1.一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,该方法包括:S1:获取暗视觉环境下的原始图像;
S2:将获取的原始图像中RGB三通道最大值的图像作为全局光照图,将获取的图像转为YCbCr色彩空间的Y通道图像,作为局部光照图;
S3:将全局光照图和局部光照图的对应像素点进行加权平均,得到具有局部和全局特征的初步估计光照图;
S4:采用改进的加权引导滤波对初步估计光照图进行保边平滑滤波,得到滤波后的光照图;改进的加权引导滤波包括对原始加权引导波的权重进行改进,即使用均值和方差的乘积代替局部方差;改进后的权重公式为:代价函数的表达式为:
计算ap′和bp′的值为:
bp′=μT,ξ(p′)‑apμ′G,ξ(p′)根据ap′、bp′以及代价函数,得到改进后的滤波输出图像的表达式为:其中,N为输入图像像素总数,μG,1(p′)和 分别为G在Ω1(P′)正方形窗口内均值和方差,λ为常量,·表示两个矩阵的元素乘积,ap′和bp′是窗口内的常量,ε为正规化因子,μG·T,ξ(p′),μG,ξ(p′),μT,ξ(p′)分别为G·T,G,T在Ωξ(P′)窗口内的均值, 为G在Ωξ(P′)窗口内的方差;
S5:对滤波后的光照图进行改进的自适应Gamma校正得到校正后的估计光照图;改进的自适应Gamma校正包括:采用JND对控制光照图强弱系数进行优化,改进自适应Gamma校正的表达式,JND表示随图像光照变化的恰可分辨差;对控制光照图强弱系数进行优化的表达式为:对JND值进行归一化处理,其表达式为:
确定控制k1大小的系数k2,其表达式为:
优化后的控制光照图强弱系数的表达式为:
k=k1*k2
改进后的校正公式为:
1‑cdf(L)
L′=k*L
其中,T表示JND值,L是滤波后的光照图,k1是对JND值进行归一化处理后的值,k2是控制k1大小的系数,k为控制光照图强弱系数,L′为校正的估计光照图;
S6:采用Retinex算法利用原始图像和校正后的估计光照图计算R通道、G通道、B通道的反射图,将三个通道的反射图合成,获得增强的图像;
其中,Retinex表示视网膜皮层算法,YCbCr中Y指亮度分量、Cb指蓝色色度分量、Cr指红色色度分量,Gamma表示伽马校正。
2.根据权利要求1所述的一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,所述获取的暗视觉环境下的原始图像分为反射图像和光照图像,其表达式为:I=R·L
其中,I为获取的图像,R为反射图像,L为光照图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,所述全局光照图和局部光照图的计算表达式包括:全局光照图:
局部光照图:
c
其中,I 表示输入图像,R表示输入RGB图像中R通道的值,G表示输入RGB图像中G通道的值,B表示输入RGB图像中B通道的值。
4.根据权利要求3所述的一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,获得初步估计光照图的表达式为:其中, 为初步估计的光照图,ω1表示全局光照图的权重因子,ω2表示局部光照图的权重因子。
5.根据权利要求1所述的一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,所述滤波后的光照图的表达式为其中,L是滤波输出图像,filter是改进的加权引导滤波函数,为滤波输入图像和引导图像,ε是正规化因子,r是尺度半径。
6.根据权利要求1所述的一种基于Retinex的暗视觉环境下图像增强方法,其特征在于,得到增强图像的表达式为:c c
其中,R为增强结果图,I为暗视觉环境下的图像的R、G、B三通道图。