[发明专利]一种针对多镜头拍摄的宽动态图生成方法

摘要

一种针对多镜头拍摄的宽动态图生成方法，包括以下步骤：1)多相机拍照重合区域的标定阶段；2)相机间的动态范围调整；3)基于实际视轴条件下的图像仿真。本发明的针对多镜头拍摄的宽动态图生成方法，在多相机都具有自动曝光功能的前提下，可使用多相机同时成像，产生宽动态的、曝光条件不一致的序列图，可以完美仿真甚至还原实际情况中任意视角拍出的图像。

主权项

1.一种针对多镜头拍摄的宽动态图生成方法，其特征在于：包括以下步骤：1)多相机拍照重合区域的标定阶段：在相机之间的空间相对位置关系固定的情况下，相机之间拍摄的重合区域通过标定得出，假定共有C个相机，每个相机的拍摄图像为I_i，i∈[1,C]，相邻相机之间的重合区域为R_i,j，j∈[1,C],j≠i，标定方法是：a)利用空间位置相邻的相机做实景拍摄，提取拍摄图像的RTS不变特征；b)基于提取特征来做特征匹配，得到匹配的特征点位置描述；c)基于匹配的位置描述来估算I_j在I_i坐标系下的变换图像I′_j，然后计算R_i,j，这里R_i,j＝I′_j∩I_i，然后记录R_i,j的几何分布信息；2)相机间的动态范围调整：这里认为每个相机拍摄图像之间存在动态范围的调整因子α_i与β_i，每幅图像调整动态范围的模型简化为I_i′＝α_iI_i+β_i，基于重合区域不一致性最小的目标估计动态范围调整因子，具体方法是：a)对I_i而言，按照相机空间位置关系，找出与其有重合的图像组{I_i,k}，k∈[1,C],k≠i；b)对所有图像进行做RGB空间到Lab空间的转换，利用R_i,k与R_k,i的L通道来做线性调整因子估计，假设：ⅰ、R_i,k＝α_k,iR_k,i+β_k,iE，通过求解矩阵方程，可以求出α_k,i与β_k,i，基于该调整因子对图像I_i做整体调整，得到I_i′_,k，通过图像组重复调整可以得到调整后的具有不同动态范围的图像组{I′}；ⅱ、R_i,j(x,y)＝α_j,i(x,y)R_j,i(x,y)+β_j,i(x,y)，这里R_i,j与R_j,i的宽度与高度分别为M、N，R_i,j(x,y)表示在(x,y)处的亮度值，x∈[1,M]，y∈[1,N]，通过降低分辨率求解超像素级的调整因子，找到调整因子的中值或者统计均值做最终的α_k,i与β_k,i，基于该调整因子对图像I_i做整体调整，得到I_i′_,k，通过图像组重复调整得到调整后的具有不同动态范围的图像组{I′_i,k}；c)对所有图像进行a)～b)的调整处理，形成一系列的动态调整后的图像集{I′}；3)基于实际视轴条件下的图像仿真：a)在多相机动态范围图集调整完成后，要仿真不同视角下的图像结果，需要根据相机的空间位置与视角计算在图像中的视场位置，假定多相机条件下拍摄的整体视场为F，仿真视角的视场为F′，在仿真视角下的图像为I_F′，仿真图需要的高动态范围图集为{I′_T}；b)当{I′_T}中空间位置没有重合的图像区域，直接采用原图信息：c)当{I′_T}中空间位置有重合的图像区域，计算与非重合区域的曝光差异最小的做仿真灰度。