OpenCV+计算摄影

图像去噪

cv.fastNlMeansDenoising()-处理单个灰度图像
cv.fastNlMeansDenoisingColored()-处理彩色图像。
cv.fastNlMeansDenoisingMulti()-处理在短时间内捕获的图像序列（灰度图像）
cv.fastNlMeansDenoisingColoredMulti()-与上面相同，但用于彩色图像。

常用参数为：

h：决定滤波器强度的参数。较高的h值可以更好地消除噪点，但同时也可以消除图像细节。（可以设为10）
hForColorComponents：与h相同，但仅用于彩色图像。（通常与h相同）
templateWindowSize：应为奇数。（建议设为7）
searchWindowSize：应为奇数。（建议设为21）

图像修补

我们需要创建一个与输入图像大小相同的掩码，其中非零像素对应于要修复的区域。

c 复制代码

import numpy as np
import cv2 as cv
img = cv.imread('messi_2.jpg')
mask = cv.imread('mask2.png',0)
dst = cv.inpaint(img,mask,3,cv.INPAINT_TELEA)
cv.imshow('dst',dst)
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

高动态范围

将曝光图像加载到列表中

将曝光合成HDR图像

在此阶段，我们将曝光序列合并为一张HDR图像，显示了OpenCV中的两种可能性。第一种方法是Debevec，第二种方法是Robertson。请注意，HDR图像的类型为float32，而不是uint8，因为它包含所有曝光图像的完整动态范围。

c 复制代码

import cv2 as cv
import numpy as np
# 将曝光图像加载到列表中
img_fn = ["img0.jpg", "img1.jpg", "img2.jpg", "img3.jpg"]
img_list = [cv.imread(fn) for fn in img_fn]
exposure_times = np.array([15.0, 2.5, 0.25, 0.0333], dtype=np.float32)
# 将曝光合成HDR图像
merge_debevec = cv.createMergeDebevec()
hdr_debevec = merge_debevec.process(img_list, times=exposure_times.copy())
merge_robertson = cv.createMergeRobertson()
hdr_robertson = merge_robertson.process(img_list, times=exposure_times.copy())

色调图HDR图像

我们将32位浮点HDR数据映射到 $0...1$ 范围内。实际上，在某些情况下，该值可以大于1或小于0，因此请注意，我们稍后将必须裁剪数据以避免溢出。

c 复制代码

# 色调图HDR图像
tonemap1 = cv.createTonemap(gamma=2.2)
res_debevec = tonemap1.process(hdr_debevec.copy())

使用Mertens融合曝光

在这里，我们展示了一种替代算法，用于合并曝光图像，而我们不需要曝光时间。我们也不需要使用任何色调映射算法，因为Mertens算法已经为我们提供了 $0...1$ 范围内的结果。

c 复制代码

# 使用Mertens融合曝光
merge_mertens = cv.createMergeMertens()
res_mertens = merge_mertens.process(img_list)

转为8-bit并保存

为了保存或显示结果，我们需要将数据转换为 $0...255$ 范围内的8位整数。

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# 转化数据类型为8-bit并保存
res_debevec_8bit = np.clip(res_debevec*255, 0, 255).astype('uint8')
res_robertson_8bit = np.clip(res_robertson*255, 0, 255).astype('uint8')
res_mertens_8bit = np.clip(res_mertens*255, 0, 255).astype('uint8')
cv.imwrite("ldr_debevec.jpg", res_debevec_8bit)
cv.imwrite("ldr_robertson.jpg", res_robertson_8bit)
cv.imwrite("fusion_mertens.jpg", res_mertens_8bit)