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图像叠加(二):扩展动态范围

对于暗弱的目标必须以长时间曝光才可获得具备足够亮度的图像,而与此同时,视场内其它较亮的目标或者区域就会发生曝光过度,即饱和的现象。

比较以下2图:6分钟曝光的照片M42的云气很明显,但中央部分已呈饱和,无任何细节。而1分钟曝光的照片M42中心的恒星可分辨,但弥漫的星云则较暗淡。

 

为此,编制程序imcombine.m将2幅照片合成。明亮的部分取自1分钟的照片,暗淡的部分来自6分钟的照片。这样整个合成照片的动态范围相当于提高了2-3位。

首先,以80%饱和值作为阈值,将曝光过度照片中亮度值超过阈值的像素选出,形成一个掩模:白色表示RGB均过度,蓝色表示B分量过度……等。

接下来对曝光不足的图像做类似的处理,对于RGB三个分量分别求出一个阈值,使得根据此阈值确定的掩模与第一个图像的掩模最接近。在理想情况下,这两个掩模是相同的,但实际上总有一些偏差:

将RGB的阈值分别除以第一幅图像的阈值,得出两幅图像的匹配系数:5.9223, 5.9817, 5.8120~=378s/64s

最后,将第一幅图低于阈值的部分加上第二幅图高于阈值的部分乘以匹配系数得出最终的图像:

比较一下曝光过度的照片: