[发明专利]一种低照度图像的图像增强方法及系统

权利要求书

1.一种低照度图像的图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将低照度图像从RGB色彩空间转换为HSV色彩空间；

S2、利用引导滤波对亮度通道图像进行卷积，得到光照分量；

S3、根据光照分量获得亮度通道的反射分量并进行归一化处理，得到第一亮度通道图像；

根据光照分量的分布特性构造改进自适应伽马函数，得到第二亮度通道图像；

S4、将第一亮度通道图像与第二亮度通道图像复合，得到校正后的亮度通道图像；

S5、根据校正后的亮度通道图像重新合成彩色图像，并从HSV色彩空间转换为RGB空间，得到增强图像。

2.根据权利要求l所述的图像增强方法，其特征在于，所述步骤Sl中，建立以下数学模型：

V(x，y)＝R_v(x，y)L(x，y)

其中，V(x，y)为输入的低照度图像的亮度通道图像，R_v(x，y)为反射分量，L(x，y)为光照分量。

3.根据权利要求2所述的图像增强方法，其特征在于，所述步骤S2中，光照分量L(x，y)，如下公式所示：

其中，V_i表示引导图像，i、k为像素索引；w_k为包含像素i的窗口；a和b为当窗口中心位于k时线性函数系数；

将公式的a_k、b_k转化为最优化问题，求解光照分量最小化窗口内目标函数，目标函数为：

其中，ε为正则化参数；

通过最小二乘法求解参数a_k、b_k：

其中，μ_k和σ_k²为V在w_k内的平均值和方差；为亮度通道V在窗口的平均值；|ω|为w_k内像素的数量。

4.根据权利要求3所述的图像增强方法，其特征在于，所述步骤S3中，将反射分量R_v(x，y)转为对数域r(x，y)：

r(x，y)＝ln(R_v(x，y))＝ln(V(x，y))-ln(L(x，y))

接着进行归一化处理。

5.根据权利要求4所述的图像增强方法，其特征在于，所述归一化处理为线性拉伸处理，则获得的第一亮度通道图像V₁(x，y)为：

其中，min(r(x，y))表示r(x，y)中的最小值，max(r(x，y))表示r(x，y)中的最大值。

6.根据权利要求5所述的图像增强方法，其特征在于，根据光照分量的分布特性构造改进自适应伽马函数得到的第二亮度通道图像V₂(x，y)为：

其中，height和weight为输入的低照度图像的长度和宽度，L(p，q)表示光照分量的点值。

7.根据权利要求6所述的图像增强方法，其特征在于，所述校正后的亮度通道图像V′(x，y)：

式中，表示校正后的亮度通道图像V′(x，y)所占权重比例。

8.根据权利要求7所述的图像增强方法，其特征在于，所述

9.一种低照度图像的图像增强系统，应用如权利要求1-8任一项所述的图像增强方法，其特征在于，所述图像增强系统包括：

色彩空间转换模块，用于将低照度图像从RGB色彩空间转换为HSV色彩空间；

滤波模块，用于利用引导滤波对亮度通道图像进行卷积，得到光照分量；

第一图像处理模块，用于根据光照分量获得亮度通道的反射分量并进行归一化处理，得到第一亮度通道图像；

第二图像处理模块，用于根据光照分量的分布特性构造改进自适应伽马函数，得到第二亮度通道图像；

图像复合模块，用于将第一亮度通道图像与第二亮度通道图像复合，得到校正后的亮度通道图像；

图像合成模块，用于根据校正后的亮度通道图像重新合成彩色图像；

色彩空间转换模块还用于将重新合成的彩色图像从HSV色彩空间转换为RGB空间。