High Dynamic Range VideoHigh Dynamic Range Video

SIG 2003 Paper125SIG 2003 Paper125

孫 弘孫 弘

中華民國 中華民國 92 92 年 年 12 12 月 月 22 22 日日

HDRIHDRI （（ High Dynamic Range ImageHigh Dynamic Range Image ））

► HDRHDR 是一種用於高對比相片的 案格式檔是一種用於高對比相片的 案格式檔

► 影像包含輝度的完整資訊影像包含輝度的完整資訊

► 高解析的高解析的 HDRIHDRI 可用於背景使用，低解析的可用於背景使用，低解析的 HDRIHDRI則多用於反射、折射貼圖則多用於反射、折射貼圖

典型的 典型的 HDRI HDRI 影像影像

Reflection Map

Environment Map

HDRVHDRV （（ High Dynamic Range VideHigh Dynamic Range Vide ））

► 典型的錄影過程是透過攝影機由受限的動態範圍擷典型的錄影過程是透過攝影機由受限的動態範圍擷取影像取影像

► 目前已有特殊之攝影機可以記錄全輝度資訊目前已有特殊之攝影機可以記錄全輝度資訊（（ LM9628sensorLM9628sensor 、、 IMS Chips HDRC sensorsIMS Chips HDRC sensors 、 、 SiliconVisionSiliconVision 、、 SMaL CameraSMaL Camera 、、 PiximPixim ） ）

► 使用一般攝影機錄製後的使用一般攝影機錄製後的 LDRVLDRV ，可經交互演算取，可經交互演算取得得 HDRVHDRV

HDRIVHDRIV 範例：駕駛範例：駕駛

錄製 錄製 - Real-Time Exposure Control- Real-Time Exposure Control

► 自動增益控制 自動增益控制 - - auto gain control （ AGC）

► 可程式化增益控可程式化增益控制制

組合 組合 - HDR stitching- HDR stitching

► Image warping for frame interpolationImage warping for frame interpolation

► Motion estimationMotion estimation

► Hierarchical homographyHierarchical homography

► Radiance map recoveryRadiance map recovery

Image warping for HDR computationImage warping for HDR computation

MotionMotion estimationestimation

► 全面性紀錄全面性紀錄 S-S- 與與 S+S+ 的不同點的不同點

► 由局部的運動區域漸進運算至全運動區域由局部的運動區域漸進運算至全運動區域

Hierarchical homographyHierarchical homography

► Hierarchical homography computation. Note that Hierarchical homography computation. Note that only the first two levels and one of the quadrants only the first two levels and one of the quadrants at Level 1 are shown.at Level 1 are shown.

Radiance map recoverRadiance map recover

Temportal tonemappingTemportal tonemapping

ε is a small value (10^−6)N is the total number of pixelsFi is the causal temporal neighborhood consisting of frames at times k − 1 and k.

結果：魚市場結果：魚市場

結果：港口結果：港口

用於用於 HDRIHDRI 計算計算

HDRI HDRI 計算法之比較計算法之比較

結論結論

►可應用現有一般的數位攝影器材可應用現有一般的數位攝影器材

►適用於充分照明、表面富含紋理，少量的吸收光區適用於充分照明、表面富含紋理，少量的吸收光區以及較小的運動狀態以及較小的運動狀態

►更佳的更佳的 HDRIHDRI 影像縫合計算影像縫合計算

►對於非常大的明亮區域（暗室中的明亮窗戶），需對於非常大的明亮區域（暗室中的明亮窗戶），需提高其取樣率提高其取樣率