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当前的图像传感器的动态范围都比较小,获得的图片往往不能覆盖场景中全部的亮度等级,无法通过一次拍摄得到场景中所有的亮暗信息。而就算获取了场景中全部的亮度信息,也会因为显示设备的动态范围达不到要求而无法在普通显示器上显示。高动态范围成像(High Dynamic Range Imaging,HDRI)技术打破了图像传感器与显示器的局限性,它对同一场景拍摄一系列不同曝光的照片,通过融合的方法,将场景中的亮暗信息尽可能多得保存下来并显示在普通的显示器上,更真实地还原了人眼观察的结果。近年来,HDRI技术越来越多地应用于各种移动设备上,它是当前数字领域的研究热点之一,具有很高的研究价值与实用价值。HDRI技术主要有两种技术路线,分别是直接加权融合的多曝光融合技术与融合生成高动态图像再色调映射的技术。本文的研究主要针对融合生成高动态图像再色调映射的HDRI技术,包括色调映射技术以及噪声抑制技术等关键技术。本文主要做了以下工作:(1)提出一种亮度控制的色调映射算法。色调映射算法是HDRI技术的一个重要组成部分。本文对传统的基于直方图的噪声抑制色调映射算法进行改进,提出了显示模型修正函数,获得映射结果亮度可调的色调映射曲线,并通过映射曲线的修正与限制,解决了明显的对比度过拉伸和亮度反转问题。本文通过与其他算法效果进行主观对比,证明了本算法在图像效果上的优势;通过客观对比,证明了本算法在图像多尺度结构保真度和图像自然度上的优势。(2)提出一种适用于4Cell芯片3HDR的HDR图像噪声抑制算法。HDR图像的噪声是影响色调映射后LDR图像质量的重要因素之一。本文提出一种适用于4Cell芯片3HDR的HDR图像噪声抑制算法,首先标定多曝光序列中由芯片本身带来的crosstalk噪声,然后在图像demosaic之前采用拟合补偿曲面的方式去除该噪声,防止在结果中出现原场景不存在的格子与线条。融合获得的HDR图像平坦区,格子与线条状的结构性噪声得到了有效降低,总噪声减小了约3%～20%,由于算法在解决噪声时补偿曲面是光滑平坦的,所以不会对图像内容,包括纹理、结构等产生影响。