一种基于引导滤波的低照度图像增强方法与流程

技术特征：

1.一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将原始低照度图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；

第二步，在HSV颜色空间下对亮度图像采用一种具有保边特性的线性引导滤波进行处理，获得照度分量图像；并根据Retinex原理通过对数变化得到反射分量图像，通过Gamma变换校正所述反射分量图像；

第三步，在HSV颜色空间下对图像的S分量饱和度进行增强；

第四步，将图像由HSV颜色空间转换到RGB颜色空间；

第五步，通过颜色恢复函数进行颜色恢复，最终得到增强后的彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，所述第一步具体包括根据公式(1)将原始低照度图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；

其中，T_max为R,G,B中最大值，T_min为最小值。

3.根据权利要求1所述的一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，所述第二步具体包括以下内容：

将原低照度图像I(x)经过HSV颜色空间转换得到饱和度图像I_S(x,y)、色调图像I_H(x,y)和亮度图像I_V(x,y)，先对亮度图像I_V(x,y)进行计算来估计照度分量；

基于引导滤波的反射分量的求解公式可表示为：

式中：为对数形式下的反射分量；f为引导滤波函数；引导滤波可表示为局部线性模型：

q_j＝a_kI_V,j+b_k (3)

式中：q_j为图像I_V窗口ω_k中j像素处的线性变换灰度值，I_V,j为图像I_V窗口ω_k中j像素值，k为窗口ω_k的中心像素，系数a_k和b_k为常数；局部线性系数a_k和b_k采用以下方式求解：

b_k＝(1-a_k)μ_k (4)

式中：μ_k和σ_k分别为图像窗口ω_k中像素的均值和标准差，为窗口ω_k中的像素数量，δ为正则化参数，引导滤波函数为

将式(5)代入式(2)得到最后经过反对数变换得到反射分量估计值即

采用非线性的全局Gamma校正方法进行亮度调整，即

式中γ为校正参数，取值范围为1～+∞。

4.根据权利要求1所述的一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，所述第三步具体包括以下内容：

基于HSV空间，采用饱和度增强算子以获取更鲜亮的颜色，表达式为：

S'＝S^γ (8)

式中：S和S'分别表示增强前与增强后的饱和度，γ为拉伸系数。

5.根据权利要求1所述的一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，所述第四步具体包括以下内容：

利用(9)式使HSV颜色空间转换回RGB空间：

。

6.根据权利要求1所述的一种基于引导滤波的低照度图像增强方法，其特征在于，所述第五步具体包括以下内容：

设在RGB色彩空间对第四步处理后的图像为I(x,y)，每个像素设置颜色比重的权值为：

式中：G为增益参数，i表示RGB颜色空间下的颜色通道，I_i(x,y)表示I(x,y)第i个颜色通道的输入分量，α用于调节彩色整体亮度，β用于调节增强处理后图像色彩的比重；

在颜色空间由HSV变换转化为RGB之后，即得到I(x,y)，再对图像颜色进行恢复处理：

R(x,y)＝C_i(x,y)I(x,y) (11)

C_i(x,y)为(10)式得到的颜色恢复函数，R(x,y)为最终获得的增强图像。