[发明专利]空对地观测的可见光图像自适应增强方法

说明书

本发明公开了一种空对地观测的可见光图像自适应增强方法，通过对可见光图像的对比度进行度量，并以该度量结果作为本发明提出的增强力度模型的输入参数，获得图像应增强的力度，然后利用该增强力度参数对图像的对比度进行调整，实现对图像的增强。本发明可实现对较低对比度图像进行较大力度增强、对比度一般的图像增强力度较轻、对比度良好的图像不进行增强，由此解决了对不同对比度图像采用相同增强力度方式，引起的增强结果不能良好表达目标场景的问题。

技术领域

本发明属于图像预处理技术领域，涉及一种空对地观测的可见光图像自适应增强方法，在采用可见光成像进行空对地的观测应用中，对不同程度对比度的可见光图像进行自适应增强的方法。

背景技术

空对地观测在地理测绘、军事侦察中具有广泛应用，可见光成像由于分辨率高、噪声小、目标场景在图像中的表征与人眼所见一致的特点，已成为空对地观测的主要手段。在能见度高的晴好天候下，可见光观测所得图像即可见光图像具有层次丰富、画质清晰细腻的优点。然而，在雾、霾等天候下，所得图像表现出层次单一、目标场景不显著的低对比度现象，使得观测的目标场景表现出隐隐约约、难以准确辨识。为增加低对比度图像中目标场景的辨识度，传统的数字图像增强的手段，常以能适应的图像最低对比度为基准，获得一增强因子，然后以该因子进行增强，即无论可见光图像的对比度如何，都采用该增强因子进行相同力度的增强。实际应用中，当处于晴好天候或对目标场景的观测距离较近时，获取的图像本身层次丰富、画质清晰，不需增强即可满足观测要求，若仍以该增强因子进行增强，将出现图像饱和的过增强现象。因此，在空对地观测应用中，对雾、霾天候和晴好天候的可见光图像采用相同力度增强的方式，不能获得对目标场景良好表达的效果。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对现有技术存在的不足之处，提供一种对空对地观测的可见光图像自适应增强的方法，即对不同对比度可见光图像进行不同力度的增强，经增强处理后的图像都具有层次丰富、目标场景显著特点。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种空对地观测的可见光图像自适应增强方法，其包括以下操作步骤：

S1：对当前获取的空对地观测的可见光图像对比度进行度量；

S2：以图像对比度度量结果作为增强力度模型的输入参数，获得图像应增强的力度参数；

S3：利用该增强力度参数对图像的对比度进行调整，实现图像增强计算。

其中，所述步骤S1中，采用图像灰度直方图有效宽度的统计进行对比度度量。

其中，所述步骤S1中，图像灰度直方图有效宽度的统计是以图像的平均灰度为中心，分别沿高于平均灰度的方向和低于平均灰度的方向统计灰度有效值对应的点数和，当点数和与图像面积比达到设定阈值θ时，对应的最高与最低灰度差值为直方图有效宽度width。

其中，所述步骤S1中，当直方图有效宽度小于设定阈值θ₁时，表明图像对比度弱，当有效宽度大于阈值θ₁小于阈值θ₂时，表明图像对比度一般，当有效宽度大于设定阈值θ₂时，表明图像对比度良好。

其中，所述步骤S2中，增强力度模型的表达式如下式(1)：

式中，I表示增强力度参数，I≥1，A、B表示为增强力度控制参数，width表示待增强图像的对比度度量参数，π为圆周率，θ₂为图像对比度良好的阈值，当width≥θ₂时，width取θ₂。

其中，所述步骤S3中，利用公式(1)所得增强力度参数对图像的直方图进行调整，调整方法如下式(2)：