基于注意力機(jī)制的多曝光圖像融合算法

白本督，李俊鵬

（西安郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，西安 710121）

0 引言

自然場(chǎng)景有寬廣的動(dòng)態(tài)范圍，如微弱星光亮度約為10-4cd/m2，恒星強(qiáng)光亮度范圍為105～109cd/m2［1］，通過(guò)數(shù)碼單反相機(jī)拍攝記錄時(shí)，往往因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍受限，導(dǎo)致拍攝的照片出現(xiàn)過(guò)曝光和欠曝光［2］。高動(dòng)態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR）成像技術(shù)旨在擴(kuò)大圖像動(dòng)態(tài)范圍，解決由數(shù)碼相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍受限無(wú)法捕獲高動(dòng)態(tài)范圍圖像而產(chǎn)生的問(wèn)題［3］。目前，生成高動(dòng)態(tài)范圍圖像的方法大致可分為兩類：基于輻照域的多曝光HDR 圖像生成方法和基于圖像域的多曝光HDR 圖像融合（Multi Exposure Fusion，MEF）方法?；谳椪沼虻亩嗥毓釮DR 圖像生成方法連續(xù)捕獲一組不同曝光量的低動(dòng)態(tài)范圍（Low Dynamic Range，LDR）圖像集合，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)范圍的涵蓋；然后通過(guò)求解相機(jī)響應(yīng)函數(shù)（Camera Response Function，CRF）將該組不同曝光的LDR 圖像集合在輻照域合成一幅HDR 圖像；最后將HDR 圖像直接在HDR 顯示器上進(jìn)行顯示或者將HDR 圖像經(jīng)過(guò)色調(diào)映射顯示在LDR 顯示器［4］?；趫D像域的多曝光HDR 圖像融合方法使用多張涵蓋目標(biāo)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)范圍的低動(dòng)態(tài)范圍圖像集合，利用圖像融合的方式將具有互補(bǔ)信息多張不同曝光圖像直接融合為包含最多信息的單張高動(dòng)態(tài)范圍圖像［5］。

傳統(tǒng)多曝光圖像融合算法通過(guò)三個(gè)步驟獲取HDR 圖像：首先采用拉普拉斯金字塔分解、小波變換或者稀疏表示等圖像變換方法將輸入圖像轉(zhuǎn)換為特征圖；其次，根據(jù)定義的融合策略進(jìn)行特征圖融合；最后，通過(guò)色調(diào)映射得到融合更多信息的HDR 圖像［6］。然而，該類算法使用人工設(shè)計(jì)生成的特征圖進(jìn)行圖像融合，對(duì)不同的輸入圖像不具有魯棒性，因此隨著輸入圖像的改變其融合質(zhì)量也受到相應(yīng)的限制?！?br>