圖像拼接的核心目標(biāo)是將多幅存在重疊區(qū)域的圖像融合為一幅完整、連貫的大視場(chǎng)圖像，其質(zhì)量依賴于多幅圖像在亮度、對(duì)比度、色彩及特征一致性上的高度匹配，而曝光作為決定圖像亮度與灰度分布的核心參數(shù)，直接影響圖像的紋理特征、灰度值分布及色彩表現(xiàn)，一旦多幅待拼接圖像的曝光參數(shù)存在差異，或單幅圖像內(nèi)部因曝光不當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致拼接處出現(xiàn)明顯斷層、重影、色彩偏移等缺陷，甚至導(dǎo)致拼接失敗。曝光對(duì)圖像拼接的影響并非單一維度，而是通過(guò)作用于圖像灰度一致性、特征提取可靠性、幾何對(duì)齊精度三個(gè)核心環(huán)節(jié)，形成連鎖反應(yīng)，最終制約拼接質(zhì)量，其深層機(jī)理可從曝光差異導(dǎo)致的灰度與色彩失配、曝光不當(dāng)引發(fā)的圖像質(zhì)量退化、曝光時(shí)序偏差破壞動(dòng)態(tài)拼接同步性三個(gè)核心維度展開(kāi)詳細(xì)解析。首先，多幅待拼接圖像的曝光差異會(huì)直接導(dǎo)致灰度與色彩失配，破壞拼接的視覺(jué)連貫性，這是曝光影響拼接的最直觀表現(xiàn)。曝光參數(shù)（曝光時(shí)間、光圈、ISO）直接決定圖像的亮度：曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或光圈過(guò)大，圖像會(huì)過(guò)曝，灰度值整體偏高，細(xì)節(jié)被高光淹沒(méi)；曝光時(shí)間過(guò)短或光圈過(guò)小，圖像會(huì)欠曝，灰度值整體偏低，暗部細(xì)節(jié)丟失；ISO過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致圖像噪聲增大，灰度分布雜亂。在多相機(jī)拼接或單相機(jī)移動(dòng)拍攝拼接場(chǎng)景中，若不同圖像的曝光參數(shù)未保持一致，或拍攝環(huán)境光照存在變化（如從陰影區(qū)域進(jìn)入強(qiáng)光區(qū)域），待拼接圖像的重疊區(qū)域會(huì)出現(xiàn)顯著的亮度與對(duì)比度差異——例如，某幅圖像因曝光充足，重疊區(qū)域的灰度值集中在150-200（0-255灰度范圍），而另一幅相鄰圖像因曝光不足，重疊區(qū)域的灰度值集中在50-100，這種灰度值的巨大差異會(huì)導(dǎo)致拼接算法無(wú)法將兩者的重疊區(qū)域精準(zhǔn)融合，拼接處出現(xiàn)清晰的“亮度斷層”，肉眼可直接觀察到明顯的分界線。同時(shí)，曝光差異還會(huì)引發(fā)色彩偏移，尤其是在彩色圖像拼接中，曝光不足會(huì)導(dǎo)致圖像偏冷色調(diào)，曝光過(guò)度則可能導(dǎo)致色彩飽和度下降、偏暖色調(diào)，不同圖像的色彩差異會(huì)在拼接處形成“色彩斷層”，進(jìn)一步破壞視覺(jué)連貫性。更關(guān)鍵的是，這種灰度與色彩失配并非簡(jiǎn)單的亮度疊加即可解決，因?yàn)槠毓獠町悤?huì)改變目標(biāo)特征的灰度分布模式——例如，同一紋理特征在曝光充足的圖像中呈現(xiàn)清晰的灰度漸變，在曝光不足的圖像中則表現(xiàn)為模糊的低灰度塊，這種特征表觀的改變會(huì)直接影響特征匹配的可靠性，導(dǎo)致拼接算法無(wú)法準(zhǔn)確找到重疊區(qū)域的同名點(diǎn)，進(jìn)而引發(fā)幾何對(duì)齊偏差。其次，曝光不當(dāng)引發(fā)的圖像質(zhì)量退化會(huì)破壞特征提取的可靠性，導(dǎo)致拼接的核心前提（特征匹配與幾何對(duì)齊）失效。圖像拼接的核心邏輯是通過(guò)提取待拼接圖像重疊區(qū)域的穩(wěn)定特征點(diǎn)（如角點(diǎn)、紋理），實(shí)現(xiàn)多幅圖像的幾何對(duì)齊，再進(jìn)行融合。而曝光不當(dāng)會(huì)直接破壞圖像的特征完整性與穩(wěn)定性：過(guò)曝會(huì)導(dǎo)致圖像高光區(qū)域的紋理細(xì)節(jié)丟失，原本清晰的角點(diǎn)、邊緣被抹平，可提取的有效特征點(diǎn)數(shù)量大幅減少；欠曝會(huì)導(dǎo)致暗部區(qū)域的紋理特征被噪聲淹沒(méi)，特征點(diǎn)的灰度梯度不明顯，特征描述子的區(qū)分度下降；即使是曝光均勻但I(xiàn)SO過(guò)高的圖像，也會(huì)因噪聲干擾導(dǎo)致特征點(diǎn)提取出現(xiàn)大量誤檢，這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致特征匹配算法出現(xiàn)“匹配失敗”或“大量誤匹配”。