高动态范围(HDR)影像技术应用概述

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高动态范围（HDR）影像技术应用概述

作者：刘霞张砚

来源：《数字技术与应用》2016年第08期

摘要：高动态范围图像比起普通图像，它所能表现的画面层次更加丰富，光影效果也更加逼近现实。近年，随着高动态范围技术的革新与发展，其应用领域也再不断的扩大。目前高动态范围技术应用主要集中在影像制作、虚拟现实、遥感探测、医学检测等领域，对客观世界最真实光线的再现能力的优越性，决定了未来对高动态影像技术的追求必然会是大势所趋。

关键词：HDR 宽容度曝光采样

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）08-0253-02

1 HDR介绍

高动态范围（High-Dynamic Range，高动态范围）HDR是对同一场景采用不同的曝光值进行采样，融合成局部自适应曝光的高动态范围图像。比起普通图像，它所能表现的画面层次更加丰富，场景中的高亮度区和低亮度区的细节信息都能很好的保留下来，可以得到更加逼近现实的光影效果。高动态范围图像在影像制作、虚拟现实、遥感探测、医学检测等领域将有巨大的应用价值[1-2]。

近年随着影像技术产业的应用需求，诸多企业和研究学者都在为高动态范围图像的技术发展做出自己的努力。而对于HDR影像技术的研究，国外的科研机构主要针对硬件技术和软件实现方面，国内研究学者则主要集中在HDR的应用研究方面。

2 HDR应用现状

2.1 影像制作领域

高动态范围成像技术自20世纪30至40年代由美国摄影师查尔斯·威科夫首先提出，在20世纪晚期由美国南加州大学Paul Debevec博士公开提出了组合多个不同曝光量影像以生成HDR影像的技术，纵使感光器件或者胶片的宽容度有限，却仍然能够通过多次成像来得到高动态范围的影像[3]。富士、尼康、佳能、宾得以及索尼等公司近年也都大力发展HDR技术，努力改进CCD的生产技术，解决HDR功能内置时，由于提高相机感光度，而产生的噪点增多等诸多问题。

在HDR连续影像记录方面，Soviet Montage 2010年前首次提出双机同步拍摄方案使用2

台5DII单反照相机，用个分光棱镜把影像分成两个并分别进入两个相机，使不同位置的相机没有视差，以获取HDR的视频短片，该方案主要针对稳定画面拍摄，以确保画面像素的重合效果[4]。RED公司HDRx技术，同时获取“正常曝光”和“高光保护”即过曝光两幅画面来达到