一种宽动态图像增强方法技术

本发明专利技术公开了一种宽动态图像增强方法，先输入图像，将原RGB图像取反；根据暗通道原理，形成暗通道图像；将暗通道做最小值滤波，得到引导图像；以引导图像作为引导图，对暗通道图像做引导滤波得到新的图像；将暗通道图像和新的图像作差，得到细节层图像；对细节层图像做自适应性增强；根据大气光模型，在进行大气光模型映射时，对新的图像的值做限制；通过计算得到映射后的图像；将映射后的图像和增强的细节层图像合并后取反输出。这种宽动态图像增强方法不仅扩展了图像的宽动态显示，还保留了足够的细节，无需多曝光图像融合，在提升图像动态范围的同时能够对图像细节保护更好，无需增加额外的硬件设备就可以改善图像显示动态范围不足的问题。围不足的问题。围不足的问题。

A wide dynamic image enhancement method

【技术实现步骤摘要】
一种宽动态图像增强方法


[0001]本专利技术涉及图像处理技术，尤其涉及一种宽动态图像增强方法。

技术介绍

[0002]相机受硬件条件限制，一直存在对光线动态范围适应过窄的问题。在光线对比强烈的情况下，若成像区域同时存在明显的亮区和暗区，相机的单帧成像无法兼顾亮区和暗区，会有以下问题：图像的亮区会曝光过度，画面变成白色，而暗区会因曝光不足而变成黑色，严重影响图像质量。
[0003]为了解决上述技术问题，目前主要通过硬件和软件两种方案进行解决。
[0004]硬件方案是通过改进采集设备的结构组织，使相机能将连续时间点的多帧影像设置成具有不同的曝光值，再将这些影像合成一张亮区和暗区都能达到适当亮度的影像。
[0005]软件方案是在有限的硬件设备上重构宽动态图像的方法。主要分为两类方法：全局色调映射法和图像分层色调映射法。全局色调映射法是在原始图像和目标图像之间寻找一个映射关系，有直方图均衡化、伽马映射等方法；分层色调映射法在对单独的像素做映射处理时，考虑邻近像素的影响，将原始图像分为背景层和细节层图像分别处理，以保证在压缩动态范围的前提下凸显细节信息。
[0006]当时上述的硬件方案和软件方案均存在一定的弊端，硬件方案需要赶紧采集设备的结构组织，这无疑增加了设备的成本，若物体处于光线分界处，使用多次曝光合成的方法，物体边缘会有明显的边框。
[0007]而软件方案中全局色调映射法会对图像的一些细节信息凸显不足，造成信息丢失，图像分层色调映射法容易产生光晕和梯度反转。
专利技术内容
[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种宽动态图像增强方法，能够有效扩展图像的宽动态显示，不需要多曝光图像融合，并且在提升图像动态范围的同时能够对图像细节保护更好。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种宽动态图像增强方法，包括以下步骤：步骤A.输入图像，将原RGB图像取反，操作为I（x）=1
–
R（x）；步骤B.根据暗通道原理，比较I（x）三通道中像素值，选择最小像素形成暗通道图像D（x）；步骤C.将暗通道做最小值滤波，得到引导图像p（x）；步骤D.以引导图像p（x）作为引导图，对暗通道图像做引导滤波得到新的图像G（x）；步骤E.将暗通道图像D（x）和新的图像G（x）作差，得到细节层图像detail（x） =D（x）
–
G（x）；
，图像的细节增益表达式为：，使用在计算引导滤波时的来代替上式中的，因此自动增益系数为：，其中，为可调节参数，选择，，即最大增益为2；步骤G.根据大气光模型，在进行大气光模型映射时，为保留一定的大气光反射，使图像显示更加真实，对新的图像G（x）的值做限制，所述步骤G中将G（x）*w与maxG比较，若G（x）* w大于maxG，则值去maxG，w和maxG为设置参数，w=0.9，maxG=0.8时图像增强效果较好；步骤H.根据公式计算得到映射后的图像J（x）；步骤I.将映射后的图像和增强的细节层图像合并后取反输出，公式为：W（x）=1
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（J（x）+detail（x））。
[0018]所述步骤D中的引导滤波是一中平滑滤波器，可以在滤波的同时，保留图像的边缘和细节；引导滤波需要待滤波图像I，引导图像p作为输入，其计算过程如下：和细节；引导滤波需要待滤波图像I，引导图像p作为输入，其计算过程如下：和细节；引导滤波需要待滤波图像I，引导图像p作为输入，其计算过程如下：和细节；引导滤波需要待滤波图像I，引导图像p作为输入，其计算过程如下：和细节；引导滤波需要待滤波图像I，引导图像p作为输入，其计算过程如下：，其中表示半径为r的均值滤波器。
[0019]这种宽动态图像增强方法对单个像素点的映射与其邻近像素有关，并且通过通过引导滤波分离出图像的细节层，对细节层增强后与映射图合并，不仅扩展了图像的宽动态显示，还保留了足够的细节，无需多曝光图像融合，并且在提升图像动态范围的同时能够对图像细节保护更好，也无需增加额外的传感器等硬件设备就可以改善图像显示动态范围不足的问题。
[0020]需要强调的是：以上仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽动态图像增强方法，其特征是，包括以下步骤：步骤A.输入图像，将原RGB图像取反，操作为I（x）=1
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R（x）；步骤B.根据暗通道原理，比较I（x）三通道中像素值，选择最小像素形成暗通道图像D（x）；步骤C.将暗通道做最小值滤波，得到引导图像p（x）；步骤D.以引导图像p（x）作为引导图，对暗通道图像做引导滤波得到新的图像G（x）；步骤E.将暗通道图像D（x）和新的图像G（x）作差，得到细节层图像detail（x） =D（x）
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G（x）；步骤F.对细节层图像做自适应性增强；步骤G.根据大气光模型，在进行大气光模型映射时，为保留一定的大气光反射，使图像显示更加真实，对新的图像G（x）的值做限制；步骤H.通过计算得到映射后的图像J（x）；步骤I.将映射后的图像和增强的细节层图像合并后取反输出。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怀昱，王伟良，康执玺，
申请(专利权)人：苏州盖德光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：