Recuperação de curva de respostas para High Dynamic Range Images

Recuperação de curva de respostas para High Dynamic Range Images Rodrigo Martins FCG 2005/1 Profº Marcelo Gattass

Introdução • Objetivo: criar um mapa de radiância a partir de um conjunto de imagens. • Olho humano é capaz de perceber uma maior variação de dinâmica que as imagens digitais comuns. • Permite a utilização de efeitos em imagem digital com qualidade muito maior.

Introdução • Exposição X = E * Dt • E = Radiancia. • Dt = Tempo de exposição do pixel à luz.

Processo • Após o processo de digitalização obtemos um valor Z para o pixel. • Z é uma função não linear da exposição X. • Z = f(X) • Z = f(E*Dt)

Curva de respota Zij = f(Ei * Dj ) f-1 (Zij) = (Ei * Dj ) ln f -1(Zij) = ln(Ei) + ln(Dj) g(Zij) = ln(Ei) + ln(Dj)

Curva de resposta • Como os valores em x variam de 0..255, basta recuperar os valores da função neste domínio.

Curva de resposta • O problema então pode ser definido como a resolução em mínimos quadrados para:

Curva de resposta • Sistema linear super determinado • O algoritmo proposto no paper utiliza Single Value Decomposition

Implementação • Feita em C++. • Lê um conjunto de imagens estáticas com tempos de exposição diferentes. • Utiliza Single Value Decompositon para encontrar g(Zij) e o logarítmo da exposição • Retorna as curvas de resposta para os canais R,G e B.

Programa

Escolha de pixels • Em [Deb] a escolha dos pixels é feita manualmente. • Escolha bem distribuida entre Zmin Zmax. • Algoritmo pseudo aleatório simples • Quão próximo do resultado final original ?

Resultados – Canal R

Resultados – Canal G

Resultados – Canal B

Conclusões • Escolha pseudo aleatória de pixels pode permitir reconstruir a curva corretamente. • O número de pixels para escolhas ruins torna o algortimo lento. • A função do canal B não foi tão bem recuperada quanto aos canais R e G.

Proximas tarefas • Definir um formato de arquivo para armazenamento de imagens HDR (RADIANCE, OpenEXR...) • Implementar um algoritmo para a escolha de poucos pixels que permitam reconstruir a curva de resposta.

Referências • [Deb] Paul Debevec, Jitendra Malik Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs. Siggraph.

Recuperação de curva de respostas para High Dynamic Range Images