[发明专利]一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法

权利要求书

1.一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将原始彩色图像由RGB空间转换到YUV空间，提取YUV空间的强度通道Y作为灰度图像I；

步骤2：利用核逐渐增大的局部极值滤波器对灰度图像I进行迭代滤波，将滤波结果作为图像的照度分量L；

步骤3：根据照度分量L从灰度图像I中分离出反射分量R；

步骤4：对照度分量L进行伽马变换，再将其和反射分量R进行重构，得到增强后的图像；

所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：构建核为3的局部极值滤波器；

步骤2.2：利用局部极值滤波器对灰度图像进行滤波，求得所有满足条件的极大值和极小值点；

步骤2.3：利用上述极大值点和极小值点进行插值，恢复图像；

步骤2.4：将由极大值点和极小值点恢复出的图像进行相加、取平均值，得到第一次滤波的结果s₁；

步骤2.5：将s₁作为新的灰度图像，局部极值滤波器的核设置为7，重复步骤2.2-2.4，得到第二次的滤波结果s₂；

步骤2.6：将s₂作为新的灰度图像，取局部极值滤波器的核设置为11，重复步骤2.2-2.4，得到第三次的滤波结果s₃；将s₃作为照度分量L。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法，其特征在于：所述步骤2.2中求得所有满足条件的极大值和极小值点的细节如下：

1)在以像素p为中心的k*k的邻域中，如果最多有k-1个元素大于p，则p点标记为极大值；

2)在以像素p为中心的k*k的邻域中，如果最多有k-1个元素小于p，则p点标记为极小值；

其中，k*k表示滤波器的大小。

3.根据权利要求1所述的一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法，其特征在于：所述步骤2.3包括如下步骤：

步骤2.3.1：构建最优化函数：

其中，用r和s来表示两个相邻的像素，I表示灰度图像，E表示由极值点恢复得出的灰度图像，I(r)和I(s)表示原灰度图像在r和s处的灰度值，E(r)和E(s)表示由极值点恢复得出的灰度图像在r和s处的灰度值，是原灰度图像在像素r附近的局部方差，w_rs是由像素点r周围的局部方差计算得出的权重；

步骤2.3.2：最小化J(E)获取插值恢复出的图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法，其特征在于：所述步骤3分离采用如下公式：

5.根据权利要求1所述的一种基于局部极值的低照度彩色图像增强方法，其特征在于：所述步骤4包括如下步骤：

步骤4.1：对照度分量L进行伽马变换，再将其和反射分量R进行重构得到重构图像I′：

步骤4.2：最后将重构图像I′结合原始彩色图像S和灰度图像I返回到RGB空间，得到增强图像S'：