[發明專利]應用于智能一體化攝像機的夜間圖像增強方法

在審

• 申請號: 201310145117.4
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN104123698A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 胡中華;陳德彰
• 申請（專利權）人: 北京信路威科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種應用于智能一體化攝像機的夜間圖像增強方法，包括在原始圖像數據空間對圖像進行處理、計算灰度分布概率、使用灰度分布概率計算灰度分配動態范圍、引入梯度閥值限制灰度分配動態范圍、使用灰度分配動態范圍生成灰度變換曲線，輸出灰度變換曲線給下一幀圖像使用、進行RGB?>HSV色彩空間轉換，將RGB值轉換為HSV值；使用上一幀圖像輸出的灰度變換曲線對灰度值進行變換，在HSV空間上進行灰度轉換，不影響顏色；再進行HSV?>RGB的色彩空間轉換，將HSV值轉換為RGB值，替換原圖像RGB值，輸出對比度增強的圖像，使得輸出的夜間圖像獲得增強。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域的一種應用于一體化攝像機特別是安防攝像機的夜間圖像增強方法。

背景技術

由于受光照、CCD圖像傳感器等因素的制約，往往從攝像機直接得到的圖像(尤其是夜晚場景)具有灰度對比度低、某些局部細節沒有明顯的灰度差別等特征，使人眼的視覺分辨或機器識別較為困難，因此需要引入增強圖像對比度技術，其方法一般分為空間域法和變換域法。空間域法直接對圖像像素的灰度進行處理。變換域法是在圖像的某個變換域中對變換系數進行處理，然后通過逆變換獲得增強圖像。而直方圖均衡化方法是圖像增強空域法中的最常用、最重要的方法之一。它以概率理論作基礎，運用灰度點運算實現將圖像的原始直方圖變換為接近均勻分布的直方圖，從而達到圖像增強的目的。

傳統的直方圖均衡化方法分為三個部分，(1)求出原圖像直方圖；(2)根據原圖像直方圖求出灰度值變換表；(3)利用灰度值變換表，把原圖像灰度值轉換成新的灰度值。

雖然直方圖均衡化方法具有諸多優點，如運算快速、自動化等，但在實際運用中仍然存在一些不足：

(1)輸出圖像的實際灰度變化范圍很難達到圖像格式所允許的最大灰度變化范圍，圖像的層次感表現的不好。

(2)輸出圖像的灰度分布直方圖雖然接近均勻分布，但其值與理想值1/n仍有可能存在較大的差異，并非是最佳值。

(3)原圖像輸出圖像的灰度級有可能被過多地合并。灰度的吞噬也易造成圖像信息的丟失。

(4)原圖像的質量比較差、灰度動態范圍小、直方圖分布極不均勻時，使用傳統的方法進行直方圖均衡化運算，變換后的圖像層次感更差。

(5)原圖像灰度級較高的像素，由于1/n值不理想，造成被均衡化后灰度級反而更高，或者灰度級較低的像素灰度級變化不大的情況，存在圖像對比度被過分增強的問題，輸出的圖像不符合人類視覺習慣，造成圖像異常的效果。

(6)方法需要等待處理完一幀圖像數據后再計算生成灰度變換曲線，不具備良好的實時性。

鑒于以上問題，本發明提供一種應用于一體化攝像機特別是安防攝像機的夜間圖像增強方法，能夠有效避免以上問題的發生，獲得較好的拍攝效果。

發明內容

本發明的應用于智能一體化攝像機的夜間圖像增強方法，包括：

(1)在原始圖像數據空間對圖像進行處理；

(2)計算灰度分布概率；

(3)使用灰度分布概率計算灰度分配動態范圍；

(4)引入梯度閥值限制灰度分配動態范圍；

(5)使用灰度分配動態范圍生成灰度變換曲線，輸出灰度變換曲線給下一幀圖像使用；

(6)進行RGB->HSV色彩空間轉換，將RGB值轉換為HSV值；使用上一幀圖像輸出的灰度變換曲線對灰度值進行變換，在HSV空間上進行灰度轉換，不影響顏色；再進行HSV->RGB的色彩空間轉換，將HSV值轉換為RGB值，替換原圖像RGB值，輸出對比度增強的圖像。