[发明专利]一种低照度图像增强方法

权利要求书

1.一种低照度图像增强方法，基于相机响应特性，选择曝光模型并得到所述曝光模型对应的相机响应方程模型；估测所要生成的多曝光图像序列与原始图像的曝光比例，利用曝光模型与测得的曝光比例生成多曝光图像序列；再将所述多曝光图像序列进行图像融合；由此得到保持图像自然度的增强图像结果；包括如下步骤：

1)输入一张低照度图像，计算得到该图像的亮度分量；

2)确定相机响应方程模型及其参数，包括：

21)选择曝光模型，得到曝光模型对应的相机响应方程模型；

22)确定所述相机响应方程模型的模型参数；

3)计算所要生成的多曝光图像序列与输入的低照度图像之间的曝光比例集合；

4)根据所述的曝光比例集合，利用曝光模型生成多曝光图像序列；

5)将得到的多曝光图像序列利用图像融合的方法进行融合，得到增强结果并输出。

2.如权利要求1所述低照度图像增强方法，其特征是，步骤5)所述图像融合方法具体采用文献(Ma Kede and Wang Zhou，MULTI-EXPOSURE IMAGE FUSION:A PATCH-WISE APPROACH，IEEE ma2015multi，2015)所记载的图像融合方法。

3.如权利要求1所述低照度图像增强方法，其特征是，步骤1)通过式6计算得到所述低照度图像的亮度分量：

其中，Y为图像的亮度分量；B_r、B_g、B_b分别为图像的R、G、B三通道分量值。

4.如权利要求1所述低照度图像增强方法，其特征是，步骤3)所述估测曝光比例集合包括如下步骤:

31)定义图像的权值矩阵为式7，用于表示一幅图像中不同像素点的曝光情况：

式7中，Y_k表示与输入图像曝光比例为k的图像的亮度分量；W_k是图像Y_k所对应的权值矩阵，矩阵中某点的权值数值越大，表明该点越接近正常曝光；

32)定义权值矩阵的加法和减法，加法为式8，减法为式9：

式8和式9中，max运算表示取矩阵W_i和W_j中对应元素的最大值；

33)估测生成曝光比例集合K，包括：

331)将输入图像放入多曝光序列中；预设曝光权值总量的门限值τ；

332)搜索得到使所述输入图像曝光权值总量增加最多的曝光比例

333)当曝光权值总量不小于所述门限值时，记录获得的曝光比例同时更新当前曝光序列权值矩阵W，返回步骤332)继续搜索下一个曝光比例

334)当曝光权值总量小于所述门限值时，结束操作，得到曝光比例集合K。

5.如权利要求4所述低照度图像增强方法，其特征是，门限值τ＝0.01。

6.如权利要求1所述低照度图像增强方法，其特征是，步骤21)所述曝光模型为式1

式中，B₀和B₁是两个矩阵，代表相同场景曝光值不同的两张图像；β、γ是曝光模型的两个参数；

对于彩色图像，假设R、G、B三通道共用β、γ参数，得到式1所述模型对应的相机响应方程模型为式2：

其中，k为图像B₁与B₀之间的曝光比例；E是场景的辐照度；a、b、c均为相机响应方程模型的参数。