面向双摄手机的图像融合与增强

发布时间：2020-05-28 06:44

【摘要】：使用手机拍照已经成为人们日常获取图片的最重要的来源,所以手机厂家开始通过手机摄像抢占用户,这直接导致手机拍摄的功能越来越好,其中涌现的一个主流技术就是使用多个摄像头成像,彩色加黑白摄像的组合方案就是其中之一,本文研究的就是对彩色和黑白图像的融合与增强。主要就两种情况对图像进行增强,第一是在暗光条件下对具有相同分辨率的两幅图像的融合,第二是对正常光照条件下的高分辨率黑白和低分辨率彩色图像的增强。暗光条件下的图像融合,本文主要对HIS变换做出改进。根据HIS变换融合只针对I通道图像增强的缺陷,引入引导滤波和稀疏表示,对彩色图像所有通道的增强,并且又根据引导滤波图像空间不一致导致的光谱畸变问题,提出使用SFIM的方法用彩色图像各个通道对黑白图像进行转换,获得空间一致性,这样既可以保持图像的光谱特性,也可以提升图像的清晰度。正常光照条件下的高低分辨率图像融合,首先提出一种基于配准求最优解的方法,然后针对其光谱易失真性提出自适应权重求解算法进行改进,最后根据误差大小使用HIS变换和配准法结合,获得高细节表现能力和光谱保持特性。其次把深度学习应用到融合的超分辨率中,提出深度学习对彩色图像预处理加图像融合的思路以及只使用深度学习的基于融合的超分辨率模型。最后提出了两种单幅图像的超分辨率新思路。第一是基于彩色图像的成像特点,对彩色图像进行基于拜尔滤片的排列,然后对其进行连续化处理,最后融合得到高分辨率结果。第二是引入参照图像作为输入,用于引导图像超分辨率的构建过程。
【图文】：

图 1-1 双摄成像过程双摄图像的形成过程如图 1-1 所示，可以发现，彩色图像多出红绿蓝颜色交错的拜尔滤片用于形成各个色彩的信息，具体的光传递过程在图的中间部分，其中绿色的滤片只允许绿颜色的光子通过，而黑白的则允许所有颜色的光子通过，最终形成彩色和黑白两幅图像。另外，该组合还有一种实现方案，即采用大尺寸的黑白 CMOS 和小尺寸的彩色CMOS，使用过采样技术来模拟光学变焦，同时也可以实现夜间图像增强。综上所述，手机拍摄的黑白图像和彩色图像各有所长，黑白图像获得光照信息比较多，所以图像相对而言具有高清晰、噪声少以及暗光条件下高对比度等优点，而彩色图片由于经过拜尔滤片，获得光照信息少，容易受到噪声影响。所以可以结合彩色图像的色彩信息和黑白图像的高清晰和低噪声的优点融合得到低噪声、高对比度并且更清晰的彩色图像。本文将针对两幅图像的成像特点，选择合适的算法对手机双摄的图像增强展开研究。

图 2-1 单缝衍射现象把狭缝换成圆孔，衍射现象就变成明暗相间的圆环，如图 2-2 所示，左图是二维的圆环图，最里面是一个实心圆，明显的亮度较高，右图是三维图，多出的一维是光照强度，可以发现，，中心圆聚集了大部分光照能量，该圆被称为艾里斑。图 2-2 艾里斑模型（左：二维模型，右：三维模型）
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TN929.53

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本文编号：2684877