[发明专利]一种基于图像融合的低光照图像增强方法

说明书

本发明公开了一种基于图像融合的低光照图像增强方法。本发明的方法首先将图像从RGB空间转换到HSV空间，然后从V通道中估计初始光照图Ⅰ；对于初始光照图Ⅰ进行过滤，得到进一步准确的光照图Ⅱ；对光照图Ⅱ进行伽玛校正，得到多张中间图；确定中间图的权重，进行图像融合得到最后的光照图Ⅲ；求出反射图，从HSV空间转回RGB空间得到最后的增强图。本发明提出了一种基于融合的低光照图像增强算法，针对低光照的情况，可以有效的增强图像，得到一张对比度强，色彩自然，视觉效果好的图像。该算法可以在手机上应用，只需要一键操作，有效的提高低光照图像的质量，令用户的拍照体验感提升。

技术领域

本发明涉及图像增强领域，具体的说涉及一种基于图像融合的低光照图像增强方法。一种低光照图像增强，确定最佳反射图的方法。

背景技术

随着先进移动设备的普及，尤其是手机上相机的应用，人们几乎可以随时随地拍照。而社交媒体平台的蓬勃发展，每天都有大量的照片被制作和分享，形成了一种重要的大数据。但是，这些可视化数据的质量并没有得到保证，因为这些可视化数据的生成源是相当开放的。一方面，在拍照时，大多数人都是业余爱好者或对摄影技巧知之甚少，他们常常选择次优的拍摄参数。另一方面，有许多挑战性的拍摄条件，导致低质量的照片，如恶劣的天气，移动的物体，和低光照条件。低光图像降低了用户体验的视觉质量，并且阻碍了对工业应用程序内容的理解。

低光照图像是造成图像视觉质量差的主要因素之一，在黑暗中或者光照不均匀的情况下都会造成图像失真。虽然存在允许用户交互调整照片的软件，但对于非专业人士来说，这是相当乏味和困难的，因为它需要同时操纵颜色和对比度等控件，同时精细地调整照片中的各种对象和细节。

为了让人们日常拍照可以简便的使用，一种一键式操作的算法需要被提出应用。图像增强技术提供了一种可能的解决方案，因为图像增强不仅满足了更好的视觉体验的需要，而且提高了视觉系统的可靠性和鲁棒性，使得图像处理系统更容易分析和处理图像。

低光照图像增强的主要是对得到的不满意的图像进行自适应处理，将图像的暗区域部分变亮，而亮区域不会过分曝光。得到的增强图像具有良好的对比度，自然的光照色彩以及良好的视觉效果。

发明内容

本发明主要是提出一种基于图像融合的低光照图像增强方法，可以对得到的低光照图像进行增强处理，得到一张对比度明显，色彩自然，视觉效果好，暗区域变亮的图像。

本发明的方法首先将图像从RGB空间转换到HSV空间，然后从V通道中估计初始光照图Ⅰ；对于初始光照图Ⅰ进行过滤，得到进一步准确的光照图Ⅱ；对光照图Ⅱ进行伽玛校正，得到多张中间图；确定中间图的权重，进行图像融合得到最后的光照图Ⅲ；求出反射图，从HSV空间转回RGB空间得到最后的增强图。具体包括以下步骤：

步骤1：图像从RGB空间转换到HSV空间，得到初始光照图Ⅰ；

采取基于Retinex的理论模型，使用简单的光照预测方法直接默认V通道为初始的光照图；

步骤2：过滤初始光照图Ⅰ，得到进一步准确的光照图Ⅱ；

采取现成的guided滤波器对于步骤1中得到的初始光照图Ⅰ进行处理，将得到光照图Ⅱ；

步骤3：对光照图Ⅱ进行伽玛校正，得到多张中间图；

根据光照图Ⅱ产生多张中间图像作为融合源；使用伽玛进行校正，采取不同的伽玛值得到几张不同的中间图；

步骤4：确定中间图像的权重，进行中间图像融合；

采取不同权重的叠加方法得到中间图像融合后的融合图，即最后的光照图Ⅲ；采取基于PCA理论的权重确定方法得到融合图；

步骤5：求出反射图，从HSV空间转回RGB空间