[发明专利]一种改进IHSI空间中的非均匀光照图像自适应gamma增强方法

说明书

本发明公开了一种改进IHSI空间中的非均匀光照图像自适应gamma增强方法，根据IHSI模型中出现gamut problem的区间分段修正坐标点，同时提出了一种自适应gamma变换，能够对不同像素点的亮度进行不同的调节，达到了改善图像质量的目的。本发明相对于现有的HSI及IHSI模型，能解决出现gamut problem以及全局gamma变换导致高亮度像素点过增强问题，并且在该方法中，彩色图像增强表现出了良好的图像质量和较好的时间效率。

技术领域

本发明属于图像增强技术领域，特别涉及一种非均匀光照图像增强方法。

背景技术

HSI(Hue-Saturation-Intensity)颜色模型HSI与改进的HSI颜色模型(ImprovedHSI)IHSI两个空间都存在问题：与RGB空间不完全重合。即一部分区域在RGB外侧，导致图像增强结果无法表示，会在RGB图像上出现色块或色线。这是因为在增强之后，像素点无法在8bit深度的RGB图像上表示，落在了区域外侧。一般算法都使用了最大值255来替代原值导致截断，即出现了gamut problem。HSI模型是单三角锥模型，与RGB空间体积比为4.5:1，IHSI模型是双三角锥模型，与RGB空间的体积比例为1.125:1，IHSI空间出现gamut problem的可能性是12.5％，HSI空间出现的可能性为77.8％。Kazuya等人在HSI空间的基础上提出了饱和度矫正方法，在不改进原HSI模型映射的情况下对HSI与RGB变换中存在问题的像素点进行矫正。首先对图像在HSI空间进行增强，然后还原到RGB空间时，计算结果不在RGB空间时，使用饱和度矫正，对HSI空间的饱和度分量S重新调整，将图像上所有出现gamutproblem的像素点饱和度S矫正完毕时，再次还原到RGB空间时就不会落在RGB空间的外侧。

IHSI与RGB模型映射关系是通过一定的技术手段，缩小RGB与IHSI模型的体积差距，从而改善增强图像的质量。Taguchi等人提出的双三角锥IHSI模型是目前与RGB空间体积差异最小的模型。虽然通过两个三角锥去逼近正立方体缩小了RGB与IHSI空间体积差距，但是有6个区域落在RGB空间的外侧，因此使用IHSI空间进行图像增强仍会出现gamutproblem。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进IHSI空间中的非均匀光照图像自适应gamma增强方法，以解决现有IHSI空间及全局gamma变换存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改进IHSI空间中的非均匀光照图像自适应gamma增强方法，包括以下步骤：

步骤1：将待增强彩色图像f(R,G,B)转移到IHSI空间g(H,S,I)中，获取H,S,I分量；

步骤2：使用自适应gamma变换对步骤1获得的I分量进行增强，得到了H,S,I′；

步骤3：使用变换将H,S,I′还原到RGB和CMY空间中，分别得到RGB和CMY分量；

步骤4：使用分段修正算法对色域失真的像素点进行S分量修正，使RGB分量和CMY分量均能够在空间表示，获得修正后的分量H,S′,I′；

步骤5：将步骤4中获得的修正分量还原到RGB空间中，得到最终的增强图像

进一步的，步骤1中RGB到IHSI的彩色转换公式为：

如果

如果I、H如式(1)、(2)所示，

其中C，M，Y分量为式(6)所示，