Kompenzace obrazových artefaktů v HDR obrazu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá syntézou HDR obrazu (High Dynamic Range Imaging). HDRI technologie se stala v posledních letech velice populární. Běžný a nejvíce používaný způsob vytvoření HDR obrazu je spojení více snímků stejné scény pořízených pomocí různých expozičních časů. Tato technika funguje správně pouze v případě, že se jedná o statickou scénu. Pokud je však ve scéně nějaký pohyb ve chvíli, kdy se pořizují snímky dané scény, výsledný HDR obraz obsahuje artefakty zvané jako duchy. V této práci jsou prezentovány základní informace o HDRI se zaměřením na metody odstraňující artefakty z HDR obrazů. Práce shrnuje již existující metody a dvě z nich - tzv. bitmap movement detection a histogram based ghost detection - představuje jako vhodné pro použití v real-time skládání HDR obrazu a pro implementaci na FPGA (Field-Programmable Gate Array) architektuře. Tyto metody jsou v práci implementovány v programovacím jazyce C++ jako prototypy. Navíc je zde navržena modifikace metody založené na výpočtu histogramu pro jednodušší a efektivnější implementaci na FPGA architektuře.

This thesis deals with a synthesis of high dynamic range imaging (HDRI). HDRI technology is becoming increasingly popular in recent years. A standard and most common approach to obtain an HDR image is a multiple exposures fusion that consists of combining multiple images of the same scene captured with different exposure times. This technique works perfectly only on static scenes. However, if there is a motion in the scene during a sequence acquisition, a resultant HDR image contains ghosting artefacts due to moving objects in the captured scene. Basic information about HDRI are presented in this thesis. The main focus is given to de-ghosting methods that are reviewed and two of them - a bitmap movement detection based on a median threshold and a histogram based ghost detection - are presented as suitable techniques for a real-time video capturing and implementation on FPGA (Field-Programmable Gate Array) architecture. These two methods are implemented in C++ programming language as prototypes. Moreover, a modification of histogram-based ghost detection is proposed, implemented and discussed to simplify its implementation on FPGA architecture.