Local Laplacian Filtering : Image Detail Enhancement and Tone Mapping

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left: enhanced by fast local Laplacian filtering [2]. \(N=100, \alpha=0.25, \beta=0, \sigma_{r}=log(2.5)\), right: enhanced by gradient domain compression[3]

Introduction

本篇利用了標準的Laplacian pyramid,藉由操作修改residual layer來達到detail enhancement與tone mapping的效果。想當然是halo free;此外的特色是no optimizationno gradient domain manipulation,所以適用實作和加速。上圖則是激動人心的差異!

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這邊我實作了一個簡易版的 javascript demo ,速度很慢,不要太期待。

 

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Tone mapping: A quick survey. (Tone mapping 原理)

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假設已經有一個HDR影像,如何顯示在8-bit螢幕上哩? Tone mapping三巨頭,依照結果優排序! 三種都是local tonemapping,都是SIGGRAPH02耶! 那年真流行HDR。

  1. Gradient domain high dynamic range compression
  2. Fast Bilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images
  3. Photographic Tone Reproduction for Digital Images

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2和3的方法皆屬於edge preserving,對比度較差;而方法1屬於gradient preserving,對比度較佳。當然這三種算法的結果也反映了演算法複雜程度…

 

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Camera response curve calibration

公式參考引用數驚人的[1]”Paul E. Debevec and Jitendra Malik. Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs. In SIGGRAPH 97, August 1997.

1. Introduction

在影像處理中,有幾個主題如HDR, Lens shading correction, shape from shading等,都需精準的由intensity判斷一些重要訊息,然而在真實的相機中,input irradiance \(E\)和輸出的intensity \(Z\)未必是與曝光時間\(\Delta{t}\)呈線性關係,而是一個類似gamma curve的非線性的對應曲線。這會造成計算上的誤差,甚至是許多artifact的產生,因此校正這個關係使得整張影像的intensity \(Z\)與input irradiance \(E\)呈線性變成一個研究主題。

  • Remark: 這部分是我自己的碎碎念

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Joint Bilateral Filter ─ difference weighting from guide source (noiseless image)

bilaterslide from ECCV10 “Guided Image Filtering” Kaiming He et al.

Distance weighting &  difference weighting

我們都知道bilateral filter是一種edge preserving smooth filter,其原理在上圖中可以看知;將weighting分為兩大類distance weightingdifference weighting

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Simple range detector using flash light

[more demo]

第一篇先來個有趣的實驗,簡單方法重建栩栩如生的3D模型,文章最後附上Demo程式,希望可以提升讀者們的興趣

用普通的相機加上閃燈重建3D模型,來自於SIGGRAPH08的”A Perceptually Validated Model for Surface Depth Hallucination”

概念上是這樣的,假設一個物體為diffuse表面,也就是不反光的材質,利用有打閃光燈與沒有打閃光燈的差異可以得到一個物體表面的diffuse反射係數,想像離我們比較近的pixel強度比較大,閃燈嚴然成了一個簡易的測距工具,幾乎就要反映出物體深度拉。具體公式如下:

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