[發(fā)明專利]一種實(shí)時視頻低照度增強(qiáng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711292570.2
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108133461A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程岳;韓偉;李亞暉;劉作龍;張磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)時視頻低照度增強(qiáng)方法。通過對輸入視頻圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)得到偽霧圖。通過對偽霧圖進(jìn)行紅綠藍(lán)三通道最小值計(jì)算后再進(jìn)行O(1)計(jì)算復(fù)雜度的局部最小值濾波操作得到圖像暗通道的初值。通過具有導(dǎo)向?yàn)V波功能的迭代梯度雙邊濾波器進(jìn)行暗通道數(shù)值的優(yōu)化。通過直方圖統(tǒng)計(jì)的方式計(jì)算出視頻圖像的暗通道閾值參數(shù)后，對原始視頻圖像進(jìn)行閾值統(tǒng)計(jì)，得到大氣顏色參數(shù)。通過大氣傳播模型反向求解出去霧偽霧圖。最后對去霧偽霧圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)得到低照度增強(qiáng)圖像。利用該方法得到的視頻低照度增強(qiáng)畫面，有效地增加了信息的辨識度，提高作戰(zhàn)人員的作戰(zhàn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)時視頻低照度增強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

機(jī)載視頻源在低照度與高動態(tài)范圍光照等極端條件下，成像質(zhì)量大為下降，極為影響人眼對環(huán)境的感知和判斷。傳統(tǒng)的視頻低照度增強(qiáng)方法由于其計(jì)算復(fù)雜度較高，難以滿足機(jī)載實(shí)時處理的要求。而一般簡單的圖像增強(qiáng)算法并不能滿足視頻低照度增強(qiáng)的性能要求。在很多情景下，對輸出有霧圖像并沒有起到低照度增強(qiáng)的作用，反而使得視頻畫面質(zhì)量下降。因此，需要一種既要滿足低照度增強(qiáng)性能的要求，又要保證其計(jì)算復(fù)雜度較低和實(shí)時性能較高的視頻低照度增強(qiáng)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：

為了解決在夜視或背光等光線不足條件下，視頻實(shí)時低照度增強(qiáng)的問題，提出了一種實(shí)時視頻低照度增強(qiáng)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種實(shí)時視頻低照度增強(qiáng)方法，采用固定復(fù)雜度的計(jì)算方式進(jìn)行視頻圖像實(shí)時低照度增強(qiáng)操作，具體包括以下步驟：

第一步，對輸入低照度視頻圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)，得到偽霧圖；

第二步，對偽霧圖進(jìn)行紅綠藍(lán)三通道逐像素最小值求解，得到最小值圖像；

第三步，對最小值圖像進(jìn)行并行化的快速局部最小值濾波，得到暗通道初值圖像；

第四步，對暗通道初值圖像按行分塊，進(jìn)行并行化的梯度迭代濾波，得到暗通道行方向優(yōu)化圖像；

第五步，對行方向優(yōu)化圖像進(jìn)行列方向分塊，并行化地進(jìn)行列方向的梯度迭代濾波，得到最終的暗通道圖像；

第六步，對最終的暗通道圖像進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，設(shè)定最亮的1000個像素點(diǎn)對應(yīng)的亮度數(shù)值為暗通道閾值；

第七步，對輸入的偽霧圖按照暗通道閾值進(jìn)行劃分，只統(tǒng)計(jì)對應(yīng)暗通道數(shù)值大于暗通道閾值的點(diǎn)的平均顏色為大氣顏色參數(shù)；

第八步，按照暗通道物理模型進(jìn)行反向求解，得到去霧偽霧圖；

第九步，對去霧偽霧圖進(jìn)行反轉(zhuǎn)，得到低照度增強(qiáng)后的視頻圖像作為輸出。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是：

實(shí)現(xiàn)了視頻低照度算法的實(shí)時性加速，能夠在嵌入式多核系統(tǒng)或者GPU多核系統(tǒng)中充分利用并行計(jì)算能力達(dá)到較高的計(jì)算加速比。該方法由于考慮了視頻圖像中的細(xì)節(jié)變化，利用迭代梯度濾波的方式保證細(xì)節(jié)信息不失真，避免了傳統(tǒng)算法中的光暈等人工痕跡，具有較好的計(jì)算效果。利用該算法得到的視頻低照度增強(qiáng)畫面，有效地增加了信息的辨識度，提高作戰(zhàn)人員的作戰(zhàn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

具體實(shí)施方式

以某型DSP嵌入式系統(tǒng)為例，該方法采用多核編程方式執(zhí)行，具體步驟如下：

第一步，按照多核并行，逐行地對輸入低照度圖像進(jìn)行圖像反轉(zhuǎn)，求出偽霧圖。

反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法為：

I(x,y)＝255-I₀(x,y)；