宽动态相机是指较普通相机有更大动态范围成像能力的相机。随着人们对影像质量的要求越来越高，宽动态、低照度等已经成为衡量相机性能的重要指标。目前有两种方法实现相机的宽动态特性，一种是利用宽动态传感器，另一种是利用多曝光的高动态范围成像(High Dynamic Range Imaging, HDRI)技术。前者的实时能力强，但成本高，处理效果一般。而后者的计算复杂度高，实时性相对要差一些，但成本低、成像质量高，若可以在此基础上精简算法，在成像质量影响不大的前提下大幅度的减少计算复杂度，将会对提高产品市场竞争力有很大的帮助。本文设计了一种实现相机宽动态特性的方法。这种方法以相机的成像原理为研究出发点，以基于多曝光的HDRI技术为基础，同时兼顾图像信号处理器的特点。这种方法的优势是在计算复杂度大幅度减少的情况下，能获得与HDRI技术相近的成像效果。在文中首先对基于多曝光的HDRI技术进行了介绍，对Debevec和Grossberg提出的通过恢复相机响应曲线获得HDR图像的方法进行了详细分析。随后在其基础上提出一种获得HDR图像的快速算法，这种算法包含一种基于分段的亮度映射关系和图像融合策略。通过对未饱和区的亮度映射函数的拟合及其在饱和区的预测得到一个近似的函数，再根据亮度映射关系的区域特性分段融合图像以获得HDR图像。文中通过对成像质量和算法复杂度的评估，从成像质量、处理速度以及对伪影的抑制能力验证了本文算法的优势。