[发明专利]一种基于曝光融合的夜视图像增强方法

权利要求书

1.一种基于曝光融合的夜视图像增强方法，其特征在于，采用如下步骤：

（1）输入图像；

（2）对图像进行直方图的均衡化处理；

（3）对均衡化后的图像进行彩色空间转换；

（4）改变照度系数，生成m幅虚拟的曝光图像，再进行拉普拉斯金字塔分解；

（5）生成m幅加权图，并归一化处理，再进行高斯金字塔分解；

（6）对步骤（4）和（5）两种金字塔分解得到的结果进行分层融合；

（7）对得到的拉普拉斯金字塔进行n层重建得到增强后的夜视图像。

2.如权利要求1所述的基于曝光融合的夜视图像增强方法，其特征在于，其用于监控系统、智能车辆、目标识别等图像预处理环节。

3.如权利要求1或2所述的基于曝光融合的夜视图像增强方法，其特征在于，步骤（1）具体为：输入一幅RGB格式的大小M×N彩色夜视图像I(x,y)；步骤（2）处理后的图像近似均匀分布，有效地扩展了图像的动态范围；步骤（3）具体为：将均衡化后的图像由RGB转换到HSV空间，得到色调H_org、饱和度S_org、亮度V_org三分量。

4.如权利要求1-3中任一项所述的基于曝光融合的夜视图像增强方法，其特征在于，步骤（4）具体为：

（4-1）将亮度分量V_org分别提高n₁,n₂,…n_m倍照射系数得到V₁，V₂，…，V_m，并进行HSV到RGB的空间变换，得到m幅虚拟的彩色曝光图像I₁，I₂，…，I_m；

（4-2）对m幅虚拟图像进行n层拉普拉斯金字塔分解

金字塔用于图像的多分辨率表示，第l层拉普拉斯金字塔分解记为，1≤i≤m。

5.如权利要求1-4中任一项所述的基于曝光融合的夜视图像增强方法，其特征在于，步骤（5）具体为：

（5-1）将亮度分量V_org分别提高n₁,n₂,…n_m倍照射系数得到V₁，V₂，…，V_m，并进行HSV到RGB的空间变换，得到m幅虚拟的彩色曝光图像I₁，I₂，…，I_m；

（5-2）根据m幅虚拟的曝光图像，分别计算每幅图像的对比度、饱和度和曝光质量三个指标，计算机方法具体如下

a.对比度：对每幅输入图像的灰度图应用拉普拉斯滤波器h_L，取滤波器输出的绝对值作为衡量对比度的指标，记为C_k，1≤k≤m

C_k=|V_k* h_L|,1≤k≤m

b.饱和度：计算每个像素的R，G，B三个颜色通道的标准偏差作为衡量饱和度的指标，记为S_k，1≤k≤m

Sk=((R-Vk)2+(G-Vk)2+(B-Vk)2)/3,1≤k≤m]]>

c.曝光质量：像素某个通道的原始亮度很好地反映了像素的曝光好坏程度。一般，希望像素亮度不要太靠近0(曝光不足)也不希望其太靠近1(曝光过度)。通过使用高斯曲线来衡量像素亮度与0.5的偏离程度，对多通道图像来说，使用高斯曲线分别作用于每个颜色通道，然后将结果相乘作为曝光质量的度量，记为E_k，1≤k≤m

Ek=exp(-(Rk-0.5)22σ2)×exp(-(Gk-0.5)22σ2)×exp(-(Bk-0.5)22σ2),1≤k≤m,σ=0.2]]>

将以上三个指标相乘构成加权图：

并进行归一化处理

W^k(x,y)=[ΣimWi(x,y)]-1Wk(x,y)]]>；

（5-3）对m幅加权图进行n层高斯金字塔分解，n取值同上步，第l层高斯金字塔分解记为，1≤i≤m。