一种低照度高清图像处理方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，一种低照度高清图像处理方法，该方法包括以下步骤：利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像；通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图。该低照度高清图像处理方法，通过计算输入的原始图像的灰度图，计算所述灰度图的精确边缘图：对所述灰度图的明、暗像素点分别采用不同的边缘检测算子计算梯度幅值，获得粗略边缘图；对所述粗略边缘图进行去噪、修补和细化，得到精确边缘图，根据所述灰度图和所述精确边缘图计算光照图：在对数域上，将所述灰度图的每个像素点的灰度值减去所述精确边缘图中对应像素点的灰度值。所述精确边缘图中对应像素点的灰度值。所述精确边缘图中对应像素点的灰度值。

【技术实现步骤摘要】
一种低照度高清图像处理方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体为一种低照度高清图像处理方法。

技术介绍

[0002]随着计算机技术和ARM技术的迅速发展，图像处理受到航空航天、军事、生物医学及人工智能等许多应用领域的广泛应用，图像增强为图像处理提供了关键一步，而对于黑暗环境下的图片，很多未知的内容无法显现，这将导致重要信息丢失，如在夜晚、黑暗等低照度情况下，视频监控拍摄的交通情况、日常彩色图像处理、船舶、夜晚犯罪分子的图像、矿井图像等领域，因此，对于低照度图像增强方法的研究极具价值。
[0003]在正常使用时，通过星光级低照度200W高清进行拍摄，加上通过电子红点以及分划线辅助拍摄，且设有AI智能识别跟踪进行辅助拍摄，拍摄后的图像以直方图均衡化法为代表的灰度变换法、基于照明
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反射模型的同态滤波法、梯度域增强方法以及retinex增强方法等，以直方图均衡化法为代表的灰度变换法能使图像灰度分布更均匀，并增强图像对比度，但它没有考虑图像的频率信息以及细节信息，容易产生过增强图像，基于照明
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反射模型的同态滤波法将图像分为高、低频两部分，再进行滤波达到增强图像对比度同时压缩图像动态范围的目的，但会出现过增强现象，对高光区、阴影增强效果差，梯度域增强方法则对原图像的梯度进行处理，通过减小图像梯度值压缩图像动态范围，增大局部梯度值来增强图像边缘，缺点是会使图像在一定程度上锐化，并且在梯度域中重建图像需要一定的数值算法，不适合实时使用。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种低照度高清图像处理方法，具备成像更加清晰且实用性高等优点，解决了拍摄后处理成像清晰度低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述成像更加清晰且实用性高目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低照度高清图像处理方法，该方法包括以下步骤：
[0008]1)利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像；
[0009]2)通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图；
[0010]3)通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图；
[0011]4)根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像，复原后的场景图像按以下表达式确定：
[0012]J(x)＝I(x)
‑
A(x)A(x)(max(t(x),t0))+1；
[0013]其中，x表示二维空间坐标，J(x)为复原后的场景图像，I(x)为低照度图像，A(x)为自适应大气光照图，t(x)为自适应传输函数图，t0的取值为0.1。
[0014]优选的，步骤1)中，所述利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像的具体方法为：
[0015]利用亮通道先验求取低照度图像的亮通道图像：
[0016]当低照度图像为灰度图像时，将此灰度低照度图像作为GuidedFilter滤波器的引导图像；
[0017]所述引导图像按以下表达式确定：
[0018]Iguide(x)＝I(x)；
[0019]其中，Iguide(x)为引导图像，I(x)为灰度低照度图像；
[0020]再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像；
[0021]所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定：
[0022]Ilig(x)＝maxx∈Ω(x)(Iguide(x))；
[0023]其中，Ilig(x)为粗提取的亮通道图像，x为二维空间坐标，Ω(x)为以坐标x为中心的正方形邻域；
[0024]当低照度图像为彩色图像时，先计算此彩色低照度图像每个像素点处的R、G、B3个颜色通道的最大值，作为GuidedFilter滤波器的引导图像；
[0025]所述引导图像按以下表达式确定：
[0026]Iguide(x)＝maxc∈{R,G,B}(Ic(x))；
[0027]其中，Iguide(x)为引导图像，c为颜色通道，c∈{R,G,B}分别为R、G、B颜色通道，Ic为彩色低照度图像的颜色通道；
[0028]再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像；
[0029]所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定：
[0030]Ilig(x)＝maxx∈Ω(x)(Iguide(x))；
[0031]其中，Ilig(x)为粗提取的亮通道图像，x为二维空间坐标，Ω(x)为以坐标x为中心的正方形邻域；
[0032]利用引导图像，通过GuidedFilter滤波器对粗提取的亮通道图像进行边缘保持平滑滤波，最后得到细化后的亮通道图像Ilight(x)。
[0033]优选的，步骤3)中，
[0034]所述通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图的具体方法为：
[0035]利用所述暗通道图像和自适应大气光照图，求取自适应传输函数图；
[0036]所述自适应传输函数图按以下表达式确定：
[0037]Idark(x)＝A(x)(1
‑
t(x))即：t(x)＝1
‑
wIdark(x)A(x)；
[0038]其中，t(x)为自适应传输函数图，w为修正因子，0＜w≤1，以保留一小部分偏暗区域，增加场景的深度感，这里取w＝0.95。
[0039]优选的，步骤4)中，所述根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像的具体方法为：利用低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图，通过大气散射物理模型复原场景图像；
[0040]所述复原后的场景图像按以下表达式确定：
[0041]J(x)＝I(x)
‑
A(x)A(x)(max(t(x),t0))+1；
[0042]其中，J(x)为复原后的场景图像，I(x)为低照度图像，A(x)为自适应大气光照图，t(x)为自适应传输函数图，t0的取值为0.1，以避免当t0趋于0时，场景图像J(x)包含太多噪声
[0043]所述通过Wifi模块将成型图像进行输出。
[0044]优选的，该方法包括以下步骤：
[0045]计算输入的原始图像的灰度图；
[0046]计算所述灰度图的精确边缘图：对所述灰度图的明、暗像素点分别采用不同的边缘检测算子计算梯度幅值，获得粗略边缘图；对所述粗略边缘图进行去噪、修补和细化，得到精确边缘图；
[0047]根据所述灰度图和所述精确边缘图计算光照图：在对数域上，将所述灰度图的每个像素点的灰度值减去所述精确边缘图中对应像素点的灰度值，得到对数域上的光照图；
[0048]调整所述光照图的对比度；
[0049]根据所述精确边缘图和对比度调整后的光照图合成增强后的灰度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低照度高清图像处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像；2)通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图；3)通过所述暗通道图像和自适应大气光照图求取自适应传输函数图；4)根据大气散射物理模型中的低照度图像、自适应大气光照图和自适应传输函数图复原场景图像，复原后的场景图像按以下表达式确定：J(x)＝I(x)
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A(x)A(x)(max(t(x),t0))+1；其中，x表示二维空间坐标，J(x)为复原后的场景图像，I(x)为低照度图像，A(x)为自适应大气光照图，t(x)为自适应传输函数图，t0的取值为0.1。2.根据权利要求1所述的一种低照度高清图像处理方法，其特征在于在步骤1)中，所述利用亮通道先验和暗通道先验分别求取低照度图像的亮通道图像和暗通道图像的具体方法为：利用亮通道先验求取低照度图像的亮通道图像：当低照度图像为灰度图像时，将此灰度低照度图像作为GuidedFilter滤波器的引导图像；所述引导图像按以下表达式确定：Iguide(x)＝I(x)；其中，Iguide(x)为引导图像，I(x)为灰度低照度图像；再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像；所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定：Ilig(x)＝maxx∈Ω(x)(Iguide(x))；其中，Ilig(x)为粗提取的亮通道图像，x为二维空间坐标，Ω(x)为以坐标x为中心的正方形邻域；当低照度图像为彩色图像时，先计算此彩色低照度图像每个像素点处的R、G、B3个颜色通道的最大值，作为GuidedFilter滤波器的引导图像；所述引导图像按以下表达式确定：Iguide(x)＝maxc∈{R,G,B}(Ic(x))；其中，Iguide(x)为引导图像，c为颜色通道，c∈{R,G,B}分别为R、G、B颜色通道，Ic为彩色低照度图像的颜色通道；再对所得到的引导图像进行最大值滤波，得到粗提取的亮通道图像；所述粗提取的亮通道图像按以下表达式确定：Ilig(x)＝maxx∈Ω(x)(Iguide(x))；其中，Ilig(x)为粗提取的亮通道图像，x为二维空间坐标，Ω(x)为以坐标x为中心的正方形邻域；利用引导图像，通过GuidedFilter滤波器对粗提取的亮通道图像进行边缘保持平滑滤波，最后得到细化后的亮通道图像Ilight(x)。3.根据权利要求1所述的一种低照度高清图像处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述通过所述亮通道图像求取自适应大气光照图的具体方法为：利用所述亮通道图像，求取自适应大气光照图；
所述自适应大气光照图按以下表达式确定：Ilight(x)＝A(x)t(x)+A(x)(1
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t(x))即：A(x)＝Ilight(x)；其中，Ilight(x)为细化后的亮通道图像，A(x)为自适应大气光照...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，张荣春，林辉，王辉，
申请(专利权)人：成都航天凯特机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：