一种低照度彩色图像增强方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112348754A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011190883.9(22)申请日2020.10.30(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人陈刚喻春雨刘言(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/40(2006.01)G06T5/50(2006.01)G06T7/00(2017.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称一种低照度彩色图像增强方法及装置(57)摘要本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低照度彩色图像增强方法及装置，对于成像设备产生的噪声有良好的抑制作用，有效避免了传统增强算法带来的噪声污染以及传统去噪算法导致的图像信息损失。本方法通过帧平均法降噪、自适应Gamma校正、将所述图像序列依次从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间、对所获得的YUV色彩空间图像进行并行处理、采用非全局的客观质量评价方法对所述盲源分离降噪图像进行质量排序、对所述最优质量图像进行对比度受限的自适应直方图均衡处理、对所述融合图像进行自适应光照均衡处理和将所述光照均衡处理图像与所述帧平均图像的U、V通道分量重组得到所述低照度彩色图像的增强图像。CN112348754ACN112348754A权利要求书1/3页1.一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在固定视场内连续获取多组低照度彩色图像，每组包含的帧数相同；步骤2：将所获取的图像分别采用帧平均法降噪，获得每组对应的初次降噪图；步骤3：对每张初步降噪图像采用自适应Gamma校正，获取对应的图像序列；步骤4：将所述图像序列依次从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间；步骤5：对所获得的YUV色彩空间图像进行并行处理；所述并行处理包括对所获得的YUV色彩空间图像进行帧平均处理以获取帧平均图像，同时，提取所获得的YUV色彩空间图像的Y通道序列分量，对所述Y通道序列分量基于权值调整二阶盲辨识进行盲源分离降噪，获取盲源分离降噪图像；步骤6：将所述帧平均图像的Y通道分量作为参考图像，采用非全局的客观质量评价方法对所述盲源分离降噪图像进行质量排序，并提取出最优质量图像；步骤7：对所述最优质量图像进行对比度受限的自适应直方图均衡处理，并与最优质量图像进行加权融合，获取融合图像；步骤8：对所述融合图像进行自适应光照均衡处理，获取光照均衡处理图像；步骤9：将所述光照均衡处理图像与所述帧平均图像的U、V通道分量重组，并转换回RGB色彩空间，得到所述低照度彩色图像的增强图像。2.根据权利要求1所述的低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述在固定视场内连续获取多组低照度彩色图像的条件包括：(1)图像拍摄过程中，成像视野保持稳定；(2)光照条件和曝光时间稳定，允许存在少许波动；(3)所拍摄图像的噪声分布符合随机噪声模型。3.根据权利要求1所述的一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述自适应Gamma校正的方法包括：按下式对图像的灰度值进行幂运算：γIout＝c*255*(F)(1)γ＝log2(m1-Fmedian)(3)其中，Iin表示输入图像亮度；F表示变换到0-1之间的输入图像亮度值；Fmedian表示输入图像亮度的中值；Iout表示输出图像亮度；c为常数，输入输出范围为[0,1]；γ为Gamma校正指数，其值由预先设定的目标亮度均值m1确定；m1取值如下式所示：其中，Fmean表示输入图像亮度的均值；结合式(1)至式(4)将输入的多张初次降噪图序列亮度校正到统一范围内。4.根据权利要求1所述的一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述步骤5中的所述基于权值调整二阶盲辨识的盲源分离降噪公式如下：2CN112348754A权利要求书2/3页-1其中，sY(t)为分离出来的Y通道序列分量的初步估计降噪序列，W为权值矩阵，W为权值矩阵W的逆矩阵，表示Y通道序列分量的去均值的混合观测矩阵，表示的均值。5.根据权利要求1所述的一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述非全局客观质量评价方法具体包括：对待分离的降噪图像和参考图像同时进行缩放系数为r的尺寸缩放，0.1＜r＜1，并以尺寸缩放后的参考图作参考，选用结构相似性指标对尺寸缩放后的降噪图序列进行质量评价。6.根据权利要求1所述的一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述步骤7中，所述加权融合的加权融合系数为0.5。7.根据权利要求1所述的一种低照度彩色图像增强方法，其特征在于，所述对融合图像进行自适应光照均衡处理包括如下具体步骤：步骤A:对所述融合图像中亮度过强区域的每个