[發明專利]基于Retinex理論的低照度低空遙感影像增強方法

有效

• 申請號: 201310235116.9
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103268598A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 邵振峰;白云
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

技術領域

本發明屬于遙感影像處理技術領域，涉及一種基于Retinex理論的低照度低空遙感影像增強方法。

背景技術

低空遙感影像包含非常豐富的信息，但由于受到傳感器自身性能、惡劣天氣、光照不均等外部因素的影響，獲取到的遙感影像常常會出現亮度不均、對比度低、顏色失真以及邊緣模糊等問題，導致影像質量變差，影響遙感影像的后續判讀和信息提取。因此，為了改善影像質量并提取更多的可用信息，快速且高效的影像增強算法成為促進影像分析和理解領域發展的關鍵內容之一。

低照度低空遙感影像具有顏色不飽和、動態范圍大、灰度級集中在直方圖的兩端、平均對比度較低、平均亮度較低和信噪比較低等特點。傳統的空域影像增強是直接對影像的像素進行處理，在對影像進行增強的同時也改變了影像的色調和飽和度，影像增強效果不是很理想。傳統的頻域影像增強是借助各種濾波器來實現影像增強，不同的濾波器濾除和保留的頻率不同，對影像的增強效果也不同。這兩類影像增強方法在對低照度低空遙感影像進行增強處理時，常常會出現影像對比度不高、顏色失真、影像細節不清晰、明暗程度不均勻等現象，因此，不適用于低照度低空遙感影像的增強處理。

近年來基于人眼視覺特性的低照度低空遙感影像增強方法成為研究熱點。目前，基于人眼視覺特性的低照度低空遙感影像增強方法主要包括兩大類：第一類是將原始影像從RGB顏色空間轉換到HSI或HSV顏色空間，消除顏色分量之間的相關性，并對亮度分量I和飽和度分量S進行增強處理，而保持色調分量H不變，從而達到低照度低空遙感影像增強的目的。第二類是Land等人提出的Retinex（retina?cortex，視網膜皮層）模型，以及Jobson等人在此模型基礎上提出的單尺度Retinex（Single?Scale?Retinex,SSR）、多尺度Retinex（Multi-scale?Retinex,MSR）、多尺度帶彩色恢復Retinex（Multi-scale?Retinex?with?Color?Restoration,MSRCR）等方法。這類方法能夠壓縮影像動態范圍、提高影像對比度，但是在符合人眼視覺特性的情況下將亮度信息和顏色信息進行了混合處理，導致增強后的影像出現不同程度的顏色失真。

發明內容

針對現有影像增強技術存在的缺點，本發明的目的是提供一種既能避免遙感影像顏色失真，又能很好地保留影像細節信息的基于Retinex理論的低照度低空遙感影像增強方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種基于Retinex理論的低照度低空遙感影像增強方法，對輸入的低照度低空遙感影像，進行以下步驟，

步驟1，將低照度低空遙感影像從RGB色彩空間轉換到HSI色彩空間；

步驟2，對步驟1轉換到HSI色彩空間所得影像進行分量增強，包括基于Retinex理論對亮度分量采用多尺度非線性變換進行增強，對飽和度分量通過線性拉伸進行增強；

步驟3，將步驟2所得增強后的影像從HSI色彩空間轉換到RGB色彩空間，得到增強影像f₁(x,y)；

步驟4，根據步驟1轉換到HSI色彩空間所得影像的亮度分量進行影像邊緣增強，得到邊緣影像f₂(x,y)；

步驟5，將步驟3所得增強影像f₁(x,y)的三個顏色分量的像素值分別和步驟4得到的邊緣影像f₂(x,y)的像素值進行疊加，得到最終的增強影像。

而且，步驟2中基于Retinex理論對亮度分量采用多尺度非線性變換進行增強時，采用以下公式，