[发明专利]一种基于参考帧的低照度监控图像增强方法

权利要求书

1.一种基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，从监控视频中获取参考帧H_b和待增强的低照度图像S，并提取低照度图像S的近邻帧S_k，设有N幅近邻帧，其中k＝1,2,...,N；

步骤2，计算背景图像的照度分量包括以下子步骤，

步骤2.1，取待增强的低照度图像S和参考帧H_b构建高、低光照质量背景图像对应关系；

步骤2.2，将参考帧H_b视作待增强的低照度图像的反射分量，使用待增强的低照度图像和参考帧H_b做比值运算得到背景图像照度分量

步骤3，计算待增强图像的照度分量，包括以下子步骤，

步骤3.1，取步骤2所得背景图像的照度分量使用模糊核G_σ做卷积运算得到模糊后的背景图像照度分量

步骤3.2，将模糊后的背景图像照度分量分为三个颜色通道，然后由三个颜色通道的均值替换各颜色通道原来的通道值，得到待增强图像的照度分量

步骤4，由步骤3得到的待增强图像的照度分量计算得到低照度图像S和多帧近邻帧S_k分别的反射分量；

步骤5，融合低照度图像S和多帧近邻帧S_k分别的反射分量，得到待增强的低照度图像S去噪之后的增强结果。

2.根据权利要求1所述的基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于：步骤2中，将待增强的低照度图像S当作低光照质量背景图像，记为L_b，令

L_b(x,y)＝S(x,y)

计算背景图像的照度分量实现方式如下，

其中，(x,y)表示各个像素的坐标位置，和为中间参数。

3.根据权利要求2所述的基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于：步骤3.1中，模糊后的背景图像照度分量求取如下，

其中，为对数域上的待增强图像的照度分量。

4.根据权利要求3所述的基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于：所述G_σ(x,y)实现如下，

r²＝x²+y²

其中，e为数学常数，r为高斯模糊核的距离半径，由像素坐标(x,y)计算得到，σ是标准差，用于调节高斯模糊核模板的尺寸大小。

5.根据权利要求3所述的基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于：步骤3.2中，计算待增强图像的照度分量实现如下，

其中，i,j＝0,1,2分别表示R,G,B三个通道。

6.根据权利要求5所述的基于参考帧的低照度监控图像增强方法，其特征在于：步骤4中，计算得到低照度图像S的反射分量如下，

S^l(x,y)＝log[S(x,y)+1]；

其中，S^l为对数域上的待增强的低照度图像S，和S_r分别为对数域上和[0,255]域上待增强的低照度图像S的反射分量，RRTM函数是由对数域量化到[0,255]域上的量化方式，针对的量化过程实现如下，

首先将分为R,G,B三个通道，记作然后分别计算三个通道的均值Mean[i]和均方差Std[i],i＝(0,1,2)，得到各个颜色通道的量化区间[Min[i],Max[i]]如下，

其中，α为量化区间的动态调节参数；

最后将分为R,G,B三个通道，然后对每个通道的每一个像素进行线性映射，如下，

其中，S_r[i](x,y),(i＝0,1,2)分别为S_r的R,G,B三个颜色通道；经过上述线性映射得到S_r各个通道的值之后，将R,G,B三个通道融合输出。