[发明专利]基于非线性亮度提升模型的逆光图像恢复方法

摘要

本发明涉及基于非线性亮度提升模型的逆光图像恢复方法。本发明的目的是针对逆光图像提供一种非线性自适应的亮度调节，使得处理后的图像适于人眼获取原始逆光区域信息，而又不丢失非逆光区域的原始信息，保证整幅图片自然不失真。该方法对图像的亮度进行分段，基于逆光区域所占整幅图像的面积比，计算该区域的调节系数，选取适当对数函数调节该段的亮度值；在保证调节函数连续且收敛的情况下，选取非逆光区域的调节系数，并对该区域进行非线性调节，以达到恢复逆光图像的目的。

主权项

1.基于非线性亮度提升模型的逆光图像恢复方法，其特征在于如下步骤：第一步：读取原始逆光图像I0，图像大小为M×N，M是图像I0的宽度像素，N是图像I0的高度像素；第二步：将I0中每个像素的颜色用色相h，饱和度s和明度v表示，具体分以下几步：(1)读取I0中每个像素点的R、G、B三个通道值，通过公式(1)作归一化处理，得到r、g、b，它们的值是在0到1之间的实数；(2)计算r、g、b中的最大值，用max表示，r、g、b中的最小值，用min表示；(3)通过公式(3)‑(6)求该像素点的h、s、v值，其中h∈[0,360°)，s,v∈[0,1]；s＝(max‑min)/max                         (5)v＝max(r,g,b)                           (6)第三步：通过改变明度v来调节图像亮度，令Di为原始图像中像素点明度v的调节系数(i＝1,2)，计算调节系数Di，具体分为以下几步：(1)设T为分段阈值，T∈[0,1]，令v≤T表示逆光区域，v>T表示非逆光区域，给出T的具体数值，T取 0.3；(2)统计图像I0中明度v≤T的所有像素点个数num，利用公式(7)求得v≤T的像素所占面积比例A；(3)利用公式(8)，算出具体Di，当v≤T时，选择D1作为调节系数，当v>T时，选择D2作为调节系数；第四步：依据求得的Di，通过公式(9)和公式(10)计算每个像素调整后的新明度值w；第五步：利用公式(11)‑(16)，计算出明度调节后的每个像素点的颜色向量(r',g',b')；p＝w×(1‑s)                           (13)q＝w×(1‑f×s)                         (14)t＝w×(1‑(1‑f)×s                       (15)第六步：通过公式(17)恢复出图像中每个像素的颜色向量(R',G',B')，得到处理后图像I；第七步：在图像I中，令Sxy表示中心点在(x,y)处、大小为m×n的矩阵邻域内一组坐标，利用公式(18)对图像I中明度w小于T的像素的颜色向量(R',G',B')中各分量值进行中值滤波，R'(x,y)表示图像I在(x,y)坐标处像素颜色向量中的R'值，G'(x,y)表示图像I在(x,y)坐标处像素颜色向量中的G'值，B'(x,y)表示图像I在(x,y)坐标处像素颜色向量中的B'值，median表示取中值，F(x,y)表示滤波后的图像I'在(x,y)坐标处的颜色向量；对图像I中明度w大于等于T部分的像素，不做处理；第八步：通过上一步滤波操作，得到图像I'，并输出图像I'。