[發明專利]一種暗環境下人眼視覺系統感知效果的合成方法

無效

• 申請號: 201010102230.0
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN102136132A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 董未名;周寧;鮑冠伯;張曉鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于計算機視覺與計算機圖像處理相結合的交叉學科技術領域，涉及圖像的頻譜重建、顏色調節和銳度調節技術，涉及一種基于圖像的夜晚環境下(尤其是昏暗環境下)人眼視覺系統感知效果的合成方法。

背景技術

夜間環境光線條件通常比較復雜，既包含來自天空的自然光，也包含來自路燈等人造光源的光線。生物學實驗結果指出，人眼視覺系統在這樣的光照環境中的感知效果與在明亮環境中的感知效果有很大區別。在夜間環境中，人眼視覺系統的感知效果往往較明亮環境下的感知效果出現亮度變化，飽和度降低，細節分辨能力降低等現象。這些現象是由于人眼視網膜內視錐細胞和視桿細胞的性質不同而造成的，視網膜可自動適應光照環境的變化。

在傳統膠片電影業中，一項被稱為“白夜”(Day-for-Night)的技術(Samuelson?D?W.Motion?Picture?Camera?Techniques.second?ed.，Focal?Press，1984.)曾被用于在白天取得夜晚環境的拍攝效果。此項技術通過在攝影機鏡頭前放置一個藍色濾鏡實現色調的改變，并通過刻意的曝光不足營造昏暗環境中的銳度損失效果。類似的數字圖像處理方法也被用于計算機圖形學中以仿真夜晚環境中的視覺感知效果，例如Thompson等(Thompson?W?B，Shirley?P，Ferwerda?J?A.A?SpatialPost-Processing?Algorithm?for?Images?of?Night?Scenes.Journal?ofGraphics?Tools，2002，7(1)：1-12.)。一些圖像影調調節工具也可用于實現較為逼真的“白夜”效果，但由于它們并非專門為這一目的而設計，所以使用時的參數調節過程相對較繁瑣。另一類方法則是基于物理模型進行仿真。盡管有關人眼視覺系統的環境適應機理的研究中尚有部分未解決的問題，前人工作中已經基于大量的實驗測量數據提出了多個經驗模型。

圖像影調處理的相關工作可分為兩類：基于物理模型的仿真方法，和面向用戶的影調調節函數。基于物理模型方法的目標為對在光照、記錄媒介、場景內容等不同條件發生改變時的影調變化進行準確的計算，得到非常逼真的結果。這類方法的例子有Pattanaik等，Shin等和Haro等的方法。Pattanaik等的方法(Pattanaik?S?N，Tumblin?J，Yee?H，etaI.Time-Dependent?Visual?Adaptation?for?Fast?Realistic?Image?Display.Proceedings?of?the?27th?annual?conference?on?Computer?graphics?andinteractive?techniques，New?York，NY，USA：ACM?Press，2000.47-54.)提出的用于實時交互用途的快速視覺適應函數。Shin等(Shin?J，Matsuki?N，Yaguchi?H，et?al.A?Color?Appearance?Model?Applicable?inMesopic?Vision.Optical?Review，2004，11(4)：272-278.)提出的基于實驗數據的過渡視覺模型。Haro等(Haro?G，Bertalm′o?M，Caselles?V.Visual?Acuity?in?Day?for?Night.International?Journal?of?Computer?Vision，2006，69(1)：109-117.)提出的數字“白夜”系統等。另外還可以將物理模型嵌入渲染工具中，進行夜晚場景的渲染。因其結果的高度科學性，這類方法常被應用于圖像顯示硬件和渲染結果校正中。不過這類基于物理模型的仿真方法往往參數系統相當復雜，不便于用戶對計算結果進行進一步的操控。