science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Vooruitgang in de karakterisering van afbeeldingen met een hoog dynamisch bereik

Overzicht van de mogelijkheden van de methode beschreven door de onderzoekers van de groep IP4EC in hun werk. Krediet:UPF

Bij beeldverwerking, computer graphics en fotografie, afbeeldingen met een hoog dynamisch bereik (of HDR) zijn een reeks technieken die een beter dynamisch bereik van luminantie tussen lichtere en donkere gebieden in een afbeelding mogelijk maken dan kan worden bereikt met standaard digitale beeldvormingstechnieken of andere fotografische methoden.

HDR-fotografie maakt het mogelijk om beelden te verkrijgen die meer lijken op die van het menselijk oog. Door de iris en andere methoden aan te passen, het menselijk oog past zich voortdurend aan om zich aan te passen aan een breder scala aan luminanties die in de omgeving aanwezig zijn. De hersenen interpreteren deze informatie continu, zodat we kunnen zien in een breed scala aan lichtomstandigheden. Dankzij dit grotere dynamische bereik kunnen HDR-beelden nauwkeuriger de uitgebreide reeks intensiteitsniveaus weergeven die in echte scènes worden aangetroffen, die van direct zonlicht naar zwak sterrenlicht gaan.

Conventionele methoden voor het verkrijgen van HDR-beelden zijn gebaseerd op twee foutieve veronderstellingen. Een artikel gepubliceerd in oktober in de geavanceerde online editie van Tijdschrift over Imaging Sciences van de SIAM (Vereniging voor Industriële en Toegepaste Wiskunde), laat zien dat conventionele methoden voor het verkrijgen van HDR-beelden gebaseerd zijn op verkeerde aannames, en stelt een methode voor die, gebaseerd op de juiste aannames, vergroot de kennis van deze technologie. Het wordt beschreven in een studie van Raquel Gil Rodríguez, Javier Vázquez-Corral en Marcelo Bertalmío, leden van de onderzoeksgroep Image Processing for Enhanced Cinematography (IP4EC) van het Department of Information and Communication Technologies (DTIC) van UPF.

Zoals de auteurs zeggen, "Het genereren van HDR-afbeeldingen is gebaseerd op een aantal verkeerde aannames. Ten eerste, dat kleurkanalen onafhankelijk zijn en, ten tweede, die cameraresponsfunctie (CRF) constant blijft terwijl de belichting wordt gewijzigd." Een van de belangrijkste bijdragen van dit artikel is om aan te tonen dat deze aannames, die geschikt zijn voor filmfotografie, in het algemeen, niet houden voor digitale camera's.

Als gevolg van deze valse veronderstellingen, resultaten van HDR-methoden met meerdere belichtingen zijn minder nauwkeurig, en bij tonemapping geven ze vaak problemen zoals tintverschuivingen en kleurartefacten.

Een andere bijdrage van dit artikel is het voorstellen van een methode om de CRF te stabiliseren terwijl alle kleurkanalen worden gekoppeld, die kan worden toegepast op zowel statische als dynamische scènes, die artefactvrije resultaten oplevert die nauwkeuriger zijn dan die verkregen met andere technologieën.