[發明專利]一種夜晚圖像增強方法和裝置

有效

• 申請號: 201410093837.5
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103903229B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 田永鴻;文浩丞;王耀威;黃鐵軍
• 申請（專利權）人: 中安消技術有限公司;北京大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 章小燕

1.一種夜晚圖像增強方法，其特征在于，該方法包括：

本征圖像分解步驟：對輸入的夜晚圖像進行本征圖像分解，得到亮度圖像和反射圖像；

亮度圖像增強步驟：基于亮度指數衰減模型對所述亮度圖像進行增強；

亮度圖像優化步驟：對所述增強的亮度圖像進行優化，得到優化的亮度圖像；

增強圖像合成步驟：利用所述優化的亮度圖像和所述反射圖像合成輸出增強圖像。

2.根據權利要求1所述的夜晚圖像增強方法，其特征在于，所述本征圖像分解步驟進一步包括：

對所述夜晚圖像進行低通濾波得到亮度圖像；

用所述夜晚圖像逐像素除以所述亮度圖像對應像素的值得到反射圖像。

3.根據權利要求1所述的夜晚圖像增強方法，其特征在于，所述亮度圖像增強步驟進一步包括：

基于所述亮度指數衰減模型模擬出亮度下降速度和相對下降時間；

根據所述亮度指數衰減模型，將所述亮度下降速度和相對下降時間與所述夜晚圖像的亮度分別進行冪運算后相乘，得到增強的亮度圖像。

4.根據權利要求3所述的夜晚圖像增強方法，其特征在于，所述亮度指數衰減模型為：

L^N=L^D·e^-βt

其中，L^N表示夜晚時刻的亮度，L^D表示白天時刻的亮度，β表示亮度下降速度，t表示相對下降時間。

5.根據權利要求4所述的夜晚圖像增強方法，其特征在于，所述亮度圖像增強步驟中還包括按以下公式改善增強的亮度圖像：

L^E=(L^*)^1-r·(L^N)^r=(L^*)^1-r·((L^D)^r·e^-β(tr))≈L^D·e^-β(tr)

其中，L^E表示改善后的增強的亮度圖像，L^*表示增強的亮度圖像，L^N表示夜晚時刻的亮度，r為提純的參數，L^D表示白天時刻的亮度。

6.根據權利要求1至5任意一項所述的夜晚圖像增強方法，其特征在于，所述亮度圖像優化步驟進一步包括：

為所述增強的亮度圖像設計一個馬爾可夫隨機場的代價函數，其中，所述馬爾可夫隨機場的代價函數包括數據懲罰項和平滑項，所述數據懲罰項表示亮度的估計值與觀察值之間差異程度；所述平滑項表示同一鄰域中的不同像素之間亮度的差異程度；

使用優化算法優化所述馬爾可夫隨機場的代價函數，得到優化的亮度圖像。