Einzelbild-Hochdynamikbereichsabbildung durch die Erfassung und Fusion von transienten Gradienten-Multi-Flux

Eine Einzelbild-Hochdynamikbereichsabbildungsmethode (HDR) wird vorgeschlagen, die durch die Erfassung und Fusion von transienten Gradienten-Multi-Flux-Bildern erfolgt. Zunächst wird das HDR-Abbildungsgerät auf der Basis der opto-mechanisch-elektrischen Integration entwickelt. Im optischen Modul wird ein kaskadierter Strahlteilungsprisma entworfen, um das einfallende Licht in vier unabhängige und coaxiale Abbildungskanäle zu verteilen. Diese Kanäle sind mit variablen Blenden ausgestattet, die eine Kontrolle des Lichtflusses ermöglichen, der in die Abbildungssensoren eintritt. Ein maßgeschneiderter FPGA-Schaltkreis (feldprogrammierbare Gate-Array) sorgt dafür, dass verschiedene Abbildungssensoren synchron arbeiten, was die Aufnahme von Bildern bei unterschiedlichen Lichtflussniveaus in einem einzigen Schuss ermöglicht. Das mechanische Modul verwendet ein Gehäuse aus Aluminiumlegierung, um die optischen und elektronischen Module zu fixieren und auszurichten. Anschließend wird ein HDR-Fusionsalgorithmus entwickelt, um das Gerät zu ergänzen. Der Algorithmus bewahrt effektiv hochfrequente strukturelle Details sowohl in hellen als auch in dunklen Bereichen, selbst wenn es signifikante Unterschiede im Lichtfluss zwischen den Bildern gibt. Die rekonstruierten HDR-Bilder zeigen deutlich erweiterte Dynamikbereiche, die die von Bildern mit niedrigem Dynamikbereich übertreffen, wobei die strukturelle Konsistenz und visuelle Klarheit erhalten bleibt. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass der vorgeschlagene Ansatz den Dynamikbereich der erfassten transienten Bilder erheblich verbessert und feinkörnige Texturdaten wirkungsvoll bewahrt.