Buller-Optimal Avskiljning för High Dynamic Range Fotografering

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

Samuel W. Hasinoff, Frédo Durand och William Freeman T.

Publikationer

Samuel W. Hasinoff, Frédo Durand, och William T. Freeman, Ljud-Optimal Avskiljning för High Dynamic Range Fotografering. Proc. 23 IEEE Konferens på Datorn Vision och Mönster Erkännande, DVME 2010, sid 553-560 [pdf]

Sammanfattning

Att ta flera exponeringar är en väl etablerad metod både för att fånga high dynamic range (HDR) scener och för att minska bullret. Men vad är den optimala uppsättningen av foton för att fånga? Den typiska förhållningssätt till HDR fånga använder en uppsättning bilder med geometriskt fördelade exponering gånger, till en fast ISO-inställningen (vanligtvis ISO 100 eller 200). Däremot kan vi visa att fånga sekvens med optimal värsta tänkbara prestanda i allmänhet, använder mycket högre och rörlig ISO-inställningar, och spenderar oproportionerligt längre att fånga upp de mörka delarna av motivet. Baserat på en detaljerad modell av buller, vi visar att optimal avskiljning kan vara formulerad som en blandad heltalsprogrammering problem. Jämfört med typiska HDR fånga vår metod gör det möjligt för oss att uppnå högre värsta-fall-SNR i samma fånga tiden (för vissa kameror, upp till 19 dB förbättring i den mörkaste regioner), eller mycket snabbare fånga för samma lägsta acceptabla SNR. Våra experiment visar att denna fördel för både äkta och syntetiskt scener.

Kompletterande material

  • Förlängning med mörka nuvarande buller, diskussion av hög jämfört med varierande ISO [pdf]
  • Affischen presenteras på CVPR 2010 [pdf]
  • Inbjuden handledning på ICCP 2010, Fundamentals of Computational Photography: Sensorer och Ljud [pptx]

Syntetiska exempel: Nancy kyrkan (Fig. 4-6)

  • källa HDR-foto med tillstånd Rafał Mantiuk [CC3.0 licens]
    • dynamiskt utbud av 33900 (15.1 stannar)
    • höjdpunkterna antas att mätta i 1/100s vid ISO 100
    • brus och dynamiska omfång av Canon EOS 1D Mark III simulerade
    • LDR bilder mätta på 15280 (kan tyckas underexponerade i 16-bitars format)
  • ground truth – HDR, tonemapped
  • exponeringsvariation ±2 hållplatser – alternativ, sammanslagna HDR (2.8 dB), tonemapped
    • ISO 100, 3 bilder (1/100, 1/25, 1/6)s
  • våra SNR-optimal sekvensalternativ, sammanslagna HDR (14.6 dB), tonemapped
    • samma gång budget och #foton som exponering, vitbalans
    • ISO 3200 (1/3200, 1/125, 1/5)s
  • SNR grafer – predicted

Real exempel: – och Utflyktsdisk stilleben (Fig. 7)

Tack

Detta arbete fick stöd i en del av en NSERC anställning som Postdok, NSF KARRIÄR award 0447561, Kvanta T-Fest, NGA NEGI-1582-04-0004, MURI Bevilja N00014-06-1-0734 och gåvor från Microsoft, Google och Adobe. F. Durand erkänner en Microsoft Research en Ny Fakultet Gemenskap och en Sloan Gemenskap. Tack för att Rafał Mantiuk för att frigöra HDR Nancy kyrkan bild under en Creative Commons-licens.

Speglar

Leave a Reply