High dynamic range content acquisition from multiple exposures

Abstract

The limited dynamic range of digital images can be extended by composing different exposures of the same scene to produce HDR images. This thesis is composed of an overview of the state of the art techniques and three methods to tackle the image alignment and deghosting problems in the HDR imaging domain. The first method detects the areas affected by motion, registers the dynamic objects over a reference image, and combines low-dynamic range values to recover HDR values in the whole image. The second approach builds multiscopic HDR images from LDR multi-exposure images. It is based on a patch match algorithm which was adapted and improved to take advantage of epipolar geometry constraints of stereo images. The last method proposes to replace under/over exposed pixels in the reference image by using valid HDR values from other images in the multi-exposure LDR image sequence.

El limitado rango dinámico de las imágenes digitales puede ampliarse mezclando varias imágenes adquiridas con diferentes valores de exposición. Esta tesis incluye un detallado resumen del estado del arte y tres métodos diferentes para alinear las imágenes y corregir el efecto ’ghosting’ en imágenes HDR. El primer método está centrado en detectar las áreas afectadas por el movimiento y registrar los objetos dinámicos sobre una imagen de referencia de modo que se logre recuperar información a lo largo de toda la imagen. Nuestra segunda propuesta es un método para obtener imágenes HDR multiscópicas a partir de diferentes exposiciones LDR. Está basado en un algoritmo de ’patch match’ que ha sido adaptado para aprovechar las ventajas de las restricciones de la geometría epipolar de imágenes estéreo. Por último proponemos reemplazar los píxeles saturados en la imagen de referencia usando valores correctos de otras imágenes de la secuencia.