[發明專利]一種基于尺度空間的圖像對比度增強方法

在審

• 申請號: 202011477203.1
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112488958A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 杜小智;羅曉東;姜洪超;岳合合;虞挺;張博文
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T5/50;G06T7/33;G06K9/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明公開一種基于尺度空間的圖像對比度增強方法，包括以下步驟：S1、對原始的圖像數據進行預處理，得到輸入圖像數據；S2、對輸入圖像數據構建圖像金字塔、以及利用圖像金字塔構建的圖像差分金字塔；S3、對S2得到的圖像差分金字塔同組中的隔層圖像進行疊加，得到一組新圖像尺度空間；S4、在S2構建的圖像差分金字塔和S3構件的新圖像尺度空間中進行特征檢測、特征描述和特征匹配。本發明通過尺度空間中不同尺度下的圖像進行疊加融合來增強圖像對比度，在不改變圖像特征結構的前提下增強了圖像對比度，同時對圖像噪聲也有一定的抑制作用。同時在計算量上也占據很大優勢，在傳統圖像識別、圖像準配、圖像拼接算法中體現出了不錯的效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理等技術領域，涉及一種圖像對比度增強技術，尤其涉及一種基于尺度空間的圖像對比度增強方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，人工智能行業快速崛起，計算機視覺領域更是大放異彩。各種算法的提出，實現了多種人工智能產品的落地，如指紋識別、人臉識別、車牌識別等，為人類生活帶了巨大的便利。科學技術在各種難題前不斷的提出創新，解決問題。

在圖像處理方向上，圖像去噪、圖像對比度增強等學術界已提出了多種算法，在不同性質的圖像噪聲下發揮出巨大的潛力。圖像的質量也是影響著圖像識別、圖像準配、圖像拼接等實際應用效果的一大因素，目前已有的各種濾波算法在過濾異常信息的同時會平滑掉圖像的一些細節信息，導致在低質量圖像環境下，圖像處理相關算法對于低質量圖像對比度增強效果不明顯，難以滿足實際需求。

發明內容

針對已有的圖像處理相關算法對于低質量圖像對比度增強效果不明顯問題，本發明的目的在于提供一種基于尺度空間的圖像對比度增強方法，以解決低質量圖像增強相關問題，提高在圖像識別、圖像準配、圖像拼接這些應用中的效果。

本發明采用以下技術方案：

一種基于尺度空間的圖像對比度增強方法，包括以下步驟：

S1、對原始的圖像數據進行預處理，得到輸入圖像數據；

S2、對輸入圖像數據構建圖像金字塔、以及利用圖像金字塔構建的圖像差分金字塔；

S3、對S2得到的圖像差分金字塔同組中的隔層圖像進行疊加，得到一組新圖像尺度空間；

S4、在S3構件的新圖像尺度空間中進行特征檢測、特征描述和特征匹配。

優選的，S1中、對原始的圖像數據進行去噪處理，得到輸入圖像數據。

優選的，對原始的圖像數據進行去噪處理時，依據圖像噪聲性質選擇濾波器。

優選的，S2中，所述圖像金字塔為圖像高斯金字塔，圖像差分金字塔為圖像高斯差分金字塔。

優選的，以不同尺度因子的高斯函數對輸入圖像數據做卷積計算得到圖像高斯金字塔，圖像高斯金字塔的計算公式如下：

L(x,y,σ)＝G(x,y,σ)*I(x,y)

其中，*表示卷積運算，σ是尺度因子，G(x,y,σ)是附有尺度因子的高斯函數，I(x,y)為輸入圖像數據，L(x,y,σ)是卷積后得到的高斯金字塔層圖像，x是圖像的橫標，y是圖像的縱坐標，m高斯核長，n是高斯核寬。

優選的，S2中，圖像高斯金字塔同組內相鄰兩個高斯尺度的圖像相減，得到圖像高斯差分金字塔，圖像高斯差分金字塔的計算公式如下：

D(x,y,σ)＝(G(x,y,kσ)-G(x,y,σ))*I(x,y)

＝L(x,y,kσ)-L(x,y,σ)