[发明专利]基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法

说明书

本发明提供了一种基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法，包括：计算样本图像的亮通道值，将该值作为样本图像的光照分量；利用现有的对数图像处理模型下的背景强度对光照分量进行自适应局部调整；结合Sobel边缘检测方法，对局部调整后的光照分量进行滤波细化；根据细化后的光照分量，基于Retinex理论得到增强图像。本发明提供一种基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法，在现有的对数图像处理模型下结合了Retinex理论，对样本图像进行了加强，有效地解决了Retinex算法可能存在的光晕效应以及过增强的问题，该方法能适应更多样的光照环境。

技术领域

本发明涉及计算机数字图像处理技术领域，更具体地，涉及一种基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法。

背景技术

目前，各种光学成像装置广泛地应用在各种领域，但是，在环境光照亮度较低或光学传感器灵敏度较低的情况下，成像装置所成图像存在亮度不够、对比度降低等退化问题，进而导致图像观感下降或影响数字图像处理系统的分析与识别等问题的出现。因此有必要研究低照度下图像增强算法，使光学成像系统可以适用于缺乏光照的场景。

Retinex是低照度图像增强的经典算法，该算法可以处理常见的低照度图像，但难以处理光照情况比较复杂的图像。对于同时存在光照充足区域与光照不足区域的图像，使用Retinex算法处理后可能会出现过度增强、出现光晕效应等问题。

为了解决上述问题，一些改进方法为：采用多尺度的Retinex算法、基于暗通道的低照度图像增强、结合直方图均衡的增强算法，但仍不能满足复杂光照的场景，同时会出现颜色失真的问题，仍然未能满足需求。

发明内容

本发明为了克服现有改进的Retinex算法在处理图像的过程中存在无法满足复杂光照的场景及会出现颜色失真的技术缺陷，提供一种基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

基于改进Retinex与对数图像处理的低照度图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：计算样本图像的亮通道值，将该值作为样本图像的光照分量；

S2：利用现有的对数图像处理模型下的背景强度对光照分量进行自适应局部调整；

S3：结合Sobel边缘检测方法，对局部调整后的光照分量进行滤波细化；

S4：根据细化后的光照分量，基于Retinex理论得到增强图像。

其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11：基于亮通道先验理论，将样本图像进行颜色通道分离，将三个颜色通道图像逐像素点比较，将最大像素点提取并保存为最大值图像；

S12：对获得的最大值图像进行最大值滤波，从而获得样本图像的光照分量。

其中，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：将样本图像的光照分量转换为对数图像处理模型下的表达，即将样本图像的灰度值表示为：

f(x,y)＝M-I(x,y)；

上式中，I(x,y)表示样本图像的像素值，f(x,y)为对数图像处理模型下的图像灰度值，M为图像像素值的最大值，对于8位数字图像为256；

S22：根据每个像素点的邻域像素值计算样本图像的平均背景强度；

S23：根据每个像素点的平均背景强度得到每个像素点对应的亮度调整系数；

S24：将亮度调整系数代入对数图像处理模型中的数乘运算，完成对光照分量的局部调整。