[发明专利]一种暗光环境下的图像增强方法

说明书

一种暗光环境下的图像增强方法属于图像处理领域；存在很严重的增强后表现结果失真，图像轮廓模糊，色彩饱和度低的问题；包括提取暗光图像中HSV中的亮度分量V，进行全局亮度的对数变换，将暗光图像中低照度区域进行整体亮度的提升；利用视网膜神经元的感受野三高斯模型下的双边滤波来获取当前的暗光图像中像素点的邻域平均亮度；利用顶底帽变换处理，实现从图像背景中提取局部较亮部分的功能，再利用顶底帽变换对图像进行明暗提取和降噪；本发明不仅能很好的表现出暗光彩色图像增强后的细节，解决光照分布不均匀的问题，提升图像的整体对比度，使图像细节轮廓清楚，色彩饱和度高。

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种暗光环境下的图像增强方法。

背景技术

众所周知，图像处理中的图像增强技术在图像研究领域一直占据了举足轻重的作用， 近年来伴随图像增强技术的发展，研究学者提出了许多有效的图像增强方法，如小波变换 法等取得了显著的增强效果，但是这些增强方法因为单纯的引入数学方法到图像增强领域 中，没有考虑到人类的视觉感官特性，存在很严重的增强后表现结果失真，图像轮廓模糊， 色彩饱和度低的问题。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种暗光环境下的图像增强方法，将暗光彩 色图像RGB色彩空间转换为HSV空间，对暗光图像进行全局亮度对数变换；其次采用视网 膜神经元感受野三高斯模型来进行对图像局部边缘的对比度调整；最后根据形态学中的顶 帽变换和底帽变换，进行辅佐对光照的背景提取和降噪；本发明不仅能很好的表现出暗光 彩色图像增强后的细节，解决光照分布不均匀的问题，提升图像的整体对比度，使图像细 节轮廓清楚，色彩饱和度高。

本发明的技术方案：

一种暗光环境下的图像增强方法，包括以下步骤：

步骤a、提取暗光图像中HSV中的亮度分量V，进行全局亮度的对数变换，满足人类视觉特性的主观感受，将暗光图像中低照度区域进行整体亮度的提升；

步骤b、利用视网膜神经元的感受野三高斯模型为基础，并进行所述模型下的双边滤 波来获取当前的暗光图像中像素点的邻域平均亮度；

步骤c、根据当前图像中的点的亮度值与其邻域的平均亮度之间的关系，通过人眼的 主观亮度感觉与实际光强的对数的非线性特性来实现步骤a中对整体亮度增强图像的局 部对比度增强；

步骤d、利用顶底帽变换处理，实现从图像背景中提取局部较亮部分的功能，再利用 顶底帽变换对图像进行明暗提取和降噪，得到最终的暗光增强图像。

进一步地，提取暗光图像中HSV中的亮度分量V是将RGB色彩空间转化为HSV空间，得到三个分量，分别是亮度分量V、色调分量H和饱和度分量S；所述色调分量H和饱和 度分量S保持不变，对亮度分量V进行处理。

进一步地，所述将RGB色彩空间转化为HSV空间的公式如下：

其中，R、G、B分别代表原始暗光彩色图像的RGB空间的像素值。

进一步地，所述视网膜神经元的感受野三高斯模型如下：

其中，A₁，A₂，A₃分别表示中央、四周和边缘的峰值系数，σ₁，σ₂，σ₃分别表示 中央、四周和边缘的尺度参数。

进一步地，所述顶底帽变换方法，包括下列步骤：

步骤d1、顶帽变换和底帽变换分别定义为：