VisualApplets
基礎與範例

像素值 在圖片 i 中，其像素座標為 進行明確的生命週期管理即呼叫 可表示為輻照度值的函數 以及 曝光時間 :

當我們定義 由此可知：

在這裡我們呼叫 響應曲線。 它描述了像素值與 關於曝光時間 至場景輻照度 . 假設該值對每個像素而言都是恆定的。 鑑於 進行明確的生命週期管理即呼叫 , 可透過奇異值分解 方法計算 [Deb97]. 現在可以使用以下表達式來建立一張 HDR 影像 [Deb97]:

其中 是對數輻照度值（底數 ) 在 生成的 HDR 影像中的座標 x,y 處。對於彩色影像 分別是紅色、綠色 和藍色的數值 (, 進行明確的生命週期管理即呼叫 ). 也就是說， 方程式 34 必須分別針對紅、綠、藍三種顏色值進行計算。 是曝光次數。 在 方程式 34 是一個加權函數：

針對包含極暗與極亮物體、亮度範圍極廣的場景，已於 VisualApplets 中實作 HDR/LDR 演算法，適用於 灰階（「HDR_CRC_Gray.vad」）、拜耳（「HDR_CRC_Bayer.vad」）及彩色（「HDR_CRC_Color.vad」）相機影像。 影像傳輸至電腦後，場景中的每個物體皆能正確顯示。 設計「HDR_CRC_Bayer.vad」的基本結構如圖347 所示。所有範例均遵循相同原則。 對於拜耳模式的原始影像，每個影像像素的紅、綠、藍值皆在 HierarchicalBox Bayer 中，採用 Bayer5x5Linear 運算子中計算。此方塊僅為範例「HDR_CRC_Bayer.vad」的內容。 在方塊 ImageSequence 中緩衝了一組三張影像。這三張影像應具備三種不同的曝光時間，以進行 HDR-LDR 處理。 應選擇適當的曝光時間，確保曝光序列中的每張影像中，每個像素 均不會出現曝光不足或過度曝光的情況。 您可透過以下運算子設定這些時間 SignalWidth width1 至 width3 在 HierarchicalBox 中 觸發器 （參見圖348）。 請注意，時間尺度為 8 ns 的系統時鐘計數。運算子 Generate-Period 的設定值必須至少大於 運算子 SignalWidth的操作子所耗費的最長時間。 width1 至 width3。此外，請參閱運算子 Generate-Period 的最小週期長度。 這三張影像將依照上文所述的 Debevec 和 Malik [Deb97] 提出的 HDR 演算法進行合併。此演算法已實作於 HierarchicalBox HDR 中（圖347）。對於灰階、拜耳及彩色影像，其實作方式均相同。 LDR 演算法實作於 LDR中實現。針對彩色／拜耳影像與灰階影像的實作方式有所不同（參見章節 及 ）。生成的 RGB 影像之色彩，則在 HierarchicalBox OutputToPC中進行合併。此盒子在範例「HDR_CRC_Gray.vad」中並不存在。 運算子 SourceSelector 可讓使用者選擇要透過 DMA 傳輸的對象，是已處理的 HDR-LDR 影像，還是 （經拜耳去馬賽克處理的）相機原始影像。

在圖中， 349 您可以查看 HierarchicalBox 的內容 HDR. 對於這組具有緩衝的 影像序列中的三張影像，分子中的加數 以及分母 的 方程式 34 是針對 圖片一至三所計算的（HierarchicalBox 圖片1 設為 圖片3) 分別針對紅色、綠色和藍色。

在圖中， 350 您可以在圖 1 的「HierarchicalBox」中看到關於紅色所做的這項計算 Red 在盒子裡 圖片1) 作為範例。所有影像的所有顏色皆以相同方式進行處理。相機響應曲線 (CRC) 的對數值會透過 HierarchicalBox 中的查表表， 映射至 (紅/綠/藍) 像素值 超過127 若像素值大於 127 或位於方框內 underequal127 若像素值小於或等於 127。這些查找表的內容 gO127 進行明確的生命週期管理即呼叫 g_ueq_127 因為 紅色、綠色和藍色的顏色可透過 Matlab 程式模組「HDR_CRC.m」、「sample.m」和「gsolve.m」（位於 \examples\Processing\Advanced\HighDynamicRange\ 目錄下）進行計算，這些模組 是基於 Debevec 和 Malik 的程式碼 [Deb97] 並部分參考 M. Eitz 的例子 [Eit07]. 請參閱「HDR_CRC.m」中的簡明說明手冊，以獲取有關如何使用此程式碼的進一步指示。 透過 CONST 運算子 LNdt1 （以及類比 LNdt2 進行明確的生命週期管理即呼叫 LNdt3 （針對圖 2 和 3） 可設定曝光時間的對數（底數：e）值。請注意，此值必須乘以 由於有 16 個分數位元。 可透過參數選擇相應的時間基準 LNTimeBase. 的值為 , 或 將時間尺度設定為秒、毫秒或 微秒。在查表中 重量 如圖所示。 350 的加權函數 方程式 35 已實作。透過 Matlab 程式模組「HDR_CRC.m」、「sample.m」及「Weight.m」，即可建立加權表「Weights.txt」 。 請一併參閱「HDR_CRC.m」中的簡短說明手冊 （若處理灰階影像，則請參閱「HDR_CRC_Gray.m」）以獲取進一步指示。HierarchicalBox 的最終輸出結果 Red （以及類比 綠色 進行明確的生命週期管理即呼叫 Blue) 在盒子裡 圖片1 （以及類比 圖片2 進行明確的生命週期管理即呼叫 圖片3) 接著是 進行明確的生命週期管理即呼叫 .

回到圖中。 349 作為盒內內容物 HDR. HDR 色彩成分對數值的計算 , 進行明確的生命週期管理即呼叫 根據 方程式 34 在包廂內進行 Red, 綠色 進行明確的生命週期管理即呼叫 Blue. 對分子中所有分量進行求和 以及 分母 此處實作了值與最終除法 （參見圖中的紅色部分 351 （例如）。

那個盒子 Lw 如圖所示。 349 包含 HDR 顏色數值的計算 , 進行明確的生命週期管理即呼叫 根據其對數值。 指數函數是透過查表來實現的。接著，根據 HDR 色彩分量，依照以下公式計算出相對「世界」亮度「Lw」： 方程式 38. 根據 方程式 39 是在方框中計算出來的 Lw_d 在模組中 LDR （參見基本設計結構圖。） 347). 該文的全部內容為 LDR 如圖所示。 352.

該模組 Ls 包含根據以下公式計算的歸一化亮度： 方程式 37 即相對「世界」亮度的比值，再乘以其平均值 並乘以一個「亮度參數」 a. 透過調整此參數值，您可以改變最終處理後影像的亮度。您可以在 VA 設計中的註解框中找到此參數的適當數值；若想進一步了解，請參閱 [Rei02]. LDR_亮度 根據以下公式 計算 LDR 亮度 方程式 36. 此數值最終會與 HierarchicalBox 的輸出相乘 HDRColor , 進行明確的生命週期管理即呼叫 分別針對紅色、綠色和藍色這三個色分量。所得結果即為 LDR 的紅色、綠色和藍色色分量 [Fat02] 為經處理後的輸出影像。 HierarchicalBox 的內容 LDR 圖中顯示了灰階影像的處理方式。 353.

在 HierarchicalBox 中 Exp_Ln 是根據 其對數值計算得出的 由於進行了 HDR 處理（方程式 34). 在方框內 SQRT 根據第 節中的演算法，計算出平方根 . 結果除以它本身 加上 . 該數值的 此外，還可透過操作員設定輸出影像的亮度 ShiftLeft_亮度.