[发明专利]一种显式表达多尺度和直方图截断的改进Retinex图像增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像增强技术领域，特别涉及一种显式表达多尺度和直方图截断的改进Retinex图像增强方法。

背景技术

随着时代的进步，计算机视觉技术的快速发展，人们对于图像清晰度的要求越来越高，数字图像处理主要是指通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理方法的技术。

Retinex理论是由Land提出的一个关于人类视觉系统如何调节感知到物体的颜色和亮度的模型，指出了图像色彩的恒常性，也就是说同样的物体在不同的光源或光线底下颜色是恒定。

传统的多尺度Retinex增强方法，仅仅采用3个尺度增强，限制了算法的应用场合，使图像增强处理并不能达到较好的处理效果。

发明内容

本发明实施例提供了一种显式表达多尺度和直方图截断的改进Retinex图像增强方法，用以解决现有技术中存在的问题。

一种显式表达多尺度和直方图截断的改进Retinex图像增强方法，包括以下步骤：

(1)、对原始图像进行多尺度Retinex图像增强，得到MSR增强图像，其表达式为：

其中是增强后的MSR图像，I_i(x,y)是原始图像的第i个通道，在彩色图像情况下，i＝1,2,3分别代表红色、绿色、蓝色通道，ω_n是与第n个尺度有关的权重，共s个尺度,“*”表示卷积操作符号，F_n(x,y)是二维高斯函数：

其中σ_n是高斯函数的尺度常量，系数κ_n满足：

∫∫F_n(x,y)dxdy＝1 (3)

对MSR增强图像进行颜色恢复，得到MSRCR增强图像，其表达式为：

其中C_i(x,y)是RGB颜色空间中第i个通道的颜色恢复函数，其表达式为：

其中η控制非线性的强度；

(2)、对得到的MSRCR图像进行显示表达处理

由公式(1)、(2)、(4)和(5)化简得到显示表达处理的MSRCR图像，其表达式为：

其中参数ω_n、s、σ_n和η由下列确定：项logη为一个增益系数，

ω_n、σ_n的值，即多尺度的数学显式表达，

由于所以公式(1)简化成：

创建一个长度为s的序列σ_i，其中1≤i≤s，s≥3，序列的等步长那么：

对函数f而言，满足：

f(x_i+2)-f(x_i+1)>f(x_i+1)-f(x_i),x_i<x_i+1<x_i+2,x_i∈D, (9)

因此公式(8)和(9)满足靠近σ_min和σ_max时尺度σ_i分布更密集的要求；

结合公式(7)、(8)和(9)，得出多尺度生成的显式表达式：

(3)、对得到的MSRCR图像进行直方图截断处理，即将MSRCR输出域转换为显示域

图像大小为W×H，显示的灰度级数为L，直方图截断处理图像由以下步骤：

1)压缩I^MSRCR到区间[0,L-1]：

2)计算中每级灰度出现的频率：

初始化：num[j]＝0,j＝0,…,L-1，其中num[j]表示中灰度值等于j的个数；

遍历：对每一个x,y,i，

假定灰度概率符合标准差为σ的正态分布，因此根据分布的3σ原则，接近99.7％的灰度值落在区间(μ-3σ,μ+3σ)，其中μ为均值，这个区间之外的数值，被认为是噪声舍弃；

3)寻找2个参数j_min，j_max：

j_min满足：

其中μ，σ分别为数据集的平均值和标准差；

j_max满足：