将8位图像增强到16位

Question

我的目标是将8位图像增强到16位图像。换句话说，我想增加8位图像的动态范围。为此，我可以按固定场景和固定摄像头顺序拍摄8位的多个图像。为简化问题，我们假设它们是灰度图像

直觉上，我认为我可以通过

实现目标

1. 将两个8位图像相乘

   resimage = double(img1) .* double(img2)

2. 平均指定数量的8位图像

   resImage = mean(images,3)

假设images(:,:,i)包含i 8位图像。

之后，我可以将结果图像设为16位。

resImage = uint16(resImage)

但在测试这些方法之前，我想知道还有另一种方法可以做到这一点 - 除了购买16位相机，或者这个主题的文献可能会更好。

更新：正如下面的评论显示的那样，我获得了关于上面和图像堆栈上的简单平均的缺点的很好的信息，用于增强。毕竟，这可能是一个很好的研究课题。感谢大家的好评。

Answer 1

这个问题似乎与通过将来自多个8位曝光的信息整合到16位图像中来增加图像的动态范围有关。这与在其他领域中捕获和组合天文成像中的“图像堆栈”的实践有关。这里可以解释这种做法以及如何降低图像噪声和增强动态范围：

http://keithwiley.com/astroPhotography/imageStacking.shtml

这个想法是相同场景的连续捕获受到图像噪声的影响，并且这种噪声导致所捕获的像素值的随机变化。在最简单的情况下，这些变化可以通过求和和分频来利用，即均值平均叠加以改善其动态范围，但实用性在很大程度上取决于相机的噪声特性。

Answer 2

假设没有抖动且相机稳定，您希望将多个图像相加在一起。累积一大笔金额然后除以一定金额。

请注意，要从8位源获取合理的16位图像，您需要拍摄数百张图像才能获得任何合理的结果。请注意，抖动会使边缘信息失真，并且摄像机存在一些固有的噪声级别，这可能意味着您基本上是“磨削金属”。实际上，您可能会从图像求和中获得2或3位数据，但不会再获得8位数据。要获得3位以上将需要至少64个图像（6位）来求和。然后除以8（3位），因为低位是垃圾。

经验法则是得到一个新的数据位，你需要平方（位）的图像，所以3位（8）意味着64个图像，4位是256个图像等。

这是一个关于抽样的链接：

http://electronicdesign.com/analog/understand-tradeoffs-increasing-resolution-averaging

“事实上，可以证明这种改善与平均样本数量的平方根成正比。”

请注意，SNR是对数刻度，因此将其与位等同是合理的。