[發(fā)明專(zhuān)利]一種圖像增強(qiáng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210157662.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102722864A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴瓊海;付瑩;劉燁斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，特別涉及一種圖像增強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

由于可見(jiàn)光相機(jī)采集圖像動(dòng)態(tài)范圍的限制，采集明暗對(duì)比度明顯的場(chǎng)景可能導(dǎo)致獲取的圖片有些區(qū)域過(guò)亮而有些區(qū)域過(guò)暗。為了獲得高動(dòng)態(tài)范圍的圖像，一般會(huì)采集多張不同曝光程度的圖像，進(jìn)行色調(diào)調(diào)整，即將高動(dòng)態(tài)范圍亮度圖轉(zhuǎn)換到與之相對(duì)應(yīng)的低動(dòng)態(tài)范圍的圖，由于需要不同曝光時(shí)間的圖像這種圖像一般只適用于靜態(tài)場(chǎng)景。由于原始raw格式相對(duì)于常用的jpeg格式含有更多的場(chǎng)景動(dòng)態(tài)范圍信息，還有一種較為常用的方法就是對(duì)采集到的raw格式的圖像人工調(diào)整，但是這種方法需要很多的人工參與且raw格式采集到的動(dòng)態(tài)范圍也是有限的，不能完全采集到真實(shí)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種利用紅外圖像從對(duì)比度和紋理兩方面恢復(fù)真實(shí)場(chǎng)景的圖像增強(qiáng)方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像增強(qiáng)方法包括步驟：A．采集可見(jiàn)光圖像和紅外圖像，其中可見(jiàn)光圖像與紅外圖像的光心對(duì)齊；B．對(duì)可見(jiàn)光圖像的亮度維度進(jìn)行可逆變換，得到可見(jiàn)光圖像對(duì)比度信息V_L和可見(jiàn)光圖像紋理信息V_D，并對(duì)紅外圖像的亮度維度進(jìn)行可逆變換，得到紅外圖像對(duì)比度信息N_L和紅外圖像紋理信息N_D；C．根據(jù)可見(jiàn)光圖像的飽和度S和可見(jiàn)光圖像的亮度V計(jì)算蒙版W，蒙版W用于融合可見(jiàn)光圖像與紅外圖像；D．根據(jù)可見(jiàn)光圖像對(duì)比度信息V_L、紅外圖像對(duì)比度信息N_L與蒙版W，計(jì)算增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的對(duì)比度信息V′_L；E．根據(jù)可見(jiàn)光圖像紋理信息V_D、紅外圖像紋理信息N_D與蒙版W，計(jì)算增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的紋理信息V′_D；F．根據(jù)增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的對(duì)比度信息V′_L和增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的紋理信息V′_D，進(jìn)行可逆反變換，得到增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的亮度V′；以及G．根據(jù)增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像的亮度V′和可見(jiàn)光圖像的飽和度S和可見(jiàn)光圖像的色調(diào)H，混合得到增強(qiáng)可見(jiàn)光圖像。

本發(fā)明的方法通過(guò)利用紅外圖像從對(duì)比度和紋理兩個(gè)方面恢復(fù)真實(shí)場(chǎng)景的高動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光圖像增強(qiáng)，該方法能夠不需人工參與自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的信息的恢復(fù)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于利用計(jì)算攝像學(xué)的方法結(jié)合紅外圖像，從對(duì)比度和紋理兩方面實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的可見(jiàn)光圖像增強(qiáng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可逆變換為小波變換；可逆反變換為小波反變換。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可見(jiàn)光圖像中，飽和度S過(guò)低與亮度V過(guò)高或過(guò)低的區(qū)域，蒙版W值較小。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟C包括：C1.根據(jù)可見(jiàn)光圖像的飽和度S和可見(jiàn)光圖像的亮度V計(jì)算初始蒙版以及C2.根據(jù)初始蒙版進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，得到蒙版W。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟C1中計(jì)算初始蒙版的公式為：其中，W_s=e^-α|s-1|，W_v=e^-β|v-0.5|，α為正系數(shù)、β為正系數(shù)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟C2中計(jì)算蒙版W的方法為：

E(W)=WTLW+λ(W-W‾)T(W-W‾)---(1)]]>

其中L為拉普拉斯矩陣，λ為規(guī)范項(xiàng)系數(shù)，矩陣L中的第（i，j）個(gè)元素的定義為