Hluk optimální zachycení fotografie s vysokým dynamickým rozsahem

Link: http://people.csail.mit.edu/hasinoff/hdrnoise/

Publikace

Samuel W. Hasinoff, Frédo Durand a William T. Freeman, hluk optimální zachycení fotografie s vysokým dynamickým rozsahem. Proc. 23 IEEE Conference v počítačovém vidění a rozpoznávání vzorů, CVPR 2010, pp.. 553-560 [pdf]
Abstraktní
s vícenásobnými expozicemi je zavedeného přístupu pro zachycení scén s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) i pro redukci šumu. Ale co je optimální sada fotografií zachytit? Typický přístup k zachytávání HDR používá sadu fotografií s geometricky rozložených expoziční časy, v pevné nastavení ISO (obvykle ISO 100 nebo 200). Naproti tomu ukazujeme, že zachytit sekvenci s optimální nejhorší výkon, obecně používá mnohem vyšší a variabilní nastavení ISO a tráví nepřiměřeně delší dobyté temné části scény. Na základě podrobné modelu hluku, ukážeme, že optimální zachytávání lze formulovat jako problém mixovaném celočíselném programování. Ve srovnání s typickou HDR zachytávání, naše metoda umožňuje nám dosáhnout vyšší nejhorší SNR v průběhu zachytávání (pro některé fotoaparáty, až 19 dB zlepšení v nejtmavší oblasti), nebo mnohem rychlejší digitalizaci pro stejné minimální přijatelné SNR. Naše experimenty demonstrovat tuto výhodu pro skutečné a syntetické scény.
Doplňkový materiál

nástavcem s tmavě proudového šumu, diskuse o vysoké versus různou ISO [pdf]
plakát na CVPR 2010 [pdf]
kurz pozvaní na ICCP 2010, základy výpočetní fotografie: senzory a šum [pptx]

syntetické příklad: Nancy kostel (obr. 4-6)

zdrojové HDR fotografie zdvořilostní Rafał Mantiuk [CC3.0 licence]
dynamický rozsah 33900 (15,1 zastaví)
vrcholů předpokládá k nasycení v 1/100s na ISO 100
šum a dynamický rozsah Canon EOS 1 D Mark III simulované
LDR obrazy nasycení na 15280 (může zdát podexponovaných v 16-bit formátu)
pozemní pravdy – HDR, tonemapped
expozice bracketing ±2 zastaví – vstup, sloučila HDR (2,8 dB), tonemapped
ISO 100 , 3 obrázky (1/100, 1/25, 1/6) s
naši SNR-optimální sekvence – vstup, sloučila HDR (14,6 dB), tonemapped
rozpočet a #photos jako expoziční bracketing
3200 ISO (1/3200, 1/125, 1/5) s
SNR grafy – předpověděl

reálný příklad: stůl zátiší (obr. 7)

HDR fotografie od Sam Hasinoff [CC3.0 licence]
dynamický rozsah 6500 (12,7 zastaví)
světla nasytit v 1/800s na ISO 100
Canon EOS 1D Mark III, 10MP CCD snímky
hustě vzorku “kostra pravdy” sekvence – vstup, sloučila HDR, tonemapped
ISO 100, 17 obrázků (1/3200, 1/1600,…, 20) s
expozice bracketing ±1 stop – vstup, sloučila HDR (5,9 dB měřeno), tonemapped
ISO 100 , 3 obrázky (1/800, 1/400, 1/200) s
naši SNR-optimální sekvence – vstup, sloučila HDR (16,2 dB měřeno), tonemapped
rozpočet a #photos jako expoziční bracketing
ISO 800 (1/6400) s + ISO 6400 (1/1600, 1/125) s
SNR grafy – předpověděl

Potvrzení
této práce byla částečně podpořena NSERC postgraduálním Fellowship, NSF kariéra cenu 0447561, Quanta T-Party , NGA NEGI-1582-04-0004, MURI Grant N00014-06-1-0734 a dary od společnosti Microsoft, Google a Adobe. F. Durand uznává Microsoft výzkum nové fakulty stipendium a stipendium Sloan. Díky Rafał Mantiuk za uvolnění církevní obraz HDR Nancy pod licencí Creative Commons.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *