基于配准融合及色彩迁移的新图像生成

摘要

高动态范围图像是一种像素值与场景亮度值成正比，可以表示亮度大范围变化的图像类型。本文基于图像配准融合技术，研究了利用多幅普通图像合成高动态范围图像的方法。色彩迁移是将参考图像的色彩信息提取出来，迁移到目标图像中，使合成的图像不仅保留目标图像的形状轮廓信息，而且具有参考图像的色彩信息。本文对两幅彩色图像间的色彩迁移技术进行了研究。 针对手持相机拍摄的同一场景不同曝光图像，研究了一种快速、简单的图像配准方法。首先统计图像的直方图，获得其中值，将图像中值二值化；然后利用多尺度思想构造二值图像的金字塔序列，从低级到高级逐级平移比较，进行平移配准；在此基础上，取以图像中心为圆心的极大圆，对在圆周上的像素进行转角配准；进而实现多幅图像间的平移配准和转角配准。 基于平移配准和转角配准的结果，本文研究了将同一场景不同曝光的图像融合成高动态范围图像的方法。首先从配准后的图像序列中随机采样，根据最小二乘原理构造求解系统，拟合出相机的光照响应曲线，并用B样条函数平滑曲线，获得图像中像素值与曝光量之间的映射关系，最后计算场景的相对亮度，将不同曝光的场景照片图像融合成一幅高动态范围图像。 在彩色图像色彩迁移方法研究中，首先将两幅图像都变换到一个正交的色彩空间，统计两幅图像的色彩分布情况，利用迁移算法，将参考图像的色彩信息迁移至目标图像中。这种方法具有算法简单，计算量较小的特点，不仅适用于普通数字图像，也可以应用于高动态范围图像。 基于上述图像合成方法的研究，本文开发了一个高动态范围图像合成及色彩迁移系统，可以实现图像平移—转角配准、融合生成高动态范围图像以及两幅彩色图像的色彩迁移，能够得到较好的图像合成效果。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1图像配准融合和色彩迁移的研究背景及意义

1.2图像融合技术的研究现状

1.3色彩迁移技术的研究现状

1.4本文工作

2色彩空间基础知识

2.1色彩空间

2.2几种常用的色彩空间

2.3本章小结

3基于图像配准融合的高动态范围图像生成

3.1高动态范围图像及格式

3.1.1动态范围

3.1.2高动态范围图像

3.1.3高动态范围图像格式

3.2图像序列配准

3.2.1中值二值化及去除噪声

3.2.2平移配准

3.2.3转角配准

3.2.4图像旋转

3.3相机光照响应曲线恢复

3.3.1相机成像原理

3.3.2光照响应曲线恢复原理

3.3.3实现方法

3.3.4 B样条拟合平滑

3.4高动态范围图像合成

3.5图像合成实例

3.6本章小结

4基于色彩迁移的新图像生成

4.1色彩空间变换

4.1.1从RGB空间到CIE XYZ空间

4.1.2从CIE XYZ空间到LMS空间

4.1.3从LMS空间到lαβ空间

4.1.4逆变换

4.2色彩迁移实现

4.3高动态范围图像的色彩迁移

4.4本章小结

5高动态范围图像合成及色彩迁移系统的实现

5.1系统设计环境与实现功能

5.1.1设计环境

5.1.2实现功能

5.2系统结构模块

5.3系统流程

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢