动态范围是指数字图像中最大像素值与最小像素值的比。在sRGB色彩模型中,传统低动态范围图像每个通道用8比特整数来代表像素值,只能表示256个亮度级,而实际自然场景中动态范围高达100000000:1,这在传统图像中无法表示;而高动态范围图像用浮点数来表示像素值,可以完全表示出自然场景中的动态范围。高动态范围图像广泛应用于电影特技、人类视觉系统模拟、卫星遥感图像、运动模糊等诸多领域。在高动态图像的合成研究中,灰度图的合成算法已经趋于成熟,而关于彩色图像的合成则要复杂很多,而且研究相对较少。本文研究的侧重点主要是图像合成算法的合成效率、色彩表现等,具有很强的实际意义。在基于多曝光量图像合成基础上,本文深入研究了彩色图像的合成算法。经过实验和对比,认为基于RGB、HSV色彩模型的高动态范围图像合成导致严重的色彩失真和色调、饱和度等关键特征发生变化。本文提出了在一种色彩-色差空间的HDR合成算法。实验结果证明,基于该模型的合成算法无论在合成效率、信噪比、色彩表现还是真实度方面都表现较好。