Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/11642
Type: Dissertação
Title: Evaluation of tone-mapping algorithms for focal-plane implementation
Author(s)/Inventor(s): Nunes, Gustavo Martins da Silva
Advisor: Gomes, José Gabriel Rodríguez Carneiro
Abstract: Cenas no mundo real podem conter uma ampla faixa de valores de diferentes intensidades luminosas. Mostrar a cena original em um aparelho de exibição convencional, tal como um monitor de computador, leva a uma (possivelmente grande) perda de detalhes na cena exibida, uma vez que esses aparelhos são capazes de representar somente uma quantidade limitada de diferentes intensidades luminosas, as quais ocupam uma faixa de valores menor. Para diminuir a perda de detalhes, antes de ser exibida em tais aparelhos, a cena deve ser processada por um algoritmo de tone mapping, o qual mapeia os valores originais de intensidade luminosa em valores que são representáveis pelo aparelho de exibição, acomodando, com isso, a alta faixa dinâmica dos valores de entrada em uma faixa de valores menor. Neste trabalho, uma comparação entre diferentes algoritmos de tone-mapping é apresentada. Mais especificamente, são comparados entre si os desempenhos (referentes a tempos de execução e qualidade geral da imagem processada) da versão digital do operador de tone mapping originalmente proposto por Fernández-Berni et al. [11] que ´e implementado no plano focal da câmera e de diferentes operadores de tone mapping que são originalmente implementados em software. Além disso, uma segunda versão digital do operador no plano focal, a qual simula uma versão modificada da implementação original em hardware, é considerada e seu desempenho é analisado. Essa versão modificada requer um hardware que é menos complexo e ocupa menos espaço que o hardware da implementação original, além de, subjetivamente, manter a qualidade geral da imagem próxima daquela alcançada por operadores digitais. Questões referentes às cores das imagens processadas também são tratadas, especialmente os processamentos que são requeridos pelo operador do plano focal após o tone mapping, de modo a gerar imagens sem distorções de cor.
Abstract: Scenes in the real world may simultaneously contain very bright and very dark regions, caused by different illumination conditions. These scenes contain a wide range of different light intensity values. Attempting to exhibit a picture of such scene on a conventional display device, such as a computer monitor, leads to (a possibly large) loss of details in the displayed scene, since conventional display devices can only represent a limited amount of different light intensity values, which span a smaller range. To mitigate the loss of details, before it is shown on the display device, the picture of the scene must be processed by a tone-mapping algorithm, which maps the original light intensities into the light intensities representable by the display, thereby accommodating the input high dynamic range of values into a smaller range. In this work, a comparison between different tone-mapping algorithms is presented. More specifically, the performances (regarding processing time and overall quality of the processed image) from a digital version of the tone-mapping operator originally proposed by Fern´andez-Berni et al. [11] that is implemented in the focal plane of the camera and from different tone-mapping operators that are originally implemented in software are compared. Furthermore, a second digital version of the focal-plane operator, which simulates a modified version of the original hardware implementation, is considered and its performance is analyzed. The modified hardware implementation is less complex and requires less space than the original implementation and, subjectively, keeps the overall image quality approximately equal to that achieved by digital operators. Issues regarding colors of the tone-mapped images are also addressed, especially the required processing that must be performed by the focal-plane operator after the tone mapping, in order to yield images without color distortions.
Keywords: Engenharia elétrica
Imagens de alta faixa dinâmica
Plano focal
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Feb-2018
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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