用以自电影场景之多重曝光产生高动态范围影像之系统及程序

主权项

一种用以产生一高动态范围(HDR)影像的系统，其系从变动各影像之曝光所捕捉到一场景之影像序列产生，其中包含：一通用计算装置；一电脑程式，其含有可由该计算装置执行之程式模组，其中该计算装置系由该电脑程式之各程式模组所导引以进行如下项目：指定具有最多数量之有效像素的影像作为参考影像，其中若一像素未属饱和且展现可接受程度的对比性，则该者为有效，对于除该参考影像以外的各影像，将所考量影像登注于该影像，包含该参考影像在内，这展现出一曝光，此者既会比起所考量之影像更靠近于该参考影像者，且系在其他各影像间最接近于所考量影像之曝光者，以产生一串流栏位(flow field)，这些对尚未经登注于该参考影像之非参考影像所产生的串流栏位会被加以链结，俾将该等各者登注于该参考影像，利用关连于此者之该串流栏位来裹装各非参考影像，以及合并该参考影像及经裹装影像，以产生一代表该HDR影像的辐射映图。如申请专利范围第1项所述之系统，进一步包含一用以进行色调映对之程式模组，以将其转换为一适合于显析处理的8位元表示。如申请专利范围第2项所述之系统，其中该用以进行色调映对的程式模组包含用以进行如下项目之次模组：将该辐射映图转换成CIE空间，并复原色彩座标，以产生一照度影像；压缩该照度影像的动态范围，并且重新置入彩度；以及转换该CIE空间影像以产生最终8位元RGB影像。如申请专利范围第1项所述之系统，其中该影像序列内的影像数量及在各影像间的曝光变异性，会是使得该等影像能够共集地捕捉到该等影像里所描述之场景的实质所有亮度变异性。如申请专利范围第1项所述之系统，其中一像素的强度是按8位元RGB色彩空间数值所测量，且其中若一像素之RGB数值各者位于一预设区间内，则该像素会被视为是属未饱和并展现可接受程度的对比性。如申请专利范围第5项所述之系统，其中该预设区间系位于，且包含，17及254之间。如申请专利范围第1项所述之系统，其中该用以将所考量影像登注于展现出一既会比起所考量之影像更靠近于该参考影像者并且又会在其他各影像间最接近于所考量影像之曝光者以产生一串流区域之曝光的次模组，包含用以进行如下项目之次模组：每当比起经登注之该其他输入影像，所考量影像为具有较短曝光时，增强所考量影像的强度，以实质地匹配于其他输入影像的强度范围，藉估计一将该所考量影像映对到其他影像上之整体转换，计算出可将所考量影像的整体性地登注于该其他输入影像上的串流栏位；以及利用一梯度基础式光学串流，计算出一构成对由整体转换所计得之串流栏位的区域性校正之密集移动栏位。经校正的串流栏位包含一对于该串流栏位之各像素的合成向量，其为(i)由该整体转换所导出之整体成分，以及(ii)一从构成对于该整体成分之区域性校正的密集移动栏位所取得之区域性成分。如申请专利范围第7项所述之系统，其中利用梯度基础式光学串流计算一构成一对该整体转换之区域性校正的密集移动栏位之次模组，包含用以进行如下项目之次模组：采用一运用在Laplacian金字塔框架之Lucas及Kanade技术的变化方式，其中该所考量影像会经裹装朝向其他影像，并且会在该金字塔各层级处估计各余值串流向量；以及在该金字塔各层级处对各像素累积各余值串流向量，以建构出该密集移动栏位的区域性成分。如申请专利范围第1项所述之系统，其中该用以将所考量影像登注于一影像以展现出一既会比起所考量之影像更靠近于该参考影像且又会在其他各影像间最接近于所考量影像之曝光的曝光，以产生一串流栏位的次模组，包含用以进行如下项目之次模组：每当该所考量影像比起该者所经登注之其他输入影像而具有较长曝光时，增强其他影像的强度以实质地匹配于该所考量影像的强度范围，藉由估计一可将该所考量影像映对到其他影像的整体转换，计算一可整体性地将该所考量影像登注于该等其他输入影像的串流栏位；以及利用一梯度基础式光学串流，计算出一密集移动栏位，此者构成一按该整体转换所计得的对该串流栏位的区域性校正；其中经校正的串流栏位包含一对于该串流栏位之各像素位置的合成向量，此者系(i)由该整体转换所导出之整体成分，以及(ii)一从构成对于该整体成分之区域性校正的密集移动栏位所取得之区域性成分的总和。如申请专利范围第9项所述之系统，其中该利用梯度基础式光学串流，计算一构成一对该整体转换之区域性校正的密集移动栏位之次模组，包含用以进行如下项目之次模组：采用一运用在Laplacian金字塔框架之Lucas及Kanade技术的变化方式，其中该所考量影像会经裹装朝向其他影像，并且会在该金字塔各层级处估计各余值串流向量；以及在该金字塔各层级处对各像素累积各余值串流向量，以建构出该密集移动栏位的区域性成分。如申请专利范围第1项所述之系统，其中该用以合并该参考影像及各经裹装影像以产生辐射映图之程式模组，包含用以进行如下项目之次模组：将参考影像及各经裹装影像分别地转换成辐射影像；以及将一辐射数值指配给该辐射映图内各像素位置，其中该辐射映图辐射数值系经指配予相关于该参考影像之辐射影像相同像素位置之辐射数值，或者是两个以上辐射数值之经加权组合，这些是从与该参考影像及经裹装影像相关联之各辐射影像内的相对应像素位置所取得，这会按照根据在该参考影像里该像素位置处之像素的强度，哪些数值会被视为可信赖而定。一种用以产生一高动态范围(HDR)影像的电脑实作处理方法，该高动态范围(HDR)影像系当变动各影像之曝光所捕捉到一场景之影像序列中所产生，其中该处理方法包含利用一电脑以执行如下处理动作：输入该等影像；指定具有最多数量之有效像素的影像作为参考影像，其中若一像素未属饱和且展现可接受程度的对比性，则该像素为有效；对于除该参考影像以外的各影像，识别在所考量影像及另一输入影像之间的相对应像素，包含该参考影像在内，这展现出一曝光，此者既会比起所考量之影像更靠近于该参考影像者，并且又会在其他各影像间最接近于所考量影像之曝光者；利用在各输入影像组对之间所识别出的像素对应性，对该参考影像的各像素建立一组于各输入影像之间的相对应像素；以及对各组的相对应像素，识别出在该集组内至少一代表可信赖像素的像素，并运用与该等一或更多经识别可信赖像素相关的像素色彩资讯，计算该组像素的辐射数值，俾构成一代表该HDR影像之辐射映图。如申请专利范围第12项所述之处理方法，进一步包含一用以进行辐射映图之色调映对的处理动作，以将其转换为一适合于显析处理的8位元表示。如申请专利范围第12项所述之系统，其中该在所考量影像及该其他输入影像间识别出相对应像素的处理动作，包含一计算出将该影像登注于该其他输入影像之串流栏位的动作。如申请专利范围第14项所述之处理方法，其中该利用在该输入影像组对间所识别出之像素对应性，以对该参考影像之各像素在各输入影像间建构出一组相对应像素的处理动作，包含一将对尚未登注于该参考影像之非参考影像所产生之串流栏位加以链结的动作，以将该等各者登注于该参考影像。如申请专利范围第14项所述之处理方法，其中该处理动作，即对各组的相对应像素，识别出在该集组内至少一代表可信赖像素的像素，并运用与该等一或更多经识别可信赖像素相关的像素色彩资讯，计算该组像素的辐射数值，俾构成一代表该HDR影像之辐射映图者，包含如下动作：分别地将该参考影像及各裹装影像转换为辐射影像；以及对该参考影像的各像素位置，决定经指配予该等裹装影像里相对应位置之各辐射数值是否在经指配予所考量参考影像里像素位置之辐射数值的最大可容允杂讯变异数范围内，每当发现该等经指配予一裹装影像里相对应位置之各辐射数值中至少一者确位在经指配予所考量参考影像里像素位置之辐射数值的最大可容允杂讯变异数范围内时，计算一经指配予所考量参考影像之像素位置的辐射数值以及该等裹装影像之相对应像素位置的辐射数值之加权平均，其后者之辐射数值会落在该最大可容允杂讯变异数范围内，并且将该加权平均指配作为对于该辐射映图内所考量之像素位置的辐射数值，以及每当发现该等经指配予一裹装影像里相对应位置之各辐射数值中无一者位在经指配予该参考影像里该像素位置之辐射数值的最大可容允杂讯变异数范围内时，则将经指配予该参考影像内所考量像素位置之辐射数值指配作为对于该辐射映图内所考量之像素位置的辐射数值。如申请专利范围第16项所述之处理方法，其中该处理动作，即计算一经指配予所考量参考影像之像素位置的辐射数值以及该等裹装影像之相对应像素位置的辐射数值之加权平均，其后者之辐射数值会落在该最大可容允杂讯变异数范围内，包含一按如下式计算加权平均辐射之动作：@sIMGTIF!d10006.TIF@eIMG!其中pR、PSi及pLi为辐射影像内的相对应像素，下标R参指到关连于该参考影像之辐射影像，下标Si参指到与各具比起该参考影像为较短曝光之裹装影像关连的辐射影像，而下标Li参指到与各具比起该参考影像为较长曝光之裹装影像关连的辐射影像，且其中该加权函数i>f/i>WM(i>q/i>,i>p/i>)=i>f/i>M(|i>p/i>-i>q/i>|)i>f/i>W(i>p/i>)系一i>f/i>W由一似真性映图i>f/i>M所调变之强度基础式加权函数，其中i>f/i>M( )系一如下定义之Hermite Cubic：@sIMGTIF!d10007.TIF@eIMG!且i>δ/i>max系一预设参数，使得当计算该加权平均辐射时，与一落在该最大可容允杂讯变异数范围以外之裹装影像相关联的辐射数值之经调变权值会被设定为零。一种具有电脑可执行指令之电脑可读取媒体，用以从一序列类括影像产生一高动态范围(HDR)影像，该等电脑可执行指令包含：(a)输入该等类括影像；(b)根据曝光将彼等加以排序；(c)将具有最多数量之有效像素的输入影像选定为参考影像，其中如一像素非属饱和或呈现一预设程度的对比性，则该像素会被视为是有效；(d)选定一先前未经登注非参考输入影像；(e)决定该选定输入影像究系具有一短于或长于该参考影像之曝光；(f)每当所选定之输入影像具有较短于该参考影像之曝光时，识别出具有次一较短曝光而仍是会长于该选定输入影像的输入影像，这可为该经登注影像；增强所选定之影像，以符配于该经识别影像的曝光；将该经增强之选定影像登注于该经识别影像，以产生对于该选定影像的串流栏位；(g)每当所选定之输入影像具有较长于该参考影像之曝光时，识别出具有次一较长曝光而仍是会短于该选定输入影像的输入影像，这可为该经登注影像；增强所识别之影像，以符配于该经选定影像的曝光；将所选定影像登注于经增强之识别影像，以产生对于该选定影像的串流栏位；(h)决定是否仍有任何剩余未登注的非参考输入影像，且如是重复指令(d)到(h)，一直到所有非参考影像既已被登注为止；(i)链结该等对尚未登注于该参考影像之该非参考输入影像所产生之串流栏位，以将该等登注于该参考影像；(j)利用该串流栏位，或如一者与其相关联则为经链结之串流栏位，以裹装各非参考输入影像；以及(k)合并该参考影像及各裹装影像，以产生一表示该HDR影像的辐射映图。如申请专利范围第18项所述之电脑可读取媒体，进一步包含一用以进行色调映对之指令，以将其转换为一适合于显析处理的8位元表示。如申请专利范围第18项所述之电脑可读取媒体，其中一像素的强度是按8位元RGB色彩空间数值所测量，且其中若一像素之RGB数值各者位于(包含)17及254之间，则此者会被视为是属未饱和并展现可接受程度的对比性。