[发明专利]基于改进Retinex的低照度图像色彩保持增强方法

权利要求书

1.一种基于改进Retinex的低照度图像色彩保持增强方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤1，将低照度的滤波输入图I从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间，滤波输入图I采用灰度图；

步骤2，利用改进的Retinex方法得到增强图像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i，具体按照以下步骤进行：

步骤A，将滤波输入图I作为引导图p，即滤波输入图像I_i与引导量p_i相等，对滤波输入图像I_i和滤波半径r进行下采样：

I′_d＝f_downsample(I_i，s) (9)

r′＝f_downsample(r，s) (10)

I′_d为下采样后的输入图像，d为下采样后图像像素，r′为下采样后的滤波半径，s为采样倍数，采样倍数s取4或8；下采样优化的线性系数a′_k和b′_k的计算公式：

b′_k＝m(I′_d，r′)-a′_km(I′_d，r′) (12)

其中，m(I′_d，r′)表示以像素k为中心的半径为r′的窗口内所有像素d的均值，ε是正则化参数，ω_k(r′)为以像素k为中心的半径为r′的窗口；|ω|为窗口ω_k(r′)内的像素个数；

因为下采样后图像像素点变少，为保证滤波输入图像I_i所有像素点均有对应的均值参数m(a′_k，r′)和m(b′_k，r′)，对均值参数m(a′_k，r′)和m(b′_k，r′)进行一次双线性插值上采样恢复：

式中，s为采样倍数，i为上采样后图像像素，和均为上采样恢复的线性系数，这是原始图像和滤波图像之间的两个关键参数；

根据式(15)得到滤波输出图像q_i，即增强图像；

步骤B，将滤波输入图I的Y分量I_Y代入式(15)得增强图像的背景光照L的Y分量L_Y，FGF，i：

步骤C，采用式经典Retinex关系式，求取增强图像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i：

R_Y，FGF，i＝log(I_Y，i)-log(L_Y，FGF，i) (17)；

步骤3，计算增强图像的UV分量，具体为：

在YUV色彩空间中，计算增强图像的反射分量R的Y分量R_Y，FGF，i的增强比例：

prop_i＝R_Y，FGF，i/I_Y，i (18)

式中，prop_i为像素i的Y分量增强比例，I_Y，i为像素i的滤波输入图I的Y分量；

对滤波输入图I的UV分量乘以新增强比例prop′得到增强图像的UV分量，其中，

式中，为滤波输入图I的Y分量的均值；

步骤4，将增强图像从YUV色彩空间转换到RGB色彩空间，对越界像素点进行反馈型增强色彩分量，得到增强的低照度彩色图，具体为：

利用色彩空间转换公式(20)将增强图像从YUV到RGB色彩空间转换：

式中，i为像素，I_Y，i，I_U，i，I_V，j为滤波输入图I的YUV三分量，R′_i，G′_i，B′_i为进行亮度和色彩增强后的RGB图；

RGB图的三分量中任意一分量的值不在正常区域[0，255]的像素称为越界像素，越界像素对应的UV分量新的增强比例prop″为：

prop″＝0.3-0.03prop′ (21)

将prop″代入公式(20)中prop′的位置，得到有反馈的增强的低照度彩色图。