[發明專利]基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法

在審

• 申請號: 202310274509.4
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116363003A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 曾紹華;鄧億;詹林慶;劉國一
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學;重慶市農業技術推廣總站;西藏自治區農牧科學院農業資源與環境研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

本發明公開了一種基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法，包括：S1.利用非對稱廣義高斯對土壤圖像V分量進行擬合；S2.對擬合后的非對稱廣義高斯曲線進行亮度遷移，得到亮度遷移后的土壤圖像V分量遷移結果；S3.對土壤圖像V分量進行局部亮度增強處理，得到局部增強后的土壤圖像V分量增強結果；S4.將土壤圖像V分量遷移結果以及土壤圖像V分量增強結果進行融合，得到融合后的土壤圖像V分量；S5.依據色比不變性原理，對融合后的土壤圖像V分量進行處理，得到顏色恢復后增強的RGB圖像。本發明能夠實現較高精度的亮度遷移，土壤圖像亮度可控增強精度較高，且增強后的圖像接近真實環境下采集的目標圖像。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法。

背景技術

野外自然環境下，多變的光照條件導致機器視覺采集的同一土種圖像表征的土壤信息特征都可能不完全一致。如果不同土壤圖像能轉換到相同條件下表征土壤信息特征，無疑可提升機器視覺識別土種精度。為了減小成像環境條件差異的影響，需將不同光照下采集的土壤圖像調整為非常近似于該土壤在某些特定自然光照條件下采集的具有額定亮度的真實土壤圖像，其本質是土壤圖像增強。

目前圖像增強方法主要包括：非線性增強、直方圖均衡化和直方圖規定化等。其中，直方圖規定化是圖像增強的重要技術之一，其內容是將輸入圖像直方圖通過一個灰度映射函數轉換為預先指定的或所需的直方圖形狀。直方圖規定化技術通過增強圖像亮度、對比度能較好地提升圖像視覺質量，但不能精準增強圖像亮度。對于土壤圖像亮度可控增強，現有的技術在保持亮度直方圖分布特性和擬合亮度直方圖的算法復雜性方面有一定缺陷，且都忽略了土壤圖像局部信息；此外，直方圖規定化中的映射算法可能產生較嚴重的塊效應，將損失土壤圖像局部梯度特性。

因此，需要一種基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法，能夠解決以上問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法，能夠實現較高精度的亮度遷移，土壤圖像亮度可控增強精度較高，且增強后的圖像接近真實環境下采集的目標圖像。

本發明的基于亮度遷移與局部信息融合的土壤圖像增強方法，包括如下步驟：

S1.利用非對稱廣義高斯對土壤圖像V分量進行擬合，得到擬合后的非對稱廣義高斯曲線；

S2.對擬合后的非對稱廣義高斯曲線進行亮度遷移，得到亮度遷移后的土壤圖像V分量遷移結果；

S3.對土壤圖像V分量進行局部亮度增強處理，得到局部增強后的土壤圖像V分量增強結果；

S4.將土壤圖像V分量遷移結果以及土壤圖像V分量增強結果進行融合，得到融合后的土壤圖像V分量；

S5.根據原始土壤圖像中的顏色信息和三分量關系的比例不變性，對融合后的土壤圖像V分量進行處理，得到顏色恢復后增強的RGB圖像。

進一步，所述步驟S1，具體包括：

S11.構建非對稱廣義高斯擬合的土壤圖像V分量直方圖優化模型：

其中，pdf(v_i)＝n_i/(w·h)；v_i是第i個亮度級，v_i∈[v₁,v_k]，n_i是圖像中亮度級為v_i的像素個數，w表示圖像的寬，h表示圖像的高；V＝[v₁,v_k]為土壤圖像V分量的亮度分布域；AGG_l(v_i)為非對稱廣義高斯左部，AGG_r(v_i)為非對稱廣義高斯右部；

所述