高动态范围成像(High Dynamic Range Imaging,HDRI)技术较真实的还原了场景的细节信息和亮度范围,在虚拟现实、医学检测、工业图像处理、摄影等领域有着广泛的应用。高动态范围成像技术目前主要聚焦两个方面:基于硬件进一步改进的方法和基于软件合成的方法。受限于硬件的成本等因素的影响,当前研究重点主要集中在软件实现的方法上,而基于多曝光的高动态范围成像是目前较常用的方法之一。本文以高动态范围成像技术所涉及到的关键技术为研究内容,分别从高动态范围成像技术中曝光集合的获取和多曝光图像的融合两方面进行了研究,研究内容如下:1、曝光集合的获取是基于多曝光的高动态范围成像的第一步,也直接影响后续的计算量。在考虑相机最优曝光的同时兼顾场景的昏暗区域和较亮区域,本文提出了一种基于最优曝光的最小包围曝光集合的获取方法。相机的最优曝光包含了目标场景的大部分有用信息,根据相机响应函数首先估计场景的最小和最大辐射亮度,然后得到目标场景的最小包围曝光集合。实验证明,本文方法在保证合成图像质量的前提下,优化了曝光集合,减少了捕获所需时间。2、多曝光融合相比较传统的高动态范围图像的合成技术,有简单,高效等优势。本文提出了一种基于Lab颜色空间的高动态范围图像融合方法。Lab更好地分离了彩色信息和灰度信息,将亮度域与色彩域分开进行各自融合,最后将各自融合结果相结合进行显示。实验结果表明该方法在减少运算量的前提下,较好的还原了高动态范围场景。