高动态范围图像合成显示系统设计与实现

摘要

近年来，高动态图像及其成像技术在专业摄影、电影特效、图像渲染、虚拟现实等领域获得了广泛的应用。但是，由于获取、显示用专业设备价格昂贵，使得高动态图像的应用很难在社会上普及。本文通过对高动态图像合成及显示相关算法的分析研究，设计实现了一种由普通数码相机获取的多幅低动态图像计算合成高动态图像、并将其在普通低动态显示器上进行显示的软件系统。
　　本文在对高动态图像合成及显示系统的功能需求进行分析的基础上，确定了由数码相机标定、高动态图像合成、高动态图像映射显示及存取等部分构成的系统实现方案；通过对数码相机辐射响应曲线的分析及相机标定算法的仿真对比，设计实现了对普通数码相机进行标定的系统功能模块；通过对典型高动态图像合成算法的分析研究与实验仿真，设计实现了连续多幅低动态图像计算合成高动态图像的功能模块；在对简单线性、自适应对数、普通直方图均衡化及对比度受限自适应直方图均衡化等色调映射算法进行分析研究及仿真实验的基础上，设计实现了高动态图像映射显示功能模块；最后集成实现了交互式高动态图像合成及显示系统，并对集成系统进行了仿真测试。测试结果表明，实现功能达到设计要求。
　　由普通数码相机借助软件在PC机上实现对高动态图像的生成及映射显示，虽然在色彩校正、白平衡等方面还有待于进一步完善，但它避免了高昂专业硬件设备的使用，降低了使用门槛，对高动态图像技术的普及应用有着积极的推动作用。

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第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 相关技术应用研究现状

1.3 论文内容及章节安排

第二章 系统总体方案设计

2.1 系统需求分析

2.2 总体方案设计和功能说明

2.3 本章小结

第三章 高动态图像合成技术研究与实现

3.1 高动态图像合成原理

3.2 数码相机辐射响应曲线的标定

3.3 高动态图像的合成

3.4 高动态图像的存储[23]

3.5 本章小结

第四章 高动态图像色调映射技术研究与实现

4.1 色调映射算法概述

4.2 基于对数关系的色调映射算法研究与仿真实现

4.3 基于直方图均衡化的色调映射算法研究与仿真实现

4.4 本章小结

第五章 高动态图像合成显示系统的实现

5.1 高动态图像合成显示系统的总体设计

5.2 数码相机辐射响应曲线标定模块的编程实现

5.3 高动态图像合成模块的编程实现

5.4 高动态图像映射显示模块的编程实现

5.5 高动态图像合成显示系统的集成与测试

5.6 本章小结

结束语

致谢

参考文献