[發(fā)明專(zhuān)利]一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010630421.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111968041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝建宏;王杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 南昌青遠(yuǎn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 涂志剛

1.一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，將待處理原始圖像由RGB轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間并分解為H、S、V分量；

S2，將V分量進(jìn)行單尺度分解，得到圖像V分量的低頻分量和高頻分量信息；

S3，對(duì)步驟S2中的低頻分量進(jìn)行增強(qiáng)處理，然后進(jìn)行自適應(yīng)校正；

S4，對(duì)步驟S2中的高頻分量進(jìn)行模糊增強(qiáng)；

S5，對(duì)步驟S3和S4中增強(qiáng)處理后的低頻分量和高頻分量通過(guò)小波重構(gòu)得到增強(qiáng)后的亮度V分量；

S6，將HSV圖像轉(zhuǎn)換回到RGB色彩空間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，在所述步驟S3中，采用多尺度Retinex(MSR)對(duì)小波分解得到的低頻分量進(jìn)行增強(qiáng)處理，MSR公式如下：

其中，i∈R,G,B表示三個(gè)顏色通道，w_j表示尺度的權(quán)重因子，K表示使用的尺度數(shù)目，通常取w_j＝1/3，K＝3。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，在所述步驟S3中，采用Otsu閾值方法對(duì)估計(jì)的照度分量進(jìn)行自適應(yīng)校正，首先對(duì)照度分量L進(jìn)行拉伸得到照度圖像L'，公式如下：

其中，α因子決定圖像拉伸的程度，β因子用于調(diào)節(jié)拉伸區(qū)間；

Otsu閾值法通過(guò)計(jì)算圖像的最大類(lèi)間方差，得到灰度閾值T；令β＝255T，則有：

。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述步驟S4中，采用Pal-King模糊算法對(duì)高頻分量進(jìn)行圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)和噪聲濾除，所述Pal-King模糊算法為：

對(duì)灰度級(jí)為L(zhǎng)的M×N元圖像，首先對(duì)圖像進(jìn)行空間域到模糊特征域的變換，模糊矩陣記為P：

式中，μ_ij/p_ij表示圖像中像素點(diǎn)(i,j)相對(duì)于某個(gè)特定灰度級(jí)p_ij的隸屬度μ_ij，通常0≤μ_ij≤1；Pal-King定義的隸屬度函數(shù)如下：

式中，p_max為最大灰度級(jí)，F(xiàn)_e為指數(shù)模糊因子，通常取F_e＝2，F(xiàn)_d為倒數(shù)模糊因子。

對(duì)μ_ij進(jìn)行模糊增強(qiáng)，Pal-King定義的變換函數(shù)為：

μ_ij’＝E_r(μ_ij)＝E₁(E_r-1(μ_ij)),r＝1,2,... (6)

其中：

最后將增強(qiáng)圖像從模糊特征域變換到空間域：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，還包括步驟S7，通過(guò)加入色彩恢復(fù)因子C，采用帶色彩恢復(fù)的多尺度Retinex的MSRCR算法來(lái)消除圖像的色彩偏差，所述MSRCR算法公式如下：

其中，

公式中，與分別是MSRCR算法和MSR算法增強(qiáng)后的輸出，i∈R,G,B表示三個(gè)顏色通道，C_i(x,y)為第i通道的色彩恢復(fù)因子，f()為映射函數(shù)，S_i(x,y)為第i通道的圖像；

由公式可知，MSRCR算法通過(guò)各通道的色彩恢復(fù)因子來(lái)調(diào)節(jié)圖像三個(gè)顏色通道(R、G、B)的色彩比例，進(jìn)而消除色彩失真；

本文采用的色彩恢復(fù)因子，公式如下：

式中，β為增益參數(shù)，γ為調(diào)整圖像亮度的參數(shù)，g_i(i＝1,2,3)為待色彩恢復(fù)的圖像，為色彩恢復(fù)后的圖像。