[發明專利]一種基于虛擬多曝光融合的不均勻光照圖像增強方法

有效

• 申請號: 201910970860.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN112734650B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 徐望明;劉召;伍世虔;黃子蒙
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于虛擬多曝光融合的不均勻光照圖像增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將輸入的不均勻光照圖像從RGB顏色空間轉換到HSV顏色空間,并分離出圖像的亮度分量V、色調分量H與飽和度分量S；

步驟二：依據相機響應模型采用合適的亮度映射函數，對亮度分量V中曝光不足的像素尋優大于1的最佳曝光比k_opt1使亮度映射后的信息熵最大，進而利用k_opt1對V通道分量所有像素進行虛擬曝光，生成一幅增強曝光的圖像V₁，同理，對亮度分量V中曝光過多的像素尋優小于1的最佳曝光比k_opt2使亮度映射后的信息熵最大，進而利用k_opt2對V通道分量所有像素進行虛擬曝光，生成一幅減弱曝光的圖像V₂，將V、V₁和V₂這三幅圖像組成曝光序列圖像；

步驟三，采用帶細節提升的多曝光圖像融合方法，對步驟二所得曝光序列圖像進行融合，得到增強后的圖像V分量；

步驟四，用增強后的V分量和保持不變的H分量和S分量重新合成HSV圖像，并將其轉換回RGB顏色空間作為最終的圖像增強結果輸出。

2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬多曝光融合的不均勻光照圖像增強方法，其特征在于，所述步驟一的實現過程為：

利用彩色圖像的顏色空間轉換公式，將輸入的不均勻光照圖像從RGB顏色空間轉換到HSV顏色空間，從而得到相應的亮度分量V、色調分量H與飽和度分量S，其中亮度分量V用于后續步驟的處理。

3.根據權利要求1所述的一種基于虛擬多曝光融合的不均勻光照圖像增強方法，其特征在于，所述步驟二的實現過程為：

描述相機響應模型的亮度映射函數即BMF函數g(V,k)，以亮度分量V為參考圖像，通過設置不同的曝光比k可生成具有不同曝光比的圖像，起到改變圖像像素亮度值的作用；

采用BMF函數對不均勻光照圖像的V通道進行增強曝光，為了找到最佳曝光比提高曝光不足的像素的亮度，先利用Q＝{V(x)|T(x)τ₁}過濾得到曝光不足的像素的灰度值集合Q，其中T為原始圖像V的光照分量，可基于Retinex理論估計T，τ₁是區分曝光不足像素的灰度閾值，比它小的灰度值對應的像素被認為是曝光不足的，則曝光不足的像素點的信息熵為：其中p_i代表Q中每個灰度等級i出現的概率，將曝光不足的像素轉化為曝光好的像素有助于提升圖像可見度、增大圖像信息量，所以使用圖像信息熵最大化的原則來求解增強曝光的最佳曝光比為：同理，采用BMF函數對不均勻光照圖像的V通道進行減弱曝光，為了找到最佳曝光比降低曝光過多的像素的亮度，只需改變灰度閾值條件，就可得到曝光過多的像素點的灰度值集合Q＝{P₀(x)|T(x)τ₂}，其中τ₂是區分曝光過多像素的灰度閾值，使用圖像信息熵最大化的原則來求解減弱曝光的最佳曝光比為：從而，得到增強曝光的圖像V₁＝g(V,k_opt1)和減弱曝光的圖像V₂＝g(V,k_opt2)，V以及由它虛擬曝光生成的V₁、V₂三幅圖像組成同一場景不同曝光的圖像序列。