代入によって解く方法であり、既存の特異値分解によって解く方法に比べて、QR分解アルゴリズムの方がより簡単で、より容易にハードウェアを実現できる。
このステップの具体的な実現プロセスは従来技術と類似するので、ここでは述べる必要はない。
S305:前記基本層のダイナミックレンジをプリセットレンジに圧縮する。
S306:リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成する。
S307:前記第二照度図をR、G、B色彩チャネル上にマッピングする。
S308:各色彩チャネル上の画像をそれぞれガンマ補正する。
S309:前記R、G、B色彩チャネル上のガンマ補正された画像をHDRIに合成する。
第一照度図を取得するための取得モジュール601と、
前記第一照度図に基づいて第二照度図を生成するための生成モジュール602と、
第二照度図をプリセットの色彩チャネル上にマッピングするためのマッピングモジュール603と、
色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するための合成モジュール604と、
を含み、
前記第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と細部層とで合成され、前記基本層および細部層は前記第一照度図から抽出される。
画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成するための方程式生成ユニット6011と、
画像I1、I2、・・・・・・INから選択されたサンプリング画素に基づき、QR分解アルゴリズムを利用してカメラ応答関数の指定連立方程式を解き、カメラ応答関数および照度対数を得るための求解ユニット6012と、
カメラ応答関数および照度対数に基づいて、第一照度図を得るための取得ユニット6013と
を含み、
前記画像I1、I2、・・・・・・INは異なる露出条件を有し、ここで、前記Nは2以上の整数である。
前記方程式生成ユニットは具体的に、前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を得る。
第一照度図の基本層および細部層を抽出するための抽出ユニット6021と、
前記基本層のダイナミックレンジをプリセット範囲に圧縮するための圧縮ユニット6022と、
ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するための合成ユニット6023と、
を含む。
Claims (16)
- HDRIを生成する方法であって、
第一照度図を取得するステップと、
前記第一照度図に基づいて第二照度図を生成するステップと、
前記第二照度図をプリセットの色彩チャネル上にマッピングするステップと、
前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するステップと、
を含み、
前記第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された後の基本層と細部層とで合成され、前記基本層および前記細部層は、前記第一照度図から抽出される、
ことを特徴とするHDRIの生成方法。 - 第一照度図を取得する前記ステップは、
画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成するステップと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INから選択されたサンプリング画素に基づき、QR分解アルゴリズムを利用して前記カメラ応答関数の指定連立方程式を解き、カメラ応答関数および照度対数を取得するステップと、
前記カメラ応答関数および照度対数に基づいて、前記第一照度図を取得するステップと、
を含み、
前記画像I1、I2、・・・・・・INは、異なる露出条件を有し、ここで、前記Nは画像の数であり、前記Nは2以上の整数である、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成する前記ステップは、
前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得するステップと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を取得するステップと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成する前には、各色彩チャネル上の画像をそれぞれガンマ補正するステップを更に含み、
前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成する前記ステップは、前記色彩チャネル上のガンマ補正された画像をHDRIに合成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第一照度図に基づいて第二照度図を生成する前記ステップは、
第一照度図の基本層および細部層を抽出するステップと、
前記基本層のダイナミックレンジをプリセットレンジに圧縮するステップと、
ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 第一照度図の基本層および細部層を抽出する前記ステップは、リフティングウェーブレット変換アルゴリズムを利用して、第一照度図の基本層および細部層を抽出するステップを含み、
ダイナミックレンジが圧縮された後の基本層と前記細部層とを第二照度図に合成する前記ステップは、リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、ダイナミックレンジが圧縮された後の基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 第一照度図を取得する取得モジュールと、
前記第一照度図に基づいて第二照度図を生成する生成モジュールと、
前記第二照度図をプリセットの色彩チャネル上にマッピングするマッピングモジュールと、
前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するための合成モジュールと、
を含み、
前記第二照度図は、ダイナミックレンジが圧縮された後の基本層と細部層で合成され、前記基本層および前記細部層は、前記第一照度図から抽出される;
ことを特徴とするHDRIを生成する装置。 - 前記取得モジュールは、
画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成する方程式生成ユニットと、
前記画像I1、I2、・・・・・・INから選択されたサンプリング画素に基づき、QR分解アルゴリズムを利用して前記カメラ応答関数の指定連立方程式を解き、カメラ応答関数および照度対数を取得する求解ユニットと、
前記カメラ応答関数および照度対数に基づいて、前記第一照度図を取得する取得ユニットと、
を含み、
前記画像I1、I2、・・・・・・INは、異なる露出条件を有し、ここで、前記Nは画像の数であり、前記Nは2以上の整数である、
ことを特徴とする請求項8に記載の装置。 - 前記方程式生成ユニットは、画像I1、I2、・・・・・・INに基づいてカメラ応答関数の指定連立方程式を生成するのに用いられ、具体的には、
前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を得るのに用いられる、
ことを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 前記方程式生成ユニットは、前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を得るのに用いられ、
前記画像I1、I2、・・・・・・INを取得し、前記画像I1、I2、・・・・・・INを既知のパラメータとし、最小二乗法を利用してプリセットの目標関数を解き、カメラ応答関数の指定連立方程式を得るのに用いられ、
前記プリセットの目標関数は、以下のとおりであり、
- 前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成する前に、各色彩チャネル上の画像をそれぞれガンマ補正する校正モジュールを更に含む、
ことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の装置。 - 前記合成モジュールは、前記色彩チャネル上の画像をHDRIに合成するのに用いられ、
前記色彩チャネル上のガンマ補正された画像をHDRIに合成するのに用いられる、
ことを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 前記生成モジュールは、
第一照度図の基本層および細部層を抽出する抽出ユニットと、
前記基本層のダイナミックレンジをプリセット範囲に圧縮するための圧縮ユニットと、
ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するための合成ユニットと、
を含むことを特徴とする請求項8〜13のいずれか一項に記載の装置。 - 前記抽出ユニットは、第一照度図の基本層および細部層を抽出するのに用いられ、
リフティングウェーブレット変換アルゴリズムを利用して、第一照度図の基本層および細部層を抽出するのに用いられる、
ことを特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記合成ユニットは、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するのに用いられ、
リフティングウェーブレット逆変換アルゴリズムを利用して、ダイナミックレンジが圧縮された基本層と前記細部層とを第二照度図に合成するのに用いられる、
ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
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