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Avances en la caracterización de las imágenes de alto rango dinámico o HDR

Avances en la caracterización de las imágenes de alto rango dinámico o HDR

Un conjunto de técnicas que se utilizan en el procesamiento de imágenes y que permiten una mejor visualización entre las zonas más claras y las más oscuras de una imagen.  Un trabajo de Raquel Gil Rodríguez , Javier Vázquez-Corral y Marcelo Bertalmío, investigadores del Image Processing for Enhanced Cinematography (IP4EC).

18.12.2019

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En el procesamiento de imágenes, gráficos por ordenador y fotografía, las imágenes de alto rango dinámico o HDR (High Dynamic Range en inglés) son un conjunto de técnicas que permiten un mejor rango dinámico de luminancias entre las zonas más claras y las más oscuras de una imagen que las que pueden ofrecer técnicas de imagen digital estándar u otros métodos fotográficos.  

La fotografía de alto rango dinámico o HDR permite obtener imágenes más parecidas a las visualizadas por el ojo humano. Mediante la adaptación del iris y otros métodos, el ojo humano se ajusta constantemente para adaptarse a un rango más amplio de luminancia presente en el entorno. El cerebro interpreta continuamente esta información para que podamos ver en una amplia gama de condiciones de luz. Este rango dinámico más extenso permite a las imágenes HDR representar con más exactitud el extenso rango de niveles de intensidad encontrados en escenas reales, que van desde luz solar directa hasta la débil luz de las estrellas.

Los métodos convencionales para obtener imágenes HDR parten de dos supuestos erróneos

Un artículo publicado en octubre, en la edición avanzada en línea de la revista Journal on Imaging Sciences de la SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics), demuestra que los métodos convencionales para obtener imágenes de alto rango dinámico o HDR se basan en unas asunciones equivocadas, y propone un método que, basándose en asunciones correctas, avanza en el conocimiento de esta tecnología. Se describe en un trabajo de Raquel Gil Rodríguez Javier Vázquez-Corral y Marcelo Bertalmío, miembros del grupo de investigación Image Processing for Enhanced Cinematography (IP4EC) del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF.

Como comentan sus autores, “la generación de imágenes de alto rango dinámico o HDR parten de un par de supuestos erróneos. En primer lugar, que los canales de color son independientes, y, en segundo lugar, que la función de respuesta de la cámara (CRF) permanece constante mientras cambia la exposición”. Una de las principales contribuciones de este artículo es poner de manifiesto que estos supuestos, correctos para la fotografía analógica, en general, no son válidos para las cámaras digitales.

A consecuencia de estos falsos supuestos, los resultados de los métodos HDR multiexposición son menos precisos, y cuando se mapean los tonos a menudo presentan problemas como cambios de tonalidad del color y la aparición de artefactos.

Otra de las contribuciones de este mismo trabajo es que se propone un método para estabilizar la función de respuesta de la cámara el CRF mientras se acoplan todos los canales de color, tanto para escenas estáticas como dinámicas, lo cual permite obtener resultados sin artefactos que son más precisos que los obtenidos con otras tecnologías.

Trabajo de referencia:

Raquel Gil Rodríguez , Javier Vazquez-Corral, Marcelo Bertalmío (2019), “Issues with Common Assumptions about the Camera Pipeline and Their Impact in HDR Imaging from Multiple Exposures”,  1 de octubre, vol. 2, 4, SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics) Journal on Imaging Sciences. https://doi.org/10.1137/19M1250248

 

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