[發明專利]一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法

在審

• 申請號: 201910400520.4
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN111915500A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 宮寧生;蔣貴祥;張紹旺
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，通過在HSI圖像域下采用獨特的雙邊濾波算法提取照射圖像，并結合拉普拉斯算法對圖像進行增強來實現。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、將原始圖像由RGB色彩空間轉換到HSI色彩空間；

b、對I分量采用基于非局部雙邊濾波的Retinex算法提取照射分量；

c、將I通道圖像在對數域減去照射分量得到反射分量；

d、對反射分量進行比度拉伸，優化圖像對比度；

e、將處理后的圖像由HSI色彩空間轉換到RGB色彩空間得到增強圖像；

f、對原始圖像進行拉普拉斯濾波變換；

g、將增強后的圖像減去拉普拉斯變換后的圖像即得到目的圖像。

3.根據權利要求2所述的一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，所述步驟a中對原始圖像進行HSI色彩變換，通過依據RGB圖像和HSI圖像轉換公式，可以得到圖像在HSI色彩空間H、S、I的值，HSI是一種反應視覺系統感知彩色方式的彩色模型，H定義顏色的波長，稱為色調；S表示顏色的深淺程度，稱為飽和度；I表示強度或亮度，對應圖像的明亮程度：

其中

其中R、G、B分別代表紅、綠、藍三種顏色通道的值，RGB顏色空間中每一個像素點由這三種值疊加，θ代表角度，用于計算H的值。

4.根據權利要求2所述的一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，所述步驟b中的基于非局部雙邊濾波的Retinex算法以像素點f(x，y)為中心取一個邊長為S的鄰域空間作為搜索框，再在搜索框中取邊長為d的方框作為相似框，相似框中間像素點為f(k，l)，其中d＜s，相似框在搜索框中移動遍歷搜索框中所有邊長為d的方框組合，分別生成關于相似框中心像素與搜索框中心像素間的兩層權值分量，最后綜合權值分量作為最終權值，輸出像素g(i，j)的值依賴于搜索框中的像素的加權組合，公式表示為：

g(i，j)為處理后的輸出像素，ω(i，j，k，l)為搜索框中各像素點的權重系數，其權值需要同時考慮像素之間的空間位置關系和其所在領域的相似程度，取值為定義域核d(i，j，k，l)和值域核r(μ(i，j)，μ(k，l))的乘積：

ω(i，j，k，l)＝d(i，j，k，l)r(μ(i，j)，μ(k，l))

定義域核和值域核公式為：

其中δ_d為定義域核標準差，此公式計算兩個像素點空間位置關系，位置相距越近得到系數越大，μ(i，j)和μ(k，l)分別是以f(i，j)和f(k，l)像素點為中心，邊長為d的圖像塊，計算兩個圖像塊之間的高斯加權歐氏距離，以此判斷兩個像素點之間的相似性。

5.根據權利要求2所述的一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，所述步驟c中的計算公式為：R_I(x，y)＝exp(log I_I(x，y)-log L_I(x，y))，其中R_I(x，y)是I通道的反射分量，I_I(x，y)是HSI色彩空間中的I分量。

6.根據權利要求2所述的一種基于改進Retinex算法的霧天圖像增強方法，其特征在于，所述步驟d中對反射分量進行對比度拉伸，優化圖像對比度增強圖像質量，公式為：

其中min(R_I(x，y))和max(R_I(x，y))分別是圖像灰度的最大值和最小值。