高动态范围(HDR)技术综述

高动态范围技术由于能够提供更多亮度和细节信息,近年来已逐渐成为国内外热点研究领域。文章主要从高动态范围成像、合成以及显示等方面论述、分析了高动态范围技术的研究现状,对主要研究算法总结并分析了其优缺点,分析了高动态范围技术的发展趋势,并给出了提高显示器动态范围的软件、硬件方案。

LED显示屏高动态范围显示技术研究

LED显示屏在环境光的影响下,其显示图像的对比度和有效动态范围会产生一定程度的下降。所谓动态范围,就是一幅图像可见区域亮度的最大值与最小值之比。本文介绍了将图像高动态范围压缩至低动态范围,同时保留原图像感观质量的高动态范围显示技术,并仿真其应用于受环境光干扰的LED显示屏后效果。实验表明,该种技术可以有效提高被环境光影响的LED显示屏图像显示质量,显示图像更加接近真实效果。

显微条纹投影小视场三维表面成像技术综述

智能制造不断向着精密化、微型化、集成化的方向发展,具有代表性的集成电路技术及其衍生出的MEMS等微型传感器技术等得以迅猛发展,快速精确地获取微型器件表面信息并进行缺陷检测对于集成电路和MEMS等产业发展具有重要意义。基于结构光的条纹投影技术具有非接触、高精度、高效率、全场测量等优点,在精密测量中发挥着重要的作用。近年来,显微条纹投影测量系统,包括其光学系统结构,系统标定,相位获取以及三维重建方法等各个方面取得了重大发展。本文回顾了显微条纹投影三维测量系统的结构原理,分析了不同于传统投射模型的小视场系统标定问题,介绍了显微投影系统结构发展过程,同时对由系统结构以及金属测量时造成的反光问题进行了分析,在此基础上,对显微条纹投影三维测量系统的发展前景进行了展望。

一种基于结构光的高反光表面三维重建算法

针对高反光表面的三维重建一直是结构光技术中的重点及难点。文章基于多重曝光法及调整投影条纹强度法,提出了一种曝光时间序列以及条纹亮度序列的选择方法,利用被测物体在不同投影条件下的表面临过曝像素点数统计直方图,结合图像中像素点数的不过曝比例,计算所求的曝光时间及条纹亮度序列,完善了针对高反光表面的高动态范围技术。实验结果表明,文章提出方法能够有效地提升高反光表面三维重建的精度,点云中有效像素点数可以达到96%以上。

高动态范围图像技术在建筑天然光设计中的应用

为了从使用者视觉舒适的角度更加有效地评估、分析和设计天然光环境,介绍了一种基于高动态范围图像技术(HDR)的辅助设计方法,并结合实际的建筑空间光环境测试案例,解释其应用方法、流程、数值准确性等问题,同时探讨了该方法的优势和局限性。

高校多媒体教室光环境视觉清晰度和舒适度评价研究

为明确高校多媒体教室光环境学生视觉清晰度和舒适度与环境亮度之间的定量关系,得到多媒体教室光环境以亮度与视觉清晰度和视觉舒适度阈值和影响趋势,本文对多媒体教室光环境的相关影响参数进行了研究。在对我国目前多媒体使用现状分析的基础上,提出以亮度为室内光环境评价的主要参数,进行学生主观评价实验。利用多媒体结合幕布投影方式并利用HDRI技术提取出能反映实验者视觉清晰度和视觉舒适度的亮度范围。最后,分析得到的实验数据,结合心理物理学阈限的操作定义,通过回归分析得到符合多媒体教室光环境中的视觉清晰度和舒适度与亮度对应的函数关系,并计算出阈值和极值点数据。本研究表明:当亮度范围在370.83 cd/m^(2)≤X≤558.47 cd/m^(2)时,同时具有较好的视觉清晰度和较好的视觉舒适度。当亮度对比度接近10∶1时,视觉清晰度最高;当亮度对比度接近5∶1时,视觉舒适度最高,随其数值变化两侧依次递减。本实验研究结果可为今后制定和修订相关法规提供依据,为我国多媒体教室光环境设计提供参考。

Photoshop中的高动态范围成像技术

运用高动态范围成像技术(HDRI技术)可以获得对场景信息记录表较完整的图像,能够完整的获取图像中最亮部与最暗部的细节,提高了图像整体的质量。高动态范围图像的获取有很多种方法,但是无论是高昂的设备还是复杂的操作对于一般的不具备专业知识的人员来说都是极为困难的。Photoshop软件的操作对于人们来说是相对简单的,本文利用Photoshop软件中的HDR色调这一功能对普通图像进行处理,主要是采用对比实验对图像进行调整,将处理后的图像与拍摄的HDR图像进行对比分析,以求得到相同的HDR效果。

Shape recovery using high dynamic range images

An effective method for object shape recovery using HDRIs （high dynamic range images） is proposed. The radiance values of each point on the reference sphere and target object are firstly calculated, thus the set of candidate normals of each target point are found by comparing its radiance to that of each reference sphere point. In single-image shape recovery, a smoothness operation is applied to the target normals to obtain a stable and reasonable result; while in photometric stereo, radiance vectors of reference and target objects formed due to illuminations under different fight source directions are directly compared to get the most suitable target normals. Finally, the height values can be recovered from the resulting normal field. Because diffuse and specular reflection are handled in an unified framework with radiance, our approach eliminates the limitation presented in most recovery strategies, i.e., only Lambertian model can be used. The experiment results from the real and synthesized images show the performance of our approach.

小学教室天然采光与人工照明的融合调查研究

随着学生近视率的增加,室内光环境受到更多关注。目前关于教室光环境的研究和标准将天然采光与人工照明割裂而谈,对于普遍存在的融合照明(白天室内照明受天然光和人工光的同时作用)情况缺乏基础的调查研究。本研究基于北京某小学,对教室不同融合照明场景的数量与质量,即照度水平和视觉舒适,开展调查。结果显示,仅依靠天然采光教室远窗处照度较低,照度极不均匀,无法全天候提供充足的照度,需使用人工照明,形成融合照明;对于近窗处照度过高问题,采取遮阳措施。综合运用天然光、人工光和适当的遮阳措施,照度均匀性从0.45提高到了0.73,统一眩光值最高值从20.48降低到10.54,表明适当的遮阳结合人工照明可以提供足够的照度与很小的眩光概率。