[发明专利]一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法

权利要求书

1.一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，通过在HSI图像域下采用独特的双边滤波算法提取照射图像，并结合拉普拉斯算法对图像进行增强来实现。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将原始图像由RGB色彩空间转换到HSI色彩空间；

b、对I分量采用基于非局部双边滤波的Retinex算法提取照射分量；

c、将I通道图像在对数域减去照射分量得到反射分量；

d、对反射分量进行比度拉伸，优化图像对比度；

e、将处理后的图像由HSI色彩空间转换到RGB色彩空间得到增强图像；

f、对原始图像进行拉普拉斯滤波变换；

g、将增强后的图像减去拉普拉斯变换后的图像即得到目的图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，所述步骤a中对原始图像进行HSI色彩变换，通过依据RGB图像和HSI图像转换公式，可以得到图像在HSI色彩空间H、S、I的值，HSI是一种反应视觉系统感知彩色方式的彩色模型，H定义颜色的波长，称为色调；S表示颜色的深浅程度，称为饱和度；I表示强度或亮度，对应图像的明亮程度：

其中

其中R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色通道的值，RGB颜色空间中每一个像素点由这三种值叠加，θ代表角度，用于计算H的值。

4.根据权利要求2所述的一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，所述步骤b中的基于非局部双边滤波的Retinex算法以像素点f(x，y)为中心取一个边长为S的邻域空间作为搜索框，再在搜索框中取边长为d的方框作为相似框，相似框中间像素点为f(k，l)，其中d＜s，相似框在搜索框中移动遍历搜索框中所有边长为d的方框组合，分别生成关于相似框中心像素与搜索框中心像素间的两层权值分量，最后综合权值分量作为最终权值，输出像素g(i，j)的值依赖于搜索框中的像素的加权组合，公式表示为：

g(i，j)为处理后的输出像素，ω(i，j，k，l)为搜索框中各像素点的权重系数，其权值需要同时考虑像素之间的空间位置关系和其所在领域的相似程度，取值为定义域核d(i，j，k，l)和值域核r(μ(i，j)，μ(k，l))的乘积：

ω(i，j，k，l)＝d(i，j，k，l)r(μ(i，j)，μ(k，l))

定义域核和值域核公式为：

其中δ_d为定义域核标准差，此公式计算两个像素点空间位置关系，位置相距越近得到系数越大，μ(i，j)和μ(k，l)分别是以f(i，j)和f(k，l)像素点为中心，边长为d的图像块，计算两个图像块之间的高斯加权欧氏距离，以此判断两个像素点之间的相似性。

5.根据权利要求2所述的一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，所述步骤c中的计算公式为：R_I(x，y)＝exp(log I_I(x，y)-log L_I(x，y))，其中R_I(x，y)是I通道的反射分量，I_I(x，y)是HSI色彩空间中的I分量。

6.根据权利要求2所述的一种基于改进Retinex算法的雾天图像增强方法，其特征在于，所述步骤d中对反射分量进行对比度拉伸，优化图像对比度增强图像质量，公式为：

其中min(R_I(x，y))和max(R_I(x，y))分别是图像灰度的最大值和最小值。