[發明專利]一種基于Retinex的暗視覺環境下圖像增強方法

有效

• 申請號: 202010042914.X
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111292257B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 趙志強;向麗娟;趙穎;張琴;祝政;錢鷹;崔一輝;吳勇;趙春澤;葉順安
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G06T7/13
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種基于Retinex的暗視覺環境下圖像增強方法，其特征在于，該方法包括：

S1：獲取暗視覺環境下的原始圖像；

S2：將獲取的原始圖像中RGB三通道最大值的圖像作為全局光照圖，將獲取的圖像轉為YCbCr色彩空間的Y通道圖像，作為局部光照圖；

S3：將全局光照圖和局部光照圖的對應像素點進行加權平均，得到具有局部和全局特征的初步估計光照圖；

S4：采用改進的加權引導濾波對初步估計光照圖進行保邊平滑濾波，得到濾波后的光照圖；改進的加權引導濾波包括對原始加權引導波的權重進行改進，即使用均值和方差的乘積代替局部方差；改進后的權重公式為：

代價函數的表達式為：

計算a_p′和b_p′的值為：

b_p′＝μ_T,ξ(p′)-a_p′μ_G,ξ(p′)

根據a_p′、b_p′以及代價函數，得到改進后的濾波輸出圖像的表達式為：

其中，N為輸入圖像像素總數，μ_G,1(p′)和分別為G在Ω₁(P′)正方形窗口內均值和方差，λ為常量，·表示兩個矩陣的元素乘積，a_p′和b_p′是窗口內的常量，ε為正規化因子，μ_G·T,ξ(p′)，μ_G,ξ(p′)，μ_T,ξ(p′)分別為G·T，G，T在Ω_ξ(P′)窗口內的均值，為G在Ω_ξ(P′)窗口內的方差；

S5：對濾波后的光照圖進行改進的自適應Gamma校正得到校正后的估計光照圖；改進的自適應Gamma校正包括：采用JND對控制光照圖強弱系數進行優化，改進自適應Gamma校正的表達式，JND表示隨圖像光照變化的恰可分辨差；對控制光照圖強弱系數進行優化的表達式為：

對JND值進行歸一化處理，其表達式為：

確定控制k₁大小的系數k₂，其表達式為：

優化后的控制光照圖強弱系數的表達式為：

k＝k₁*k₂

改進后的校正公式為：

L′＝k*L^1-cdf(L)

其中，T表示JND值，L是濾波后的光照圖，k₁是對JND值進行歸一化處理后的值，k₂是控制k₁大小的系數，k為控制光照圖強弱系數，L′為校正的估計光照圖；

S6：采用Retinex算法利用原始圖像和校正后的估計光照圖計算R通道、G通道、B通道的反射圖，將三個通道的反射圖合成，獲得增強的圖像；

其中，Retinex表示視網膜皮層算法，YCbCr中Y指亮度分量、Cb指藍色色度分量、Cr指紅色色度分量，Gamma表示伽馬校正。

2.根據權利要求1所述的一種基于Retinex的暗視覺環境下圖像增強方法，其特征在于，所述獲取的暗視覺環境下的原始圖像分為反射圖像和光照圖像，其表達式為：

I＝R·L

其中，I為獲取的圖像，R為反射圖像，L為光照圖像。

3.根據權利要求1所述的一種基于Retinex的暗視覺環境下圖像增強方法，其特征在于，所述全局光照圖和局部光照圖的計算表達式包括：

全局光照圖：

局部光照圖：

其中，I^c表示輸入圖像，R表示輸入RGB圖像中R通道的值，G表示輸入RGB圖像中G通道的值，B表示輸入RGB圖像中B通道的值。

4.根據權利要求3所述的一種基于Retinex的暗視覺環境下圖像增強方法，其特征在于，獲得初步估計光照圖的表達式為：

其中，為初步估計的光照圖，ω₁表示全局光照圖的權重因子，ω₂表示局部光照圖的權重因子。