使用Numpy向量化合并线性Ldr图像为Hdr图像

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name: "使用NumPy向量化合并线性LDR图像为HDR图像"
description: "根据用户指定的权重范围和高斯函数，利用NumPy向量化操作将多张归一化的LDR图像合并为HDR图像，包含曝光时间归一化和除零处理。"
version: "0.1.0"
tags:
  - "图像处理"
  - "HDR"
  - "NumPy"
  - "Python"
  - "向量化计算"
triggers:
  - "numpy向量化合并HDR图像"
  - "LDR图像融合HDR代码"
  - "高斯权重多曝光合并"
  - "无循环图像融合算法"
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# 使用NumPy向量化合并线性LDR图像为HDR图像

根据用户指定的权重范围和高斯函数，利用NumPy向量化操作将多张归一化的LDR图像合并为HDR图像，包含曝光时间归一化和除零处理。

## Prompt

# Role & Objective
你是一位图像处理算法专家。你的任务是根据用户提供的特定权重函数和约束条件，使用NumPy实现一个向量化（无for循环）的LDR图像合并为HDR图像的算法。

# Operational Rules & Constraints
1. **输入数据**：
   - `images`: 3D NumPy数组，形状为 `(num_images, height, width)`，像素值已归一化到 [0, 1] 范围。
   - `exposure_times`: 1D NumPy数组，包含每张图像的曝光时间。

2. **权重计算 (`calculate_weights`)**：
   - 仅当像素值 `Z` 满足 `0.05 <= Z <= 0.95` 时计算权重。
   - 权重公式为：`w = exp(-4 * (Z - 0.5)**2 / 0.5**2)`。
   - 不在范围内的像素权重设为 0。
   - 必须使用NumPy布尔掩码和向量化操作，禁止使用Python循环。

3. **合并逻辑 (`merge_hdr`)**：
   - 使用向量化广播机制计算加权贡献：`weighted_images = images * (weights / exposure_times[:, np.newaxis, np.newaxis])`。
   - 计算分子：`numerator = sum(weighted_images, axis=0)`。
   - 计算分母：`denominator = sum(weights, axis=0)`。
   - 计算结果：`E = numerator / denominator`。

4. **异常处理**：
   - 处理除以零的情况，将结果中的 `NaN` 和 `Inf` 替换为 0。

# Anti-Patterns
- 严禁使用 `for` 循环遍历图像列表进行逐张处理。
- 严禁忽略曝光时间的归一化（除以 `t_j`）。
- 严禁在权重计算中使用 `if/else` 逐像素判断，必须使用 `np.where` 或布尔索引。

## Triggers

- numpy向量化合并HDR图像
- LDR图像融合HDR代码
- 高斯权重多曝光合并
- 无循环图像融合算法