[發明專利]一種語義引導的暗光圖像增強方法

有效

• 申請號: 202010148833.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111292273B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 郝世杰;郭艷蓉;洪日昌;汪萌
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種語義引導的暗光圖像增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10、將原始暗光RGB圖像轉換為HSV顏色空間圖像；

S20、使用融合增強模型對所述HSV顏色空間圖像中V通道明度進行增強，得到圖像明度增強后的V通道；

所述融合增強模型為：

其中， 表示增強后圖像，表示像素與像素乘法， 表示原始的暗光圖像， 表示初始的增強圖像，表示可以同時感知光照和特定語義信息的融合權重圖像，即由感知亮度圖像和感知語義圖像兩部分明亮度融合而成；

S30、將所述圖像明度增強后的V通道與所述HSV顏色空間圖像中的H通道、S通道一起轉換回RGB顏色空間，得到亮度增強RGB圖像；

所述初始的增強圖像獲取步驟為：

根據Retinex模型，對于原始的暗光圖像可以表示為反射圖與光照圖的像素與像素之間乘積,即；由于同時估計和的分解方法通常較為耗時，因此采用簡化的Retinex模型來獲取初始的增強圖像:

其中，在所述簡化的Retinex模型中，是分段平滑的，利用保邊緣濾波器來估計獲取；采用Guided Filter導向濾波器來估計光照圖；

所述感知亮度的為使用Ostu閾值法概括出原始圖像的明亮分布得到；所述Ostu閾值法通過搜索類間方差最大化獲得最佳閾值：

其中，是亮像素類和暗像素類的類間方差；

所述語義感知圖像的獲取步驟為：對于給定的預定義的語義語料庫，語義分割系統給所述原始的暗光圖像的每一個像素分配一個語義語料庫中的語義標簽；語義分割操作將所述原始的暗光圖像分成若干個互斥的子集，即，；由于每個子集間的兩兩互斥性，通過二值化獲得；

所述融合權重圖像獲取步驟如下：在獲得和后，通過邏輯與的方式獲得初步的融合圖像：

采用聯合導向濾波器JointGuided Filter來細化的結構和邊緣區域，來保證增強結果增強效果；在細化過程中，采用所述原始的暗光圖像作為導向圖像，將所述濾波器JointGuided Filter的輸出圖像做為最終的融合權重圖像。

2.根據權利要求1所述的語義引導的暗光圖像增強方法，其特征在于，所述語義分割系統為金字塔場景解析網絡PSPnet，所述金字塔場景解析網絡PSPnet分為三個部分：主干，金字塔池化模塊和分類器；其中，選擇殘差網絡Resnet作為主干；所述金字塔場景解析網絡PSPNet構建了金字塔池化模塊PPM，該模塊包含多個并行分支，用于將特征向下采樣到不同的分辨率；所述金字塔池化模塊PPM所學習的特性具有更大的感受野，并且聚合了更多的上下文信息；對于所述原始的暗光圖像的每一個像素的語義標簽通過的卷積獲得。