[發明專利]一種自適應時空域累積濾波和色調映射的視頻增強方法

無效

• 申請號: 201110275074.2
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102348048A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 黃鵬;林格;王若梅;羅笑南
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04N5/217
• 分類號: H04N5/217;H04N7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應時空域累積濾波和色調映射的視頻增強方法，其特征在于，首先對視頻提取出亮度，對亮度進行自適應時空域累積濾波；其次是對視頻的色度進行提取，然后通過分段色調映射，最后再將亮度和色度兩部分合成。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，自適應時空域累積濾波的操作過程如下：

自適應時空域累積濾波方法是基于經典的雙邊濾波而設計的，對當前像素點s，計算雙邊濾波中的亮度相似度因子g2的灰度差D(p，s)，表示為：

這里的標準差σ_e可根據不同的噪聲程度取值；

視頻在濾波前，先定義了一個帶有增益因子λ的全局閾值ω＝λ*(g(0，σ_h)*g(0，σ_i))，這里的因子g(0，σ_h)*g(0，σ_i)可以看做是對一個像素點的定義，ω用以決定所需像素點的數量。接著對當前像素點(x，y，t)分別在時間域、空間域上進行雙邊濾波；

設t為當前待處理幀，(x，y，t)表示第t幀中的某一像素點，F0為點(x，y，t)的灰度值；改進后的算法流程如下：

Step1：計算當前幀t的均值E(t)、標準差STD(t)，并定義一個閾值λ，記作：λ＝(E(t)-STD(t)/n₁)*n₂；

Step2：對像素點(x，y，t)，分別在時間域、空間域上作雙邊濾波，所得結果分別記為：FTB、FSB；并求出其時間域上亮度的最大值，記為：FMAX；

如果像素點(x，y，t)在時間域上亮度的最大值滿足FMAX＜λ，可認為當前點曝光程度非常低；在低照度視頻中，曝光程度較低的局部小區域，往往像素值為0或者接近0；因此將時間域上當前亮度最大值FMAX加權計入時間域濾波結果；新的時間域濾波結果更新為FTB＝(FMAX*FTB+(λ-FMAX)*FMAX)/λ；

Step3：求出像素點(x，y，t)在時間域上相鄰的前、后幾幀的均值，所得結果分別記為：FA1、FA2；并定義點(x，y，t)在時間域上的相似度s，記為s＝|FA1-F0|+|FA2-F0|；

若當前點或其鄰域為散粒噪聲，則s值都會較大，說明當前像素點與其鄰域相似度較小，從而為判別散粒噪聲提供了一種簡單有效的方法；

Step4：對每一像素點(x，y，t)，濾波后的結果為：

ASTA(x,y,t,k1,k2)=]]>

FTBs<m1λ(k2*FSB+(k1-k2)*FTB)/k1m1λ≤s≤m2λFSBs≥m2λ]]>

其中：k₁＝m₂λ，k₂＝s-m₁λ，m₁，m₂∈[0，1]，其值可根據當前視頻照度情況進行設置；

當s較小，則說明相似度大，時間域濾波結果接近真實值的可能性較大，則只采用時間域濾波結果；當s較大，則說明相似度小，時間域濾波結果的置信度非常小轉而采用空間域濾波結果；否則，結果為兩者的線性組合。