一种低照度环境下的图像增强方法.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CN106780375A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611100207.1(22)申请日2016.12.02(71)申请人南京邮电大学地址210046江苏省南京市亚东新城区文苑路9号(72)发明人潘甦王东宇(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人朱桢荣(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/40(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种低照度环境下的图像增强方法(57)摘要本发明公开了一种低照度环境下的图像增强方法，采用基于灰度级搬移和像素点灰度值校正的改进型图像增强算法，将低照度图像中的像素点灰度值根据直方图按照其直方图均衡理论，将集中在较窄的低亮度范围内的原始低照度图像中像素点的灰度值调整均衡，并将其搬移到一个相对较亮的范围内。按照Retinex理论，滤除调整过灰度值图像的照射光分量，保留反射光分量，并且根据反射光分量中灰度值的相对明暗关系找到图像中各像素点之间的真实明暗关系，再经过线性拉伸得到最终调整后的图像像素点灰度值。本发明对低照度图像的亮度和对比度有一定的提高，同时能够实现一定的色彩增强，突出低照度图像中局部细节，对低照度图像的直观视觉质量有着明显的改善。CN106780375ACN106780375A权利要求书1/2页1.一种低照度环境下的图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将原始低照度图像按RGB三通道，分解成在这三个通道上的灰度图像；步骤2、在R、G、B三个通道中，分别将通道中灰度图像的像素点灰度值做直方图均衡调整灰度分布，得到新灰度值图像。步骤3、根据Retinex理论，在对数域中，分别在R、G、B通道内采用步骤2中得到的新灰度值图像减去该新灰度值图像与高斯模板做卷积后的图像后，分别在R、G、B通道中得到反应图像真实本质的反射光分量；步骤4、分别在R、G、B通道中，对步骤3中得到的反射光分量中像素点灰度值转到对数域进行初始化调整，得到初始化后的灰度值；步骤5、在R、G、B通道中的水平和垂直方向上分别计算步骤3得到的反射光分量中各像素点之间的相对明暗关系，根据这些像素点之间的相对明暗关系以及步骤4中得到的初始化后的灰度值校正每个像素点的灰度值；步骤6、分别在R、G、B通道中对经步骤5校正后的像素点的灰度值进行线性拉伸；步骤7、将线性拉伸后的RGB三个通道中的图像按R、G、B顺序依次写入一个24位的彩色图像中。2.根据权利要求1所述的一种低照度环境下的图像增强方法，其特征在于，所述步骤4中，将反射光分量中像素点灰度值转到对数域进行初始化调整，具体实现方法如下步骤：步骤4-1、分别读取R、G、B通道中反射光分量图像的尺寸，该尺寸记为m╳n；步骤4-2、分别在R、G、B三通道中初始化步骤3中得到反射光分量中像素点灰度值，该灰度值分别设置为每个反射光分量像素点灰度值的均值，并对该均值取对数形式，得到初始化后的灰度值r(i,j)即：r(i,j)＝log(1+meanvalue),1≤i≤m,1≤j≤n其中，meanvalue为反射光分量像素点灰度值的均值，i,j分别表示该像素点的横纵坐标。3.根据权利要求2所述的一种低照度环境下的图像增强方法，其特征在于，所述步骤5具体如下：步骤5-1、分别在R、G、B三通道中计算反射光分量图像G(i,j)在水平方向上任意两个相距为的像素点之间的相对明暗关系LRelation(i,j)，即：LRelation(i,j)＝G(i,j+h)-G(i,j),1≤i≤m,1≤j≤n，j+h≤n其中，G(i,j+h)为反射光分量图像中在水平方向上和G(i,j)相距h的像素点灰度值，[*]为向下取整；步骤5-2、分别在R、G、B三通道中根据步骤5-1中得到的相对明暗关系在水平方向上校正恢复出真实灰度值，即：r′(i,j)＝r(i,j)-log(1+h)×LRelation(i,j)r′(i,j+h)＝r(i,j+h)+log(1+h)×LRelation(i,j)其中，r′(i,j)为水平方向上坐标(i,j)上所对应的校正恢复后的灰度值，r′(i,j+h)为水平方向上坐标(i,j+h)上所对应的校正恢复后的灰度值；步骤5-3、分别在R、G、B三通道中计算反射光分量图像G(i,j)在垂直方向上任意两个相2CN106780375A权利要求书2/2页距的像素点之间的相对明暗关系VRelation(i,j)，即：VRelation(i,j)＝G(i+l,j)-G(i,j),1≤i≤m,1≤j≤n,i+l≤m其中，G(i+l,j)为反射光分量图像中在垂直方向上和G(i,j)相距l的像素点灰度值；步骤5-4、分别在R