[发明专利]一种基于Retinex的微光图像增强方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于Retinex的微光图像增强方法和装置。

背景技术

常见的图像增强处理方法包括以直方图均衡化法为代表的灰度变换法、基于照明-反射模型的同态滤波法、梯度域增强方法以及Retinex增强方法等。以直方图均衡化法为代表的灰度变换法能使图像灰度分布更均匀，并增强图像对比度，但它没有考虑图像的频率信息以及细节信息，容易产生过增强图像。基于照明-反射模型的同态滤波法将图像分为高、低频两部分，再进行滤波达到增强图像对比度同时压缩图像动态范围的目的，但会出现过增强现象，对高光区、阴影增强效果差。梯度域增强方法则对原图像的梯度进行处理，通过减小图像梯度值压缩图像动态范围，增大局部梯度值来增强图像边缘。缺点是会使图像在一定程度上锐化，并且在梯度域中重建图像需要一定的数值算法，不适合实时使用。Retinex增强方法使用高斯平滑函数估计原图像的亮度分量，应用光照补偿方法逼近反射图像，能在保持图像亮度的同时增强图像暗处的信息，与其他的图像增强算法相比，Retinex具有锐化、动态范围压缩大、颜色恒常、色彩保真度高等优点，其中包括单尺度Retinex、多尺度Retinex算法，其中，多尺度Retinex算法效果较好，但运算量大，处理效率低。针对此问题，许多学者提出了只在亮度空间做多尺度Retinex处理、颜色分量保持不变的改进算法，主要包括HSI空间、HSV空间、YUV空间增强，其中HSI空间、HSV空间的多尺度Retinex增强结果会出现颜色过亮现象，YUV空间的多尺度Retinex增强结果颜色偏灰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微光图像增强方法和装置，以能够提高图像较暗区域的增强效果，提高图像质量，同时减少运算量，有效提高处理效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种基于Retinex的微光图像增强方法包括以下步骤：

从原始彩色图像中选取每一个像素点在R、G、B三通道中的最小值，并保存该最小像素值所在的通道，得到最小像素值图及最小通道表；

对最小像素值图进行多尺度Retinex处理，得到Retinex处理后的图像；

根据Retinex处理后的图像、最小通道表以及每个像素点各分量所占比例，计算原始图像每个像素点中除最小像素值外的另外两个通道处理后的值，得到增强后的彩色图像；

优选地，该方法之前还包括：当原始图像不是R、G、B色彩空间时，将原始图像转换为R、G、B色彩空间。

优选地，该方法还包括：对Retinex处理后的图像进行自适应亮度调整。

优选地，对Retinex处理后的图像进行自适应亮度调整包括：

统计最小像素值图的直方图；

如果最小像素值图中较小像素值所占的比例大于预定的第一阈值，且最小像素值图中较大像素值的个数大于预定的第二阈值，则判定存在高亮区域，对Retinex处理后的图像中对应最小像素值图中较大像素值超过第二阈值的像素进行亮度调整，得到亮度调整后的图像；否则不进行亮度调整。

优选地，对Retinex处理后的图像进行亮度调整采用下述公式进行：

I_correct＝I_retinex^{(a·I_retinex+a)}

其中，I_corret为亮度调整后的图像，I_retinex为Retinex处理后的图像，a是亮度调整参数。

优选地，计算每个像素点中除最小像素值外的其它两个通道处理后的值采用以下公式进行：

R′R=G′G=B′B]]>

其中，R'、G'、B'分别是原始彩色图像的三通道像素值，R、G、B分别是增强后的彩色图像的三通道像素值。

根据本发明的另一个方面，提供的一种基于Retinex的微光图像增强装置包括：