如何在Matlab/ C++中结合两幅不同增益的图像

Question

我有两张照片，都是同时从同一台探测器上拍摄的。

这两幅图像都具有11位分辨率(是的，很奇怪，但这里就是这样)。这两幅图像的不同之处在于，一幅图像被1的倍数放大，另一幅被10的倍数放大。

如何将这两幅11位图像组合成像素值，得到一幅16位图像？基本上，这增加了最终图像的动态范围。

我对图像处理相当陌生。我知道这是有解决方案的，因为其他系统都是在FPGA中逐像素运行的。我只是希望能在Matlab的后置处理中完成这个任务，而不是现场直播。我知道在Matlab中进行按位操作可能有些困难，但是我们确实有一个教育许可证，每个工具箱都有。

正如下面提到的，这看起来很像HDR处理。目标不是艺术，而是数据保存。这最终将被放入C++中，并在自主飞行的计算机上飞行，运行标准的膨胀的HDR软件就会扼杀我们的计时要求。

谢谢你的帮助！

顺便提一句，我希望能在任何收益组合中做到这一点。2倍和30倍，4倍和8倍等。在我的直觉中，我觉得这是一个看似简单的算法或插值，但我只是不知道从哪里开始。

增益

由于对收益的含义有些混淆，我试着解释一下。在我们的自定义相机上使用的图像传感器(CMOS)具有同时输出两个不同的图像的能力，这两个图像都是从相同的曝光中获取的。它可以做到这一点，因为传感器有2不同的电放大器沿其数据路径。

在摄影方面，就像你的单反可以同时使用2不同的ISO值拍照一样。

抱歉给你添乱了

Answer 1

你提出的问题被称为“高动态范围成像”和“声调映射”。我建议你从维基百科的文章开始，然后钻研其中引用的书目。

你没有提供关于你的图像的足够的细节来给出一个更具体的答案。你提到的“收益”是什么？你是提高了传感器的增益(达到什么ISO-等效数字？)，还是使用了更长的曝光时间？11位像素值是线性的还是已经压缩的？

Answer 2

将11位范围提升到16位范围乘以(2^16-1)/(2^11-1)。

(__假设您想要线性缩放.(这在扩展时是合理的)。

如果增益是离散的(适用于11位范围)，则有两个11位图像，它们的值可能饱和。

如果增益在连续(模拟)或浮点范围内应用，那么您的值可以超出原始的11位。此外，如果增益被应用在连续(模拟)或浮点范围内，那么这些值可能首先被缩放到另一个范围，例如0,1。如果将值缩放到另一个范围，则必须将新范围的最大值除以(2^11-1)。

无论哪种方式(无论增益是否在11位范围内)，由于增益和加法，结果的值可能比原来的范围大。在这种情况下，您需要决定如何扩展它们：

• 是否要将原来的11位范围缩小到16位(可能导致饱和)？ 如果这样的倍数乘以(2^16-1)/(2^11-1)
• 要将最大值缩放到2^16-1吗？ 如果以倍数乘以(2^16-1)/( (2^11-1) * (G1+G2) )
• 是否要将实际最大值缩放到2^16-1？ 如果这样乘以(2^16-1)/(最大值(I1+I2))

编辑：

由于您不想添加图像，而是使用它们中的不同细节，所以本文可能会帮助您：

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