图像增强方法、设备及存储介质与流程

本申请涉及图像处理，特别是涉及一种图像增强方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、图像的应用领域广泛，涉及到生物医学，军事，交通安防，机器视觉等领域。图像的质量直接影响其在这些领域应用的有效性，然而图像在获取，处理，传输过程中，不可避免的受到噪声的干扰。因此，出现了图像增强技术，图像增强技术主要用于对图像进行处理，以提升图像质量，例如通过图像增强技术可以减弱因硬件误差和不稳定光源带来的图像噪声信息。

2、相关技术中，在对图像进行增强时，经常存在增强效果差、计算量大等问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请至少提供一种图像增强方法、设备及存储介质。

2、本申请第一方面提供了一种图像增强方法，方法包括：获取待增强的拜尔原始图像，对拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块；其中，指定通道图像为仅含有指定通道值的图像；基于多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵；对相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建相似块矩阵对应的零空间矩阵；计算零空间矩阵相对相似块矩阵的指定通道增强系数，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像进行增强，得到增强图像。

3、在一实施例中，对拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块，包括：以含有指定通道值的像素点为中心，从指定通道图像中提取出预设大小的参考块；针对每个参考块，在指定通道图像对应的预设图像范围内进行块匹配搜索，搜索出与参考块之间的相似度满足预设条件的多个相似块。

4、在一实施例中，指定通道图像包括含有指定通道值的指定像素点以及不含有指定通道值的非指定像素点；基于多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵，包括：利用指定像素点对应的指定通道值，对多个相似块中的各个非指定像素点进行指定通道插值处理，得到插值相似块；基于插值相似块中各个像素点的指定通道值，得到插值相似块对应的相似块向量；对各个插值相似块对应的相似块向量进行拼接，得到相似块矩阵。

5、在一实施例中，计算零空间矩阵相对相似块矩阵的指定通道增强系数，包括：剔除相似块矩阵和零空间矩阵中与非指定像素点关联的特征，得到目标相似块矩阵和目标零空间矩阵；计算目标零空间矩阵相对目标相似块矩阵的指定通道增强系数，以使目标零空间矩阵和指定通道增强系数之间的乘积与目标相似块矩阵之间的距离最小。

6、在一实施例中，相似块矩阵由多个相似块对应的相似块向量组成；对相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建相似块矩阵对应的零空间矩阵，包括：从相似块矩阵中随机选取预设数量的相似块向量，得到向量元组；对向量元组进行第一奇异值分解，基于第一奇异值分解得到的对角矩阵提取向量元组的矩阵特征，得到初始分解特征矩阵；对初始分解特征矩阵进行第二奇异值分解，基于第二奇异值分解得到的对角矩阵提取初始分解特征矩阵对应的矩阵特征，得到零空间矩阵。

7、在一实施例中，对向量元组进行第一奇异值分解，基于第一奇异值分解得到的对角矩阵提取向量元组的矩阵特征，得到初始分解特征矩阵，包括：获取第一奇异值分解得到的对角矩阵中任一个对角元素的绝对值；若对角元素的绝对值不小于预设对角阈值，则选取对角矩阵中绝对值满足预设条件的对角元素对应的特征列向量；将选中的对角元素对应的特征列向量进行拼接，得到初始分解特征矩阵。

8、在一实施例中，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像进行增强，得到增强图像，包括：利用指定通道增强系数对拜尔原始图像中各个像素点的指定通道值进行增强，得到拜尔原始图像中各个像素点的指定通道增强值；基于指定通道增强值和拜尔原始图像对应的其它通道图像，计算拜尔原始图像中各个像素点的其它通道插值结果；结合拜尔原始图像中各个像素点的其它通道插值结果和指定通道增强值，得到增强图像。

9、在一实施例中，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像中各个像素点的指定通道值进行增强，得到拜尔原始图像中各个像素点的指定通道增强值，包括：确定多个相似块之间的重叠像素点和非重叠像素点；针对多个相似块之间的非重叠像素点，利用指定通道增强系数对非重叠像素点的指定通道值进行乘操作，得到非重叠像素点的指定通道增强值；针对多个相似块之间的重叠像素点，获取重叠像素点在不同相似块中的指定通道值，利用指定通道增强系数对重叠像素点对应的每个指定通道值进行乘操作，得到重叠像素点对应的多个初始增强值，对多个初始增强值进行平均计算，得到重叠像素点对应的指定通道增强值。

10、在一实施例中，基于指定通道增强值和拜尔原始图像对应的其它通道图像，计算拜尔原始图像中各个像素点的其它通道插值结果，包括：对其它通道图像的其它通道值和指定通道增强值做差，得到其它通道图像对应的通道差值；基于其它通道图像对应的通道差值，计算其它通道图像对应的其它通道增强系数，利用其它通道增强系数计算拜尔原始图像中各个像素点的其它通道增强值；针对同一像素点，将指定通道增强值与其它通道增强值进行求和，得到像素点的其它通道插值结果。

11、本申请第二方面提供了一种图像增强装置，装置包括：块匹配模块，用于获取待增强的拜尔原始图像，对拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块；其中，指定通道图像为仅含有指定通道值的图像；矩阵构建模块，用于基于多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵；矩阵分解模块，用于对相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建相似块矩阵对应的零空间矩阵；图像增强模块，用于计算零空间矩阵相对相似块矩阵的指定通道增强系数，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像进行增强，得到增强图像。

12、本申请第三方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现上述图像增强方法。

13、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述图像增强方法。

14、上述方案，通过获取待增强的拜尔原始图像，对拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块，基于多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵，对相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建相似块矩阵对应的零空间矩阵，计算零空间矩阵相对相似块矩阵的指定通道增强系数，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像进行增强，得到增强图像，以将矩阵分解和块匹配相结合，构建稳定的零空间矩阵，实现稳定的拜尔图像的降噪和插值功能，可以在不增加计算量的前提下，提高图像增强效果。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

技术特征：

1.一种图像增强方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定通道图像包括含有指定通道值的指定像素点以及不含有指定通道值的非指定像素点；所述基于所述多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述零空间矩阵相对所述相似块矩阵的指定通道增强系数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相似块矩阵由所述多个相似块对应的相似块向量组成；所述对所述相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建所述相似块矩阵对应的零空间矩阵，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述向量元组进行第一奇异值分解，基于所述第一奇异值分解得到的对角矩阵提取所述向量元组的矩阵特征，得到初始分解特征矩阵，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述指定通道增强系数对所述拜尔原始图像进行增强，得到增强图像，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述指定通道增强值和所述拜尔原始图像对应的其它通道图像，计算所述拜尔原始图像中各个像素点的其它通道插值结果，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。

技术总结
本申请公开了一种图像增强方法、设备及存储介质，该图像增强方法包括：获取待增强的拜尔原始图像，对拜尔原始图像对应的指定通道图像进行块匹配处理，得到多个相似块，基于多个相似块中各个像素点的指定通道值，构建相似块矩阵，对相似块矩阵进行矩阵分解，基于矩阵分解结果构建相似块矩阵对应的零空间矩阵，计算零空间矩阵相对相似块矩阵的指定通道增强系数，利用指定通道增强系数对拜尔原始图像进行增强，得到增强图像。可以通过将矩阵分解和块匹配相结合，构建稳定的零空间矩阵，实现稳定的拜尔图像的降噪和插值功能，可以在不增加计算量的前提下，提高图像增强效果。

技术研发人员：俞克强,陈建可,郝德军
受保护的技术使用者：浙江大华技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25