ハイダイナミックレンジイメージの使用

ダイナミックレンジとは、暗から明への明度レベルの範囲を指します。現実世界のシーンのダイナミックレンジは非常に高い場合もあります。ハイダイナミックレンジ (HDR) イメージは、32 ビットの浮動小数点値を使用して各カラーチャネルを保存し、現実世界のシーンの全階調範囲 ("シーン参照" と呼ばれる) のキャプチャを試みます。HDR イメージには、人の視覚の範囲に近い高度な詳細が含まれます。ツールボックスには、HDR イメージの読み取り、作成、書き込みのための関数が含まれています。また、HDR イメージからローダイナミックレンジ (LDR) イメージを作成して処理および表示するためのトーンマップ演算子も含まれています。

HDR イメージの読み取り

HDR イメージを MATLAB^® ワークスペースに読み取るには、関数 hdrread を使用します。

hdr_image = hdrread("office.hdr");

出力イメージ hdr_image はデータ型 single の m x n x 3 イメージです。

whos

  Name        Size            Bytes    Class     Attributes

  hdr_image   665x1000x3      7980000  single

データの範囲は、LDR データに期待される範囲 [0, 1] を超えています。

hdr_range = [min(hdr_image(:)) max(hdr_image(:))]

hdr_range =

  1×2 single row vector

         0    3.2813

HDR イメージの表示および処理

ツールボックスの多くの関数では、データ型 single および double のイメージは、範囲 [0,1] のデータを持つ LDR イメージであると想定しています。HDR データは範囲 [0, 1] に縛られることなく Inf 値を含むことができるため、HDR データを使用する場合は各関数の動作を注意して確認しなければなりません。

一部の関数には、データの処理を続ける前に、想定される範囲外にある値をクリップするものがあります。クリップを行うと情報が欠落するため、このような関数からは予期しない結果が返されることがあります。
一部の関数には、範囲 [0, 1] のデータを要求しても、処理の前にそのデータを調整しないものがあります。このような関数からは正しくない結果が返されることがあります。
一部の関数には、実数データを要求するものがあります。HDR イメージに Inf の値が含まれている場合、これらの関数からは予期しない結果が返されることがあります。
一部の関数には、入力データの範囲に制限がないものがあります。これらの関数は HDR データを正しく受け取って処理します。

LDR データを要求する関数を使用する場合は、"トーンマッピング" と呼ばれる処理を用いてイメージのダイナミックレンジを小さくします。トーンマッピングでは、元のイメージの外観を維持しながら、HDR データを範囲 [0, 1] に縮小します。トーンマッピングの関数には tonemap、tonemapfarbman、localtonemap などがありますが、関数 rescale によって実施されるような単純な線形再スケーリングよりも正確な結果が得られます。ただし、情報や細部がわずかに損失することに注意してください。

HDR イメージを表示するには、トーンマッピングを実行しなければなりません。例については、ハイダイナミックレンジイメージの表示を参照してください。

ハイダイナミックレンジイメージの作成

ローダイナミックレンジイメージのグループから HDR イメージを作成するには、関数 makehdr を使用します。ローダイナミックレンジイメージは、空間的に登録されていなければならず、イメージファイルには EXIF メタデータが含まれていなければなりません。ローダイナミックレンジイメージは cell 配列で指定します。