亮度校正制造技术

揭示了提高模糊或曝光不足的图像的质量的技术。在一个所描述的实现中，一种方法包括提供相同场景的两幅图像。该方法确定两幅图像的空间相干性和色彩统计。所确定的色彩统计和空间相干性被用于增强两幅图像的其中之一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及图像处理，尤其涉及亮度校正。(2)
技术介绍
当拍摄一个场景时，从场景里的物体散发出来的光线被记录在胶片上，诸如常规胶片或数字胶片。因此，摄影术涉及对这些光线的记录。与在充足的照明条件下拍摄的照片相比较，当照明条件不合适时(例如，当在低照度下摄影时)，照片缺乏某些场景信息。在昏暗的照明条件下拍摄令人满意的照片在历史上已经造成一个非常困难的问题。图像往往模糊或曝光不足。曝光不足通常是由于胶片没有在充足的光照下曝光。通过使胶片曝光较长时间，例如，通过使用较低的快门速度来保持快门开启较长时间，可以在某种程度上校正曝光不足。然而，较低的快门速度会导致模糊。当使用一台手持式照相机时(例如，不使用三脚架)，模糊问题加剧了，部分地因为在快门开启期间所增加的移动。也可能是由于在快门开启期间场景里的物体移动而出现模糊。几种普通的解决方案包括使用闪光灯(通过引进额外的照明来补偿低照度)和使用较高ISO(由国际标准化组织制定的前缀)的胶片。使用闪光受到多种因素的限制。例如，闪光灯只能在相对较短的距离内使用。同时，闪光灯可能导致色彩的变化，产生场景的不准确表示。多重闪光灯(例如，带遥控激活的)可以用于提高闪光摄影的结果，但在场景的周围布置多个闪光灯并非总是可行的(例如，户外摄影或临时通知的抓拍)。较高ISO的胶片也受到多种因素的限制。在传统摄影中，胶片通常只能每次更换一卷。因此，当一台照相机装入较高ISO的胶片时(例如，适用于弱照明条件)，如果不限制摄影师的选择(例如，在这样的条件下必须以较高的快门速度拍摄照片，以免曝光过度)，照相机就不能用于正常的照明条件。在数字摄影中，较高ISO设置的性能完全依赖于照相机的传感器，传感器在不同的照相机之间可以显著不同。而且，一个甚至更严重的缺点是由于使用较高ISO而导致的相对较多的噪声。当前有一些用于提高模糊图像的质量的技术，例如，由于使用了高于安全快门速度的曝光时间所产生的模糊图像。通常，安全快门速度是不低于镜头焦距倒数的速度。这些技术可以粗略地分类为过程中方法和过程后方法，这些方法限制由诸如长曝光时间、照相机抖动或物体移动等引起的运动模糊。过程中方法是主要基于硬件的技术，其中通过照相机抖动补偿获得镜头的稳定性。或者，高速数字照相机(例如那些具有互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的数字照相机)可以在正常的曝光时间内执行高速帧捕捉，其考虑到了多重基于图像的运动模糊恢复。如果给定合理的曝光时间，过程中技术可以产生相对清晰和鲜艳的图像。然而，这些技术需要特别设计的硬件设备。另一方面，过程后方法总体上可以视作运动去模糊技术。其中，广泛地采用盲解卷积来提升单个模糊图像，这可以在关于点散布函数(PSF)的不同假设下应用。或者，在比较普遍的情况下，不同模糊方向的多幅图像或一个图像序列可以用于估计PSF。在这两种情况下，由于在空间坐标和时间坐标中进行图像的离散化和量化，因此不能可靠地估计PSF，这就导致产生不如地面实况图像(ground truth image)(是指用三脚架上的照相机拍摄的图像或正确曝光的静态场景)的结果。也已经提出了由一个主要(高空间分辨率)探测器和一个次要(高时间分辨率)探测器组成的混合成像系统。次要探测器提供更精确的运动信息以估计PSF。因此，甚至可以在长曝光下使去模糊成为可能。然而，该技术需要额外的硬件支持，而且去模糊的图像在观感细节上仍然不如地面实况好。因此，现有的解决办法无法提供足够的图像质量。(3)
技术实现思路
揭示用于改进模糊或曝光不足的图像(例如，由于照相机抖动、在昏暗的照明条件下拍摄或高速运动场景的图像)的质量的技术。在所描述的一种实现中，一种方法包括提供相同场景的两幅图像。该方法确定两幅图像的空间相干性和色彩统计。所确定的色彩统计和空间相干性被用于增强两幅图像的其中之一。在所描述的另一个实现中，一种方法包括提供场景曝光不足的图像和相同场景的模糊图像。该方法确定两幅图像的空间相干性和色彩统计。通过利用色彩统计和空间相干性，增强曝光不足的图像。(4)附图说明参照附图详细描述本专利技术。附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图编号。在不同图中使用相同的附图标记表示是相似的或相同的项目。图1和图2例示在昏暗的照明条件下对相同场景拍摄的两幅图像。图3例示一幅应用了亮度校正的示例性的高质量图像。图4例示一种亮度校正的示例性方法。图5例示一种可以用于亮度校正的色彩直方图均衡的示例性方法。图6A示出原始图像的均匀区域，而图6B示出运动模糊时所拍摄的相同区域。图7A和图7B例示沿一个方向的像素色彩曲线。图8例示一种可以用于亮度校正的示例性的空间区域匹配方法。图9例示将图2的图像样本分割为多个区域。图10例示一幅由侵蚀图9中的图像的区域而得到的示例性中间图像。图11将所选择的图9和图10的区域中心例示为点。图12例示一个曝光不足的图像的样本输入。图13例示一幅由对图12的图像应用亮度校正而得到的示例性图像。图14例示一个对图12的图像应用色彩传递(colour transfer)技术而得到的示例性结果。图15例示一个对图12的图像应用自适应直方图均衡而得到的示例性结果。图16例示一个对图12的图像应用2.5的伽玛校正(Gamma Correction)而得到的示例性结果。图17例示一个在图像编辑程序中对图12的图像应用曲线调整而得到的示例性结果。图18-21例示在此所描述的各种方法以最佳方式融合不同曝光时间的两幅输入图像的色彩信息的能力。图22-24例示场景里的物体运动所引起的运动模糊的实验结果。图25-28示出与高对比度场景实现有关的样本图像。图29例示一种示例性的数字照相机配置，用于一次进行可以用于提供亮度校正的多重拍摄。图30例示一种通过软件控制照相机曝光的示例性方法。图31例示一个可以用于实现在此所描述的技术的一般计算机环境。(5)具体实施方式下文描述用于提高模糊或曝光不足的图像(例如，由于昏暗的照明条件、高速运动场景的存在或照相机抖动)的质量的技术。以不同曝光间隔拍摄相同场景的两张照片。因此，一幅图像可能曝光不足，而另一幅可能模糊。使用这两幅图像中的信息来提供该场景的没有明显模糊或黑暗的高质量图像。例如，两个照片可以在一个短间隔里拍摄，以保证图像中心不会显著移动或限制由场景里的物体移动或照相机运动引起的运动影响。这些技术可以容易地扩展到处理高对比度场景以展现饱和区域中的精确细节(正如将参照图22-25所讨论的那样)。此外，这些技术中有一些可以直接结合到一台数字照相机中。例如，数字照相机可以配置成在拍摄两张照片时保持其快门开启(正如将参照图29-30所进一步讨论的那样)。纵览图1和图2例示在昏暗的照明条件下对相同场景拍摄的两幅图像。正如所例示的那样，图1的图像(IL)曝光不足，而图2的图像(IH)模糊。图1和图2的图像有不同的曝光间隔。正如所例示的那样，图1的图像(IL)有比图2的图像更长的曝光时间。在此所讨论的技术可以利用图1和图2中示出的图像来构造一幅如图3所示的高质量图像(IC)。图像获取在一个实现中，为利用所捕捉图像的曝光时间和模糊度之间的折中方案，使用具有下述曝光设置的相同捕捉设备(例如，一台照相机)拍摄两幅输入图像·一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亮度校正的方法，包括：提供相同场景的两幅图像；确定所述两幅图像的空间相干性和色彩统计；以及利用所确定的色彩统计和空间相干性增强所述两幅图像中的一幅。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈向洋，孙剑，贾佳亚，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]