[发明专利]一种随意光照下彩色数字图像增强和去噪方法

摘要

本发明公开了一种随意光照下彩色数字图像增强和去噪方法，其特征在于包括如下步骤：1、图像去噪处理：将原始图像从RGB空间转换到YCbCr空间，通过高斯滤波器去除高斯分布噪声和中值滤波去除椒盐噪声；2、图像亮度/对比度拉伸处理：将图像从RGB空间转换到HSI空间，通过双边滤波器对其进行分解，再通过改进Retinex模型算法进行处理；再通过饱和度补偿，得到新的图像饱和度；3、最后对上述YCbCr空间去噪后获取的图像和HSI空间处理获取的图像进行融合显示。本发明所述方法能够保持图像的彩色恒常性，较好地提升图像的动态范围，同时也能抑制、去除图像的噪声，损失较少纹理和细节信息。

主权项

1.一种随意光照下彩色数字图像增强和去噪方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1将原始图像从RGB空间转换到YCbCr空间进行图像去噪处理：对Cb通道、Cr通道先采用高斯滤波器去除高斯分布噪声，再采用中值滤波器去除椒盐噪声获取新的Cb_new和Cr_new，Y通道保持不变；步骤2同时将原始图像从RGB空间转换到HSI空间，进行如下步骤的处理：1)图像亮度/对比度拉伸处理：①：图像亮度/对比度拉伸处理：对于亮度通道，选用双边滤波器对其进行分解，得到Base图层像素值x_b，再用原始输入亮度分量x_i除以Base图层像素值，得到Detail图层像素值，即②然后采用公式：l＝(1+x_d)log(x_i+1)-log(log(x_b+1)+1)，得到亮度补偿结果l，经标准化处理得到l′；③基于l′构造直方图限制函数：式中：E_s是亮度补偿后l′的均值，E_d是期望图像的均值，E_d的取值范围为60～100，percentage的取值范围为：100～110；④统计上述函数g中每个灰度级出现的频次，得到频数n_k；从而计算出新的图像直方图具体如下：p_k＝(n_k+λ×w×h/256)/(1+λ)；k＝0，1...255式中：w和h分别表示图像的宽和高，λ是控制直方图均衡化程度的参数，λ＝1，2，3；⑤根据步骤④获得的直方图，进行图像的整体亮度/对比度拉伸，拉伸后的图像亮度分量l″再次经过双边滤波器，得到新的亮度分量I_new；2)饱和度补偿：首先通过公式γ=max(1,128-μσ×xbxi)]]>获得图像的平坦性，式中：μ和σ分别是亮度通道的均值与标准差，x_i是输入的亮度通道像素值，x_b是图像经过双边滤波器之后的像素值；将上式获得的图像的平坦性参数γ带入下式：S_new＝(1+γ)×S获得新的图像饱和度S_new，式中：S是原图像的饱和度分量，参数γ描述了图像的平坦性；步骤3融合显示：将经过步骤1降噪处理后获取的Cb_new和Cr_new及不变的Y转换到RGB空间，得到图像I_Y；将经过步骤2恢复重建的I_new和增强处理的S_new及不变的H转换到RGB空间，得到图像I_H；最后通过将图像I_Y和图像I_H通过I_O＝aI_H+bI_Y运算后，输出最终图像I_o，其中a的取值范围为：0.6～0.8，b的取值范围为：0.2～0.4，且满足a+b＝1。