[發(fā)明專利]基于改進Retinex的低照度圖像色彩保持增強方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710944257.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107527332B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 樸燕;廖述京
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種基于改進Retinex的低照度圖像色彩保持增強方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行：

步驟1，將低照度的濾波輸入圖I從RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，濾波輸入圖I采用灰度圖；

步驟2，利用改進的Retinex方法得到增強圖像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i，具體按照以下步驟進行：

步驟A，將濾波輸入圖I作為引導圖p，即濾波輸入圖像I_i與引導量p_i相等，對濾波輸入圖像I_i和濾波半徑r進行下采樣：

I′_d＝f_downsample(I_i，s) (9)

r′＝f_downsample(r，s) (10)

I′_d為下采樣后的輸入圖像，d為下采樣后圖像像素，r′為下采樣后的濾波半徑，s為采樣倍數，采樣倍數s取4或8；下采樣優(yōu)化的線性系數a′_k和b′_k的計算公式：

b′_k＝m(I′_d，r′)-a′_km(I′_d，r′) (12)

其中，m(I′_d，r′)表示以像素k為中心的半徑為r′的窗口內所有像素d的均值，ε是正則化參數，ω_k(r′)為以像素k為中心的半徑為r′的窗口；|ω|為窗口ω_k(r′)內的像素個數；

因為下采樣后圖像像素點變少，為保證濾波輸入圖像I_i所有像素點均有對應的均值參數m(a′_k，r′)和m(b′_k，r′)，對均值參數m(a′_k，r′)和m(b′_k，r′)進行一次雙線性插值上采樣恢復：

式中，s為采樣倍數，i為上采樣后圖像像素，和均為上采樣恢復的線性系數，這是原始圖像和濾波圖像之間的兩個關鍵參數；

根據式(15)得到濾波輸出圖像q_i，即增強圖像；

步驟B，將濾波輸入圖I的Y分量I_Y代入式(15)得增強圖像的背景光照L的Y分量L_Y，FGF，i：

步驟C，采用式經典Retinex關系式，求取增強圖像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i：

R_Y，FGF，i＝log(I_Y，i)-log(L_Y，FGF，i) (17)；

步驟3，計算增強圖像的UV分量，具體為：

在YUV色彩空間中，計算增強圖像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i的增強比例：

prop_i＝R_Y，FGF，i/I_Y，i (18)

式中，prop_i為像素i的Y分量增強比例，I_Y，i為像素i的濾波輸入圖I的Y分量；

對濾波輸入圖I的UV分量乘以新增強比例prop′得到增強圖像的UV分量，其中，

式中，為濾波輸入圖I的Y分量的均值；

步驟4，將增強圖像從YUV色彩空間轉換到RGB色彩空間，對越界像素點進行反饋型增強色彩分量，得到增強的低照度彩色圖，具體為：

利用色彩空間轉換公式(20)將增強圖像從YUV到RGB色彩空間轉換：

式中，i為像素，I_Y，i，I_U，i，I_V，j為濾波輸入圖I的YUV三分量，R′_i，G′_i，B′_i為進行亮度和色彩增強后的RGB圖；

RGB圖的三分量中任意一分量的值不在正常區(qū)域[0，255]的像素稱為越界像素，越界像素對應的UV分量新的增強比例prop″為：

prop″＝0.3-0.03prop′ (21)

將prop″代入公式(20)中prop′的位置，得到有反饋的增強的低照度彩色圖。