基于随机喷射retinex的视频图像去噪与增强方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明图像处理技术领域，特别是涉及一种基于随机喷射retinex的视频图像去 噪与增强方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，多媒体技术发展越来越成熟，随处都可见视频设备的应用，如监控、军事 等，并且人们对视频画质的要求日益提高，但是在一些不可避免的客观因素作用下，视频图 像的品质低下，并不能满足人们的需求。因此研宄如何对视频图像进行实时的增强与去噪 具有重大的意义。
[0003] 视频图像品质低下主要受两方面影响：（1) 一般的视频采集系统在晴天时都能捕 获质量较好的图像，但是在出现大雾、沙尘等恶劣天气时，或是夜间光照不足的情况下，系 统捕获的图像对比度往往很低，人们很难从画面中获取有价值的信息。利用视频图像增强 技术就可以有效地改善视频图像的视觉效果，突出人们感兴趣的信息，而摒弃一些无用信 息。（2)视频图像在采集或是传输过程中通常会由于噪声的污染，使得画面质量下降，视频 图像偏离了真实情况，极大影响了人们从中提取信息的精确度，因此非常有必要在利用视 频图像前消除噪声，提高消噪后图像的质量，突出视频图像特征。
[0004] 灰色图像的增强方法较为成熟，有对比度增强方法、直方图均衡方法、同态滤波方 法、小波变换方法等。对彩色图像增强方法主要有基于Retinex理论的方法，此方法在动态 范围压缩和颜色恒常性方面都具有良好的特性，如基于路径比较的retinex算法，但是这 种算法存在着计算量大、对几何路径依赖性高和存在样本噪声的问题，对有噪声图像并未 能取得良好效果。因此，需要改进现有技术基于Retinex理论的算法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于随机喷射retinex的视频图像去噪与增强方法及 装置，用于解决现有技术中基于特定方向带来的光晕问题以及去噪效果不理想的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案提供一种基于随机喷射retinex的视频 图像去噪与增强方法，包括：构建喷射像素点集合，并基于该喷射像素点集合对随机喷射 retinex处理涉及的参数进行调优处理，其中，所述参数包含喷射集合个数和像素点个数； 基于调优处理后的参数对视频图像进行随机喷射retinex处理；对随机喷射retinex处理 后的视频图像进行低通滤波器去噪处理和模糊通道去噪处理，得到亮度变化计算公式；结 合所述亮度变化计算公式，得到输出图像的亮度计算公式，并采用该亮度计算公式计算三 个通道的亮度变化值，构成局部亮度估计矢量；以及基于得到的局部亮度估计矢量，进行三 通道融合，得到去噪及增强后的视频图像。
[0007] 优选地，采用极坐标方式构建喷射像素点集合，具体包括：
[0008] 用Sprayk(i)表示以像素点i为中心的η个像素点，像素点i的坐标为（i x，iy)，可 设属于喷射集合Sprayk (i)的像素点j的坐标为（jx，jy)，则极坐标为：
[0009]
【主权项】
1. 一种基于随机喷射retinex的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，包括： 构建喷射像素点集合，并基于该喷射像素点集合对随机喷射retinex处理设及的参数 进行调优处理，其中，所述参数包含喷射集合个数和像素点个数； 基于调优处理后的参数对视频图像进行随机喷射retinex处理； 对随机喷射retinex处理后的视频图像进行低通滤波器去噪处理和模糊通道去噪处 理，得到亮度变化计算公式； 结合所述亮度变化计算公式，得到输出图像的亮度计算公式，并采用该亮度计算公式 计算=个通道的亮度变化值，构成局部亮度估计矢量；W及 基于得到的局部亮度估计矢量，进行=通道融合，得到去噪及增强后的视频图像。
2. 根据权利要求1所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，采用极坐标方式构 建喷射像素点集合，具体包括： 用Spraykh)表示W像素点i为中屯、的n个像素点，像素点i的坐标为（i。iy)，可设属 于喷射集合Sprayk(i)的像素点j的坐标为（jx，jy)，则极坐标为：
其中P是区间[0,时的任意值，R表示喷射半径，0是[〇,2n]区间的任意值。
3. 根据权利要求1所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，对随机喷射retinex 处理设及的参数进行调优处理，其中所述参数还包括喷射半径和半径密度函数。
4. 根据权利要求3所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，对随机喷射retinex 处理设及的喷射半径进行调优处理包括；选择视频图像的对角线长度为喷射半径。
5. 根据权利要求1所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，对随机喷射retinex 处理设及的喷射集合个数和像素点个数进行调优处理包括；选择喷射集合个数为1，选择 像素点个数为250。
6. 根据权利要求1所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，对随机喷射retinex 处理后的视频图像进行低通滤波器去噪处理和模糊通道去噪处理，得到亮度变化计算公 式，具体包括： 基于RSR算法，根据像素点的相对亮度变化计算公式，计算出3个通道的亮度变化值， 作为RSR算法的局部亮度估计矢量；W及 先后引入低通滤波器和模糊通道，对RSR算法的局部亮度估计矢量进行改进，得到经 过去噪处理的亮度变化计算公式。
7. 根据权利要求1所述的视频图像去噪与增强方法，其特征在于，所述采用该亮度计 算公式计算=个通道的亮度变化值，具体包括；采用该亮度计算公式计算每个通道中的任 意指定的像素点的亮度变化，再使用最近邻域插值法计算其余像素点的亮度变化，得到= 个通道的亮度变化值。
8. -种基于随机喷射retinex的视频图像去噪与增强装置，其特征在于，包括： 调优处理模块，用于构建喷射像素点集合，并基于该喷射像素点集合对随机喷射 retinex处理设及的参数进行调优处理，其中，所述参数包含喷射集合个数和像素点个数； 随机喷射retinex处理模块，用于基于调优处理后的参数对视频图像进行随机喷射 retinex处理； 去噪处理模块，用于对随机喷射retinex处理后的视频图像进行低通滤波器去噪处理 和模糊通道去噪处理，得到亮度变化计算公式； 亮度变化计算模块，用于结合所述亮度变化计算公式，得到输出图像的亮度计算公式， 并采用该亮度计算公式计算=个通道的亮度变化值，构成局部亮度估计矢量；W及通道融 合模块，用于基于得到的局部亮度估计矢量，进行=通道融合，得到去噪及增强后的视频图 像。
9. 根据权利要求8所述的视频图像去噪与增强装置，其特征在于，所述去噪处理模块 包括： RSR算法处理模块，用于基于RSR算法，根据像素点的相对亮度变化计算公式，计算出3 个通道的亮度变化值，作为RSR算法的局部亮度估计矢量；W及RSR算法改进模块，用于先 后引入低通滤波器和模糊通道，对RSR算法的局部亮度估计矢量进行改进，得到经过去噪 处理的亮度变化计算公式。
10. 根据权利要求8所述的视频图像去噪与增强装置，其特征在于，所述亮度变化计算 模块中，采用该亮度计算公式计算=个通道的亮度变化值，具体包括；采用该亮度计算公式 计算每个通道中的任意指定的像素点的亮度变化，再使用最近邻域插值法计算其余像素点 的亮度变化，得到=个通道的亮度变化值。
【专利摘要】本发明涉及图像处理技术领域，公开了一种基于随机喷射retinex的视频图像去噪与增强方法，包括：构建喷射像素点集合，并对随机喷射retinex处理涉及的参数进行调优处理，所述参数包含喷射集合个数和像素点个数；基于调优处理后的参数对视频图像进行随机喷射retinex处理；对随机喷射retinex处理后的视频图像进行低通滤波器去噪处理和模糊通道去噪处理，得到亮度变化计算公式；结合所述亮度变化计算公式，得到输出图像的亮度计算公式，并采用该亮度计算公式计算三个通道的亮度变化值，构成局部亮度估计矢量；以及基于得到的局部亮度估计矢量，进行三通道融合，得到去噪及增强后的视频图像。本发明提出能有效去噪的亮度变化计算公式，大大提高了图像的清晰度。
【IPC分类】H04N5-21
【公开号】CN104796582
【申请号】CN201510187842
【发明人】程德强, 郑珍, 王睿, 张媛媛, 刘海, 郭星歌, 刘洋, 张佳琳, 邓杰
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月20日