[发明专利]根部欠照明舌图像的自适应暗部细节复现方法

权利要求书

1.根部欠照明舌图像的自适应暗部细节复现方法，其特征在于，依次包括下述步骤：

1)首先在同一光源环境下，固定拍摄仪器和拍摄对象的位置，通过改变曝光时间获取P个不同曝光量的舌图像，并将其输入计算机，计算机读取P个舌图像，每个舌图像的像素点数均为m×n，将读取的所有像素点的R、G、B值分别存放在r_m×n×P，g_m×n×P，b_m×n×P三个数组中，m×n×P是每个数组的维数；

2)相机辐射标定：在合成图像之前需要估计相机的响应函数u，

首先利用光电转换函数测试卡，根据测试卡中的色块密度计算对应的反射率，所述的光电转换函数测试卡有M个不同密度的灰色块组成且色块密度density已知，由密度计算反射率的公式为refl＝10^-density，进而得到相对曝光量的自然对数值lnrefl＝ln(10^-density)；

然后拍摄光电转换函数测试卡的图像，由计算机读取图像并显示，从图像的M个色块中依次选取M个点并得到其像素值，以像素值为横坐标，以对应的相对曝光量对数值lnrefl为纵坐标作图描点，拟合得到相机R、G、B三通道的响应曲线R_g，G_g，B_g；

3)读取得到的P个舌图像并进行合成：根据成像过程表达式Z_ij，k＝f(E_ijΔt_k)，求其反函数即f^-1(Z_ij，k)＝E_ijΔt_k，将u定义为lnf^-1，即上面所求的响应曲线，上式变为u(Z_ij，k)＝lnE_ij+lnΔt_k，其中，E_ij表示某一点的辐照度；Δt_k为曝光时间其中1≤k≤P，辐照度E_ij和曝光时间Δt_k的乘积表示该点的曝光量；Z_ij，k表示第k个图像第i行j列对应的像素值，u(Z_ij，k)是像素值Z_ij，k对应的曝光量自然对数值；i，j是对应像素在图像中的位置标识，1≤i≤m，1≤j≤n；Z_ij，k和Δt_k以及响应曲线u均已知，因此得到某一像素点辐照度自然对数值的计算公式为lnE_ij＝u(Z_ij，k)-lnΔt_k；

根据某一像素的不同曝光量，其辐照度自然对数值按加权平均计算公式如下：

lnE(i,j)=Σk=1Pw(Zij,k)(u(Zij,k)-lnΔtk)Σk=1Pw(Zij,k)---(1)]]>

将所求R、G、B三个通道的响应曲线R_g，G_g，B_g分别代入公式(1)，逐像素计算得到图像R、G、B三个通道的辐照度自然对数值R_lE，G_lE，B_lE，P是不同曝光量舌图像的个数，w(Z_ij)是权重函数，针对一个图像其具体表达式为：

其中，Z_min＝0，Z_max＝255，Z_ij是一个图像中第i行j列对应的像素值，由上述计算得到的图像的辐照度自然对数R_lE，G_lE，B_lE取自然指数得到图像三个通道的辐照度值分别为R_E，G_E，B_E；

4)色调映射：将合成的舌图像复现到普通显示设备上进行显示，提高舌根部区域亮度，实现根部欠照明舌图像的自适应性，使其更多细节信息显露出来；

首先，基于场景的关键值设置输出舌图像的色调范围，把亮度的几何平均值作为场景关键值的近似，计算公式为：

L‾w=1Nexp(Σi,jln(δ+E(i,j)))---(2)]]>

其中，E(i，j)是像素(i，j)的辐照度值；N是合成图像总的像素个数；δ是引入参数，δ取0.1～10；

其次，对图像整体亮度范围进行压缩，针对某一点其压缩后亮度值的计算公式为：

L(i,j)=aL‾wE(i,j)---(3)]]>

逐像素计算得到图像R、G、B三通道压缩后的的亮度分别为R_L，G_L，B_L；引入参数a，a取3.6～10.8；

最后，对舌图像高亮度区域的亮度进行压缩，而保持低亮度值基本不变，某一像素点显示亮度的计算公式为：

Ld(i,j)=L(i,j)(1+L(i,j)Lwhite2)1+L(i,j)---(4)]]>

逐像素计算得到图像三个通道的显示亮度分别为R_L_d，G_L_d，B_L_d；其中，L_white是场景中的最大亮度值，图像R、G、B三个通道最大值分别为R_L_white，G_L_white，B_L_white；

高亮度值的压缩比例接近1/L，低亮度值压缩比例接近1；5)对得到的显示亮度作归一化处理将其规范到0～255范围内：

Ld=Ld(i,j)×255max(max(Ld(i,j)))---(5)]]>

逐像素计算依次得到图像R、G、B三个通道的显示亮度值R_Ld，G_Ld，B_Ld，将其作为图像三通道颜色值输出最后图像并保存。