[发明专利]一种对恶劣光照条件下的图像/视频实时增强方法

说明书

技术领域

本发明属于图像增强以及视频增强技术领域，特别涉及应用于恶劣光照条件下的图像增强以及视频增强技术。

背景技术

随着智能手机的普及率越来越高，其上配置的摄像头装置的性能也越来越好。这些高性能的摄像头将满足人们拍摄照片或者捕捉视频的需求。而在拍摄照片或者捕捉视频时往往很容易遇到恶劣光照条件，如低光、雾天、雨雪、高动态范围等等。这些恶劣的光照条件会使得摄像头拍摄的照片和视频的质量难以得到保证。

同时，大多数的便携式数码相机的设计中也不具有还原恶劣光照条件下照片和视频的功能。在图像及视频增强领域，有一部分方法，如直方图均衡化，速度较快但效果不佳，而另一部分方法，如何恺明等人提出的基于黑暗通道的去雾算法和董譞等人提出的等人提出的基于黑暗通道的低光增强算法，效果令人满意，但是难以实时处理。这些方法都是基于一种图像退化还原模型来处理的。图像退化还原模型具体可以用下式来表示：

R(x)=J(x)t(x)+A[1-t(x)]    (1)

其中：R(x)代表退化后的图像，J(x)代表原始图像，t(x)代表传输系数，A代表大气强度。

因此根据上述模型，想要恢复出原始图像J(x)，则仅需要得到传输系数t(x)以及大气强度A即可。

大气强度A可以通过统计图像像素中最大值的前15%来得到。因此对于这个模型来说，解决问题的关键在于如何得到传输系数。

最后，计算传输系数完毕之后，便可根据如下公式，还原图像：

J(x)=R(x)-At(x)+A---(2)]]>

何恺明等人就是使用了黑暗通道的方法来计算这个传输系数t(x)。

另一方面，对于恶劣光照条件的增强设备，目前已经有一些装置和解决方案，但是它们都存在一些问题。以低光增强设备为例，目前在监控领域广泛应用的红外摄像机设备通常具有比较昂贵、难以维护、工作环境对温度要求高、功耗大、其频段比普通摄像机要窄得多等等诸多缺点。这些缺点都会导致上述设备不方便使用。同时，在很多智能手机的视频图像应用中，由于功耗等原因是不可能集成红外系统的。而目前已有的一些应用使用的算法常常计算复杂度大，调节参数多，不方便普通用户使用。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出了一种恶劣光照条件下的视频图像实时增强方法。该方法可实时增强包括低光、雾天、雨雪、高动态范围等恶劣光照条件下获取的视频和图片。

本发明提出的一种对恶劣光照条件下的图像实时增强方法示，其特征在于，该方法包括以下步骤:

1）获取一张数字图像；

2）计算并检测得到该数字图像光照条件类型，假如检测结果为雾天或雨雪，则进入步骤3），假如检测结果为低光或高动态范围，则进入步骤4），否则所述数字图像为正常图像，直接进入步骤6）；

3）对所述数字图像使用黑暗通道方法对进行预处理得到图像的传输参数；

4）对所述数字图像进行伽马校正并使用光明通道方法进行预处理得到图像的传输参数后进入步骤7）；

5）使用改进的图像退化还原模型根据原始图像和预处理得到的传输参数处理得到最终的增强结果；

作为增强后的数字图像输出。

本发明还提出一种恶劣光照条件下的视频实时增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）获取视频中一个画面组的一个视频帧；

2）判断该视频帧是否为该画面组的第一帧，假如是，则进入步骤3），否则进入步骤4）；

3）对该视频帧进行光照条件类型检测以及光照条件类型设定，完成后进入步骤6）；

4）进一步判断其该视频帧否场景改变，假如是，则进入步骤5），否则进入步骤6）；