[发明专利]一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法

说明书

本发明公开了一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法，该方法首先将输入的彩色图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间；然后分离出V通道亮度值并计算其均值。若V通道亮度均值大于设定的受限阈值，则对图像取反后执行三种并行处理，否则直接执行三种并行处理以获得区域分割、邻域信息和光照分量，从而构造出自适应Gamma校正指数；然后利用自适应Gamma校正指数校正图像；最后根据原始图像色彩对校正后图像进行色彩还原。本发明方法可以解决因环境光照强度、光照射角度或拍摄条件等导致的图像光照分布不均匀的问题。

技术领域

本发明属于图像增强技术领域，具体涉及一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法。

背景技术

图像增强处理是数字图像处理技术的一个重要分支，图像增强是对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或锐化，以便于显示、观察或进一步分析与处理。在图像采集过程中，由于拍摄环境光照不均匀，拍摄的图像呈现曝光不均匀或曝光不足，一些重要的细节信息无法凸显甚至被掩盖掉，为了改善图像的视觉效果，需要对光照不均匀图像进行矫正。

Gamma变换是一种常用的图像增强的方法，可以根据Gamma指数的不同取值选择性的增强低亮度区域的亮度或者降低高亮度区域的亮度。但是传统的Gamma变换的Gamma指数是预先设定的，而不同图像的明暗程度不一定，需要手动调整Gamma指数，耗时且十分低效，工程应用性差。

光照不均匀的矫正方法主要有基于Retinex理论的算法、直方图均衡化(HE)方法，形态学滤波法和基于空间照度图的方法。基于Retinex理论的方法具有色彩恒常性，但是这类方法会在图像亮度突变的地方产生光晕现象；直方图均衡化方法因其具有算法简单、运算量小的优点被广泛用于图像增强处理，但是对光照不均匀图像处理的结果存在过增强、色彩失真和灰阶突变处噪声放大的问题；形态学滤波可以改善图像的可视性，但是会改变图像的自然特征；基于空间可变照度图的方法利用场景的光照分布特征对图像进行校正，但是其利用单尺度高斯函数的方法求解出来的光照分量存在照度细节信息表现力差等问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法，通过该方法和系统针对光照不均匀图像的矫正与对比度增强，具体是一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法，可用于解决因环境光照强度、光照射角度或拍摄条件等导致的图像光照分布不均匀的问题，算法可有针对性的增强图像的对比度，克服了传统算法不能够增强局部细节的问题，兼顾图像原场景真实光照分布和图像明暗区域，使增强后的图像整体和局部的对比度都得到明显增强，同时，本算法对不同亮度等级的彩色均具有较好适用性。

技术方案：第一方面本发明提供一种基于区域划分的非均匀光照彩色图像校正方法，包括如下步骤：

接收彩色图像，并将其从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间，在转换的图像中提取V通道亮度值；

根据V通道亮度值计算V通道亮度均值，并根据预设的受限阈值，选择输出得到亮度受限的V通道亮度图像；

对V通道亮度图像进行处理，获得分割区域、像素点邻域信息、以及光照分量；

结合获得的分割区域、像素点邻域信息构造自适应目标均值；并利用自适应目标均值和获得的光照分量共同构造Gamma校正指数；

对亮度受限的V通道亮度图像进行自适应Gamma校正，得到非均匀光照下校正的V通道亮度图像；

根据接收的彩色图像选择输出校正的V通道亮度图像，将校正的V通道亮度图像结合H通道色调值、S通道饱和度值重组回到HSV色彩空间，然后将其转换回RGB色彩空间得到RGB彩色图像；最终输出校正后的RGB彩色图像。

在进一步的实施例中，对亮度受限的V通道亮度图像进行处理，获得分割区域、像素点邻域信息、以及光照分量的方法包括：