当前课程知识点：刑侦视频图像处理 > 第4章 高动态范围（HDR)成像技术 > 4.1引言-什么是HDR图像 > 4.1引言-什么是HDR图像
同学们大家好
我们来看一下
HDR图像处理的引言部分
首先我们来看这两幅图像
这两幅图像的存储格式
是*.hdr的格式
在这两幅图像中
同样都包含了非常亮的灯光部分
也有非常暗的
暗处部分
对于这样的场景
我们平时在用普通相机拍摄的时候
很难做到
把每个细节都拍摄得非常清晰
但是在这幅图像中
它就做到了
比如在灯光背景处
花纹的细节
拍得很清晰
而在桌子上
一些暗处的地方
也拍得非常清晰
这就是HDR图像
在现实世界中
自然场景
它具有非常宽广的亮度范围
亮度变化从10的-4次方
坎德拉/平方米
到10的6次方坎德拉/平方米
动态范围能够达到10个数量级
而人类视觉系统
在同一场景中
可以感知的动态范围
也能超过5个数量级
但是当前我们的相机
它的成像传感器
单次曝光
可以捕获的动态范围
却是非常有限的
最大的动态范围
不超过3个数量级
这样的话
我们记录的图像
它的像素值
多采用每颜色通道
8bit来进行存储
导致我们生成的这种标准图像
也称低动态范围图像中
常常会出现过曝光
或者欠曝光的现象
也就丢失了一部分的场景信息
如图所示这个场景是在
白天阳光非常强烈的情况下
所拍摄的图像
这两幅图像
是8bit存储的图像
在进行拍摄的时候
通过调整相机的曝光参数
拍出了两幅图
一幅是欠曝光图像
一幅是过曝光图像
在欠曝光图像中
我们能够看清楚
光线非常亮的蓝天白云
而对于过曝光图像
我们能够看清楚
这个场景中比较暗的部分
门、门帘和窗户的细节
对于这个场景
我如果想在一张图像中
同时保留蓝天白云
和暗处的门帘以及窗户
我们用普通的8bit图像
是很难做到的
因此我们需要研究高动态范围图像
也就是HDR图像
在2015年8月27日
美国消费者技术协会
公布了Hdr10标准
HDR才真正走进了我们的生活
就像今天所有的hdr电视
以及手机
都支持这个标准
这是从网上找到的一幅图像
图像中展示的两台电视
在HDR功能开启后
能够明显的看出它画面的对比度
更加强
而且亮部的细节信息更加突出
而暗部的表现则是更加黑暗
同时画面也更加具有感染力
第2个问题
我们来讲一下
高动态范围图像
在刑侦中的应用
刚才也说到了
自然场景
数字图像的采集设备
显示设备
以及人类的人眼视觉系统
这4者它的亮度范围不匹配
导致了所见不能所得
就是人眼的场景
不能用图像真实的记录下来
在刑侦办案中
我们用数码相机
来拍摄一些背光场景
还有室外大范围的概貌照片
以及车灯、路灯
和较暗的夜色等场景的时候
不论如何调整相机的曝光参数
光圈曝光时间
都会有特别暗
或者特别亮的区域
并且在这些区域内的
细节信息丢失严重
这样就会出现很多
曝光过度
或者是曝光不足的照片
所以一幅数字图像
它不能同时包含场景中
亮度级别较高
或者是较低地方的细节信息
使用目前的数字图像采集设备
无法记录比较全面的
犯罪现场概貌
这也就严重影响了
案件的分析和侦破
而概貌照片
也是在刑侦办案中
必不可少的一个资料
另外在监控系统中
监控摄像设备
它一般是架在高处
以较大范围的场景为拍摄对象
试图将场景内
所有的物体人物
概貌都拍摄清楚
来记录表现犯罪现场的完整面貌
以及现场内各部分的关系
它可以说明案件的性质特点
犯罪手段和犯罪过程等
所反映的现场概貌
包括现场的范围
现场的整体状况和特点
他能够清楚地表现出
现场范围内的各个物体
犯罪痕迹
和物证之间的相互关系和联系
因此监控摄像的图像
必须非常全面
这样的概貌照片
对于一些疑难案件的寻找分析
确定证据往往起着至关重要的作用
因此它要求图像内的
所有内容
必须要清晰
然而有许多视觉效果
不尽人意的
监控视频照片
例如如图所示的
在夜间灯光下的人物和物体
以及刺眼的车灯旁的车牌
还有光线偏暗
和光线比较强烈的人物
如这三幅图所示
拍摄的效果都不是很好
我们就不能够
达到我们所要的一种效果
这成为阻碍案件侦破的
一大瓶颈
上述高动态场景中
信息丢失的根本原因
就在于真实场景的亮度范围
超过了监控摄像设备本身
所能容纳的动态范围
有人说
我们可以用高动态摄像设备
来弥补上述的缺陷
但是大家有没有想过
目前监控摄像头它的密度大
成本低
因此不具备高动态的功能
当前学术界
对于此类不清晰的视频图像
多采用图像去噪
增强去模糊锐化等算法
使图像更加清晰
但是这种清晰
它的效果是有限的
而工业界多采用更换更高级的
硬件设备
这无疑会增加成本
即便是这样
有时更高级的硬件设备
也不能够
拍摄到眼睛所能看到的图像
因此
我们必须寻找其他的方式来解决
由于这种光照强度
所导致的图像不清晰的问题
而高动态范围图像
在一定程度上
能够弥补这一不足
它能够解决
由于光照不适
所导致的图像不清晰
尽量让它能够达到
所见即所得的效果
好
这节课就到这
谢谢大家
-1.1 绪论（上）
--1.1绪论（上）
-1.2 绪论（下）
-第1章测试
-2.1 光照不良图像增强处理（上）
-2.2 光照不良图像增强处理（下）
-第2章习题
-3.1图像超分辨率重建技术概述
-3.2基于插值的图像超分辨率重建
-3.3基于深度学习的图像超分辨率重建之神经网络
-3.4基于深度学习的图像超分辨率重建
-3.5基础知识介绍
-3.6压缩感知与超分辨率重建
-3.7基于压缩感知字典学习的超分方法
-第3章测试一
-第3章测试二
-4.1引言-什么是HDR图像
-4.2 概述-HDR图像处理的研究内容
-4.3HDR图像获取—多曝光融合
-4.4色调映射基础
-第4章测试题
-5.1图像水印技术概述
-5.2图像单水印技术
-5.3图像双水印技术
-第5章测试题
-6.1图像检索概述
-6.2词袋(BOW)特征描述
-6.3VLAD特征编码
-6.4PCA降维
--6.4PCA降维
-7.1 监控视频编码的作用
-7.2 监控视频编码的标准
-7.3 监控视频编码标准
-第7章测试
-8.1运动目标检测
-8.2运动目标跟踪
-第8章测试题
-9.1高光谱图像基础知识
-9.2高光谱图像的应用
-9.3高光谱图像处理
-第9章测试题
-10.1现勘足迹的基本知识
-10.2现勘足迹提取方法
-10.3结构光测量技术概况
-10.4结构光提取原理
-10.5现勘三维现场重建技术
-10.6基于二维图像的三维现场重建
-10.7基于深度信息的三维现场重建
-10.8应用案例
--10.8应用案例
-第10章测试题
-11.1研究背景与意义
-11.2图像预处理技术
-11.3基于LBP纹理的鞋印检索
-11.4基于SIFT特征的鞋印检索
-第11章测试题
-12.1什么是案件的智能串并？
-12.2实现智能串并案的机遇与挑战
-12.3智能串并案的实现策略与方案
-12.4真实案件智能串并的实现
-第12章测试题
-13.1刑侦模拟画像概述
-13.2 刑侦模拟画像计算机辅助系统
-13.3刑侦模拟画像计算机辅助系统：两维三维画像辅助
-第13章测试题
