[發明專利]一種基于自適應多尺度濾波的低照度圖像/視頻增強方法

在審

• 申請號: 201410266769.8
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104112253A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 戴聲奎
• 申請（專利權）人: 武漢鴻瑞達信息技術有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

本發明提供了基于自適應多尺度濾波的低照度圖像/視頻增強方法，本發明基于大氣光散射模型、基于區域特性的自適應濾波、以及自適應亮度修復理論，在低照度視頻以及圖像增強領域，提出的自適應的多尺度濾波理論和方法，可以使處理后圖像的亮度得到提升，同時提升圖像或視頻的對比度和清晰度，具有采用經典的均值濾波器，計算復雜度低；自適應地求取內部參數，適應范圍較廣，可以適用于彩色圖像或灰度圖像，具有良好的通用性。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，尤其是涉及可用于單幅圖像或連續視頻的自適應低照度增強的一種基于區域屬性的自適應均值濾波器以及自適應圖像亮度修復的圖像處理方法。

背景技術

隨著信息化建設的發展，視頻技術得到大面積推廣應用，但是當圖像/視頻采集場景的照度太低時，視頻畫面的亮度和清晰度急劇降低，這是由于低照度的視頻圖像具有的灰度范圍比較窄，相鄰像素之間的相關性較高，灰度值的變化不明顯等特征，導致圖像中的有用的信息和無用的噪聲都包含在一個非常窄的灰度范圍之內，使得人們無法正常的觀察低照度下的視頻，為了改善低照度情況下的視頻質量以及視覺的效果，以便從中獲取有用的信息，需要對低照度的視頻進行增強的處理。

當前國內外的研究者通過對低照度視頻的分析，利用數字圖象處理的基本理論，衍生出了許多富有創新性的低照度視頻增強算法。國內研究者主要采用局部直方圖均衡化、模糊邏輯理論的增強、基于小波變換和數學形態學等方法對低照度圖像進行了增強；而國外研究者普遍采用了非線性的色調映射、基于空域和時域的自適應雙邊濾波以及BP神經網絡等方法來對低照度圖像進行增強。這些國內外研究者的關于低照度增強的方法提高了增強后圖像的質量，但這些方法存在低照度增強算法復雜度高、視覺效果一般、無法根據場景自適應調節亮度等不足之處。

發明內容

本發明的目的在于克服之前方法的不足之處，提出一種實時的自適應的低照度增強算法，該方法利用了大氣光散射模型，可以根據不同的場景特征自適應決定相關參數，對于低照度環境的視頻和圖像有普遍的增強效果，魯棒性較高，增強后的圖像視覺效果較好。

為實現上述目的，本發明提出如下技術方案：

定義如下變量以便于描述：

待處理整幅圖像的尺寸為imagesize：即imagesize＝Height*Width，其中Height為圖像的高，Width為圖像的寬。

均值濾波器為avefilter(N)，其中N是均值濾波的窗口大小。

基礎光強A：大氣光成分的強度，本發明采用自適應的求取方法，能夠根據不同的圖像性質判斷出不同的值。

亮度修復因子ω：修復透射率分布函數中的亮度，本發明采用自適應的求取方法，能夠根據不同的圖像的亮度求取不同的值。

透射率分布函數t(x,y)：光線通過大氣環境干擾后沒有被散射部分的比例，0≤t(x,y)≤1。

原始低照度圖像為Ioriginal：若為彩色圖像，R、G、B三通道的值分別為Ioriginal_R、Ioriginal_G、Ioriginal_B；若為灰度圖像則Ioriginal為單通道。

一種基于自適應多尺度濾波的低照度圖像/視頻增強方法，按照如下步驟實現：

1)定義低照度圖像的光輻射場，取低照度圖像每個像素點的三通道的最大值Ioriginal，得到光輻射場初始值w(x，y)；