br>[0061] 也就是說，在計(jì)算出響應(yīng)函數(shù)系數(shù)Cn后，就能夠得到相應(yīng)的輻射逆響應(yīng)函數(shù)g。進(jìn) 而，在獲取到輻射逆響應(yīng)函數(shù)g之后，輻射響應(yīng)函數(shù)f就可以通過對(duì)輻射逆響應(yīng)函數(shù)g求逆 而得到。
[0062] 綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了估計(jì)相機(jī)的輻射響應(yīng)函數(shù)，該輻射響應(yīng)函數(shù) 估計(jì)方法可以簡單地歸納為由以下三步組成：
[0063] (1)輸入采用不同曝光度所采集的圖像之間的有效強(qiáng)度值映射對(duì)；
[0064] (2)建立用于求解尋找最小誤差總和的線性方程；
[0065] (3)求解該線性方程組，以求出響應(yīng)函數(shù)系數(shù)Cn。
[0066] 因此可以看出，在根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法過程中，將估計(jì)成 像設(shè)備的輻射響應(yīng)函數(shù)的過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在具有不同曝光度的多幅圖像之間盡可能地獲 得真正可靠的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值映射對(duì)的過程，從而使得輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)變得現(xiàn)實(shí)可行。
[0067] 3、輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法
[0068] 在下文中，將參考圖2來描述根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法的總體 流程示例。
[0069] 圖2是圖示了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法的總體流程圖。
[0070] 該輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法用于估計(jì)成像設(shè)備的輻射響應(yīng)函數(shù)，并且如圖1所示， 該輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法可以包括：
[0071] 在步驟S110中，獲取所述成像設(shè)備采用不同曝光度所采集的多幅圖像。
[0072] 在步驟S120中，分別將各幅圖像劃分為多個(gè)圖像區(qū)域。
[0073] 在步驟S130中，在所述多幅圖像中的至少一個(gè)圖像對(duì)之間查找一個(gè)或多個(gè)圖像 區(qū)域匹配對(duì)，各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)包括所述至少一對(duì)圖像中彼此匹配的兩個(gè)圖像區(qū)域。
[0074] 在步驟S140中，針對(duì)各個(gè)圖像對(duì)，根據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)中各個(gè) 像素的強(qiáng)度值來確定所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系，所述總體強(qiáng)度值映射關(guān)系指示出 所述圖像對(duì)中各個(gè)強(qiáng)度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0075] 在步驟S150中，根據(jù)各個(gè)圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系來估計(jì)所述輻射響應(yīng)函 數(shù)。
[0076] 接下來，將參考圖3來更加詳細(xì)地描述上述的各個(gè)步驟。
[0077] 圖3(a)到圖3(d)是圖示了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的輻射響應(yīng)函數(shù)估計(jì)方法的過程示 意圖。
[0078] 具體地，在步驟S110中，可以首先輸入由成像設(shè)備（例如，相機(jī)）采用不同的曝光 度采集的多幅圖像。
[0079] 成像設(shè)備的曝光過程就是攝影者對(duì)拍攝環(huán)境光線照明狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，然后調(diào) 節(jié)快門和光圈的組合，使成像介質(zhì)曝光，記錄光線。曝光度的數(shù)值，或稱之為曝光值EV，通常 是由快門速度值和光圈值組合表示攝影鏡頭通光量的一個(gè)數(shù)值。
[0080] 在一個(gè)實(shí)施例中，為了在后續(xù)步驟中獲得更加準(zhǔn)確的匹配區(qū)域，采用不同的曝光 度所采集的圖像組可以是指針對(duì)同一場(chǎng)景采用不同的曝光度進(jìn)行圖像拍攝。替換地，采用 不同的曝光度所采集的圖像組也可以是針對(duì)同一場(chǎng)景但拍攝角度發(fā)生了一定偏移的不同 曝光度圖像，但不同曝光度圖像之間具有一定的重疊區(qū)域。顯然，在場(chǎng)景之間的重疊區(qū)域越 大越好。
[0081] 為了便于描述，下面將以前者情況為例來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0082] 參考圖3(a)，例如，在步驟S110中輸入了相機(jī)拍攝的與同一場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的兩張具 有不同曝光度的圖像II和ΙΓ。仔細(xì)觀察圖3(a)可以看出，由于物體或相機(jī)的運(yùn)動(dòng)，不同 曝光度的兩幅圖像間存在一些差別。如在圖3(a)的下方圖像中，與圖3(a)的上方圖像不 同地，最新出現(xiàn)了由圓柱形標(biāo)識(shí)的額外物體。
[0083] 接下來，在步驟S120中，可以對(duì)輸入的各幅圖像分別進(jìn)行圖像分割，即將各幅圖 像分別分割為不同的圖像區(qū)域，并且將代表同一物體的圖像區(qū)域采用同一標(biāo)記號(hào)進(jìn)行標(biāo) 記，以便在后續(xù)區(qū)域匹配時(shí)使用。
[0084] 當(dāng)前有很多圖像分割方法，例如聚類法、基于壓縮的方法、基于直方圖的方法、基 于區(qū)域的方法、邊緣檢測(cè)方法、基于圖分割方法等。在本發(fā)明的實(shí)施例中，任何能夠進(jìn)行圖 像分割的方法都能被使用。
[0085] 繼續(xù)參考圖3(a)，可以看出，在圖3(a)的上方圖像II中，將整幅圖像劃分為3個(gè) 圖像區(qū)域，其分別由矩形、三角形、和圓形表示，而在圖3(a)的下方圖像ΙΓ中，將整幅圖像 劃分為4個(gè)圖像區(qū)域，其分別由矩形、三角形、圓形、和圓柱形表示。
[0086] 然后，在步驟S130中，可以基于在步驟S120中的圖像分割結(jié)果，在具有不同曝光 度的多幅圖像之間查找相同的圖像區(qū)域。
[0087] 例如，如果在步驟S110中僅僅輸入了采用不同曝光度所采集的兩幅圖像，則可以 直接在這兩幅圖像之間查找相互匹配的圖像區(qū)域。
[0088] 或者，如果在步驟S110中輸入的是在不同拍攝時(shí)間采用不同曝光度所采集的多 幅圖像，則可以在所述多幅圖像之中選擇至少一個(gè)圖像對(duì)。例如，可以在所述多幅圖像之中 任意地選擇一個(gè)或多個(gè)圖像對(duì)。替換地，也可以基于圖像的拍攝時(shí)間，在拍攝時(shí)間相鄰的某 兩幅、或每兩幅圖像之間查找相互匹配的圖像區(qū)域。
[0089] 此外，可以采用任何區(qū)域匹配判斷方法來在具有不同曝光度的多幅圖像之間查找 相同的圖像區(qū)域。例如，可以基于諸如顏色、紋理、邊緣、角點(diǎn)之類的各種圖像特征來判斷它 們?cè)趦煞鶊D像之間的相似程度，以查找區(qū)域匹配對(duì)。
[0090] 參考圖3(b)，例如，可以在圖3(a)所示的圖像區(qū)域劃分結(jié)果的基礎(chǔ)上，在圖3(a) 的上方圖像II與下方圖像ΙΓ之間查找兩張圖像之間的相同圖像區(qū)域（例如，其中具有相 同物體的區(qū)域），每對(duì)相同物體構(gòu)成一組匹配區(qū)域。在圖3(b)中，采用不同的顏色和數(shù)字來 標(biāo)識(shí)不同的圖像區(qū)域匹配對(duì)，例如，上方圖像II中的圖像區(qū)域R1與下方圖像II'中的圖像 區(qū)域R1'是一個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，上方圖像II中的圖像區(qū)域R2與下方圖像ΙΓ中的圖像 區(qū)域R2'是一個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，上方圖像II中的圖像區(qū)域R3與下方圖像ΙΓ中的圖像 區(qū)域R3'是一個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，而未能在上方圖像II中查找到與下方圖像ΙΓ中的圖像 區(qū)域R4'匹配的圖像區(qū)域。
[0091] 接下來，在步驟S140中，可以基于在步驟S130中的圖像區(qū)域匹配結(jié)果，針對(duì)各個(gè) 圖像對(duì)，根據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)中各個(gè)像素的強(qiáng)度值來確定所述圖像對(duì)的 總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0092] 在第一實(shí)施例中，可以將具有不同曝光度的圖像中的一個(gè)或多個(gè)匹配區(qū)域之間的 像素點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接對(duì)應(yīng)來確定所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系，以進(jìn)行輻射響應(yīng) 函數(shù)的估計(jì)。
[0093] 由于該第一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的前提是假設(shè)針對(duì)同一場(chǎng)景或不同場(chǎng)景的每兩張不同曝 光度圖像中的一個(gè)或多個(gè)匹配區(qū)域之間，像素點(diǎn)位置完全一一對(duì)應(yīng)，因此，該方法在相機(jī)拍 攝角度發(fā)生較大變化，或突然有場(chǎng)景中先前不存在的物體出現(xiàn)時(shí)，該方法可能由于無法獲 得匹配區(qū)域之間的良好配準(zhǔn)（registration)而失效。
[0094] 為此，在第二實(shí)施例中，本發(fā)明可以使用直方圖統(tǒng)計(jì)法對(duì)每兩張不同曝光度圖像 中的一個(gè)或多個(gè)匹配區(qū)域中的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而無需像素點(diǎn)與像素點(diǎn)之間 的直接映射，以更加魯棒地確定所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。所述總體強(qiáng)度值映射 關(guān)系指示出所述圖像對(duì)中各個(gè)強(qiáng)度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且包括一個(gè)或多個(gè)總體強(qiáng)度值映 射對(duì)。
[0095] 為了獲得一個(gè)圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系，首先可以獲得所述圖像中的各個(gè)圖 像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系。所述局部強(qiáng)度值映射關(guān)系指示出所述圖像區(qū)域匹配 對(duì)中各個(gè)強(qiáng)度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且包括一個(gè)或多個(gè)局部強(qiáng)度值映射對(duì)（下面，在不會(huì) 產(chǎn)生混淆的情況下，有時(shí)也將其簡稱為強(qiáng)度值映射對(duì)）。
[0096] 為此，在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)中各個(gè)像素的強(qiáng) 度值來確定所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系，即步驟S140,可以包括：針對(duì)所述圖像對(duì) 中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，根據(jù)所述圖像區(qū)域匹配對(duì)中各個(gè)像素的強(qiáng)度值來確定所述圖像區(qū) 域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系，所述局部強(qiáng)度值映射關(guān)系指示出所述圖像區(qū)域匹配對(duì)中 各個(gè)強(qiáng)度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；以及根據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映 射關(guān)系來生成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0097] 也就是說，為了獲得一個(gè)圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系，首先可以基于在步驟 S130中所獲得的區(qū)域匹配結(jié)果，在具有不同曝光度的兩幅圖像之間，建立各個(gè)相同圖像區(qū) 域在不同曝光度下形成的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系。如上所述，為了防止直接像素點(diǎn)映射法帶 來的誤差干擾，本發(fā)明可以使用直方圖統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行局部強(qiáng)度值映射關(guān)系的建立。
[0098] 在一個(gè)實(shí)施例中，在使用直方圖統(tǒng)計(jì)法建立局部強(qiáng)度值映射關(guān)系的情況下，根據(jù) 所述圖像區(qū)域匹配對(duì)中各個(gè)像素的強(qiáng)度值來確定所述圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射 關(guān)系可以包括：分別對(duì)所述圖像區(qū)域匹配對(duì)中兩個(gè)圖像區(qū)域中的各個(gè)像素點(diǎn)的強(qiáng)度值分布 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以生成分別用于所述兩個(gè)圖像區(qū)域的兩個(gè)強(qiáng)度值分布直方圖；將所述兩個(gè)強(qiáng)度 值分布直方圖中的一個(gè)作為參考直方圖，并且將所述兩個(gè)強(qiáng)度值分布直方圖中的另一個(gè)作 為目標(biāo)直方圖；以及將所述目標(biāo)直方圖映射到所述參考直方圖，以形成所述局部強(qiáng)度值映 身寸關(guān)系。
[0099] 例如，在圖3(c)中示出了通過直方圖統(tǒng)計(jì)方法建立強(qiáng)度值映射關(guān)系。其中圖3(c) 中的各個(gè)直方圖對(duì)分別表示出對(duì)圖3(b)所示的各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)（而非整幅圖像）中 的各個(gè)像素點(diǎn)的強(qiáng)度值分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所獲得的結(jié)果。例如，圖3(c)中的最上方的一對(duì)直方 圖可以分別表示圖3(b)中的圖像區(qū)域匹配對(duì)R1和R1'的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果， 以此類推，并且圖3(c)中的最下方的一對(duì)直方圖可以分別表示圖3(b)中的圖像區(qū)域匹配 對(duì)R3和R3'的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
[0100] 為了上述步驟，直方圖規(guī)則化就是一種常用的強(qiáng)度值映射關(guān)系建立方法。也就是 說，在一個(gè)實(shí)施例中，將所述目標(biāo)直方圖映射到所述參考直方圖，以形成所述局部強(qiáng)度值映 射關(guān)系可以包括：對(duì)所述參考直方圖和所述目標(biāo)直方圖進(jìn)行規(guī)則化，以使得所述參考直方 圖和所述目標(biāo)直方圖具有匹配的形狀；以及將規(guī)則化后的目標(biāo)直方圖映射到規(guī)則化后的參 考直方圖，以形成所述局部強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0101] 接下來，在獲得了一個(gè)圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系之 后，可以根據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系來生成所述圖像對(duì) 的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0102] 在一個(gè)特殊情況下，如果在步驟S130中僅僅獲得唯一一個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，則在 這里，可以直接將該唯一圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系確定為圖像對(duì)的總體強(qiáng)度 值映射關(guān)系。
[0103] 更一般地，如果在步驟S130中獲得了多個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)，則在這里，可以需要 采用特定方法，以根據(jù)所述多個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的多個(gè)局部強(qiáng)度值映射關(guān)系來生成所述圖 像對(duì)的一個(gè)總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0104] 為此，在第一實(shí)施例中，可以簡單地對(duì)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部 強(qiáng)度值映射關(guān)系進(jìn)行組合，以生成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0105] 例如，可以簡單地將所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系的 并集作為所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。然而，由于即使在匹配度很高的圖像區(qū)域?qū)?中也可能存在個(gè)別的誤差點(diǎn)，所以在各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系很可能存 在個(gè)別錯(cuò)誤的局部強(qiáng)度值映射對(duì)，從而造成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系變得不夠準(zhǔn) 確。因此，為了降低個(gè)體樣本中的誤差對(duì)整體結(jié)果造成的影響，替換地，可以通過對(duì)各個(gè)圖 像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系進(jìn)行組合（例如，求算術(shù)平均）來生成所述圖像對(duì)的 總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0106] 然而，在簡單地組合所述圖像對(duì)中所有圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系來 生成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系的情況下，如上所述，由于在步驟S130中查找區(qū)域 匹配的過程中，由于噪聲等因素的影響，可能存在一些圖像區(qū)域的誤匹配對(duì)，所以，基于這 些誤匹配對(duì)所得到的圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系也將存在誤差，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)所 有局部強(qiáng)度值映射關(guān)系簡單組合而成的所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系也將不是準(zhǔn)確 的強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0107] 為此，在第二實(shí)施例中，為了防止錯(cuò)誤的圖像區(qū)域匹配對(duì)的影響，在本發(fā)明中，根 據(jù)所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系來生成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng) 度值映射關(guān)系可以包括：根據(jù)在所述圖像對(duì)中各個(gè)圖像區(qū)域匹配對(duì)的局部強(qiáng)度值映射關(guān)系 中包括的各個(gè)強(qiáng)度值映射對(duì)來確定有效的強(qiáng)度值映射對(duì)集合；以及根據(jù)所述有效的強(qiáng)度值 映射對(duì)集合來生成所述圖像對(duì)的總體強(qiáng)度值映射關(guān)系。
[0108] 顯然，可以通過各種方式來獲得有效的強(qiáng)度值映射對(duì)集合。簡單起見，在一個(gè)實(shí)施 例中，可以基于隨機(jī)抽樣一致性算法（RANSAC)來進(jìn)行有效的強(qiáng)度值映射對(duì)的挑選。RANSAC 算法經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中。例如，在立體視覺領(lǐng)域中同時(shí)解決一對(duì)相機(jī)的匹配點(diǎn)問 題及基本矩陣的計(jì)算。
[0109] RANSAC算法的基本假設(shè)是，假設(shè)樣本中既包含正確數(shù)據(jù)（內(nèi)點(diǎn)inliers，其是可以 被模型描述的數(shù)據(jù)），也包含異常數(shù)據(jù)（外點(diǎn)Outliers，其是偏離正常范圍很遠(yuǎn)、無法適應(yīng) 數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)），即數(shù)據(jù)集中含有噪聲。這些異常數(shù)據(jù)可能是由于錯(cuò)誤的測(cè)量、錯(cuò)誤的假 設(shè)、錯(cuò)誤的計(jì)算等產(chǎn)生