专利名称：一种低照度图像增强方法
技术领域：
本发明涉及图像处理，尤其是涉及一种低照度图像增强方法。
背景技术：
计算机视觉系统的很多户外用户，如城市交通、视频监管、图像识别等，都要求图像特征的检测具备鲁棒性。然而，在雾天、阴雨天、夜间及光照较弱等低照度条件下所采集的图像对比度很低，可视性很差，给提取图像信息造成了一定的障碍。因此，增强低照条件下图像的对比度，将会给社会带来方便性和安全性方面的有效提升。在计算机视觉领域，目前主要是采用空域彩色图像增强方法、基于Retinex的彩色图像增强方法、仿生彩色图像增强方法、反转去雾低照度彩色图像增强方法来处理低照
度图像。空域彩色图像增强方法通过将一已知灰度值概率密度分布的图像经过某种变换变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的图像，但是这种方法需要将彩色图像变换为灰度图像后才可进行处理，丢失了一部分原彩色图像的信息；基于Retinex的彩色图像增强方法可以有效地保持景物的边缘信息，然而该方法有计算量大、颜色失真、对比度较低、有光晕现象等缺陷；仿生彩色图像增强方法从模拟人眼视觉系统机制出发，可以有效地提高图像的对比度，但是仍存在计算量大和颜色失真的问题；反转去雾低照度彩色图像增强方法通过将低照度彩色图像反转，然后对反转后的彩色图像应用去雾的方法进行去雾，最后将去雾后的反转图像再反转回来，但是该方法没有理论基础，并且容易出现过增强和快效应现象。中国专利201010034228. 4公开一种低照度图像增强方法，该方法利用沃利斯滤波器对低照度图像做灰度拉伸，会丢失一些原彩色图像信息。该发明公开的方法基于大气散射物理模型，利用亮通道先验和暗通道先验，对灰度和彩色低照度图像均能取得较好的视觉效果。
发明内容
本发明的目的在于提供可改善雾天、阴雨天、夜间及光照较弱等低照度条件下所摄取图像的视觉效果的一种低照度图像增强方法。本发明包括以下步骤I)利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图2)通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图；3)通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图；4)根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像，复原后的场景图像按以下表达式确定
权利要求
1.一种低照度图像增强方法，其特征在于包括以下步骤 1)利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像； 2)通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图； 3)通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图； 4)根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像， 复原后的场景图像按以下表达式确定 J(x) =^^ + 1. 其中，X表示二维空间坐标，J(X)为复原后的场景图像，I(X)为低照度图像，A(X)为自适应大气光照图，t(x)为自适应传输函数图，t0的取值为0.1。
2.如权利要求1所述一种低照度图像增强方法，其特征在于在步骤I)中，所述利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像的具体方法为 Al、利用亮通道先验求取低照度图像的亮通道图像 当低照度图像为灰度图像时，将此灰度低照度图像作为GuidedFilter滤波器的引导图像； 所述引导图像按以下表达式确定 Iguide (X) = I (X)； 其中，Iguide(X)为引导图像，I(X)为灰度低照度图像； 再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像； 所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定Iltg(X)^ max(IgMde(X))； 其中，Ilig(X)为粗提取的亮通道图像，X为二维空间坐标，Q (X)为以坐标X为中心的正方形邻域； 当低照度图像为彩色图像时，先计算此彩色低照度图像每个像素点处的R、G、B3个颜色通道的最大值，作为GuidedFilter滤波器的引导图像； 所述引导图像按以下表达式确定 Tgtlkle(X)= max {Ic (x))； 其中，Iguid6(X)为引导图像，C为颜色通道，C e {R, G, B}分别为R、G、B颜色通道，rs彩色低照度图像的颜色通道； 再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像； 所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定 r'!':(x)=max(Is"ide(x))； 其中，Ilig(X)为粗提取的亮通道图像，X为二维空间坐标，Q (X)为以坐标X为中心的正方形邻域； 利用引导图像，通过GuidedFilter滤波器对粗提取的亮通道图像进行边缘保持平滑滤波，最后得到细化后的亮通道图像Ilight(X);A2、利用暗通道先验求取低照度图像的暗通道图像 当低照度图像为灰度图像时，将此灰度低照度图像作为GuidedFilter滤波器的引导图像； 所述引导图像按以下表达式确定 其中，Iguide(X)为引导图像，I(X)为灰度低照度图像； 再对所得到的引导图像进行最小值滤波，得到粗提取的暗通道图像； 所述粗提取的暗通道图像按以下表达式确定
3.如权利要求1所述一种低照度图像增强方法，其特征在于在步骤2)中，所述通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图的具体方法为 利用所述亮通道图像，求取自适应大气光照图； 所述自适应大气光照图按以下表达式确定Ilight (x) =A(X)t(X)+A(X) (1-t (x))即A(x) = Ilight (x)； 其中，A(x)为自适应大气光照图，t(x)为自适应传输函数图。
4.如权利要求1所述一种低照度图像增强方法，其特征在于在步骤3)中，所述通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图的具体方法为 利用所述暗通道图像和自适应大气光照图，求取自适应传输函数图； 所述自适应传输函数图按以下表达式确定
5.如权利要求1所述一种低照度图像增强方法，其特征在于在步骤4)中，所述根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像的具体方法为利用低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图，通过大气散射物理模型复原场景图像； 所述复原后的场景图像按以下表达式确定
全文摘要
一种低照度图像增强方法，涉及图像处理。提供可改善雾天、阴雨天、夜间及光照较弱等低照度条件下所摄取图像的视觉效果的一种低照度图像增强方法。1)利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像；2)通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图；3)通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图；4)根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像。建立在大气散射物理模型的基础上，能够自适应的处理夜间或光照较弱的环境下所摄取的各种图像，增强后的图像具有理想的对比度和视觉效果，整体增强效果优于传统的图像增强方法。
文档编号G06T5/00GK103020920SQ20131000842
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者丁兴号, 于一淼, 郭伟, 戴光智 申请人:厦门大学