基于光照和反射分析的低光照?qǐng)D像顏色增強(qiáng).pdf

1、物體的顏色由外界光照和物體的固有反射系數(shù)決定，但是人眼可以根據(jù)自身的視覺(jué)特性自適應(yīng)消除外界光照的影響。這種在不同的外界光照下感受出物體的真實(shí)色彩的視覺(jué)特性，稱為人類視覺(jué)的顏色恒常性。視頻圖像采集設(shè)備的成像過(guò)程就是模仿人眼的視覺(jué)成像過(guò)程，但是機(jī)器視覺(jué)缺少類似大腦視覺(jué)皮層的分析過(guò)程，無(wú)法消除外界光照的影響，尤其是在低光照環(huán)境下，不能準(zhǔn)確地記錄物體的真實(shí)色彩，嚴(yán)重影響彩色數(shù)字圖像的主觀質(zhì)量。因此，如何有效抑制低光照對(duì)圖像顏色信息的影響，為后續(xù)

2、的圖像處理提供更加真實(shí)可靠的圖像顏色信息，一直以來(lái)都是彩色數(shù)字圖像處理領(lǐng)域研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。如何對(duì)低光照?qǐng)D像進(jìn)行顏色校正和增強(qiáng)是本文的主要研究工作。
　　常規(guī)的多尺度中心/環(huán)繞Retinex顏色校正算法在處理低光照?qǐng)D像時(shí)，導(dǎo)致噪聲放大和偽光暈現(xiàn)象的出現(xiàn)。本文提出的基于雙邊濾波的中心/環(huán)繞Retinex低光照?qǐng)D像顏色增強(qiáng)算法，充分利用光照信息變量對(duì)反射系數(shù)變量進(jìn)行降噪處理，并對(duì)反射系數(shù)變量采用非常規(guī)的伽馬校正操作。該算法首先根據(jù)多

3、尺度中心/環(huán)繞Retinex理論，結(jié)合光照信息圖像的亮度分布特點(diǎn)和表征意義，對(duì)反射系數(shù)圖像進(jìn)行區(qū)域劃分并進(jìn)行區(qū)域自適應(yīng)雙邊濾波，從而抑制噪聲。其次，結(jié)合伽馬校正思想對(duì)原低光照?qǐng)D像的光照信息變量和反射系數(shù)變量進(jìn)行不同類型的對(duì)比度和亮度重構(gòu)，在噪聲受到抑制的前提下增強(qiáng)圖像亮度和突出圖像細(xì)節(jié)，從而消除偽光暈現(xiàn)象。最后，將修正以后的光照信息圖像和反射系數(shù)圖像進(jìn)行融合，增加結(jié)果圖像的低頻信息，使圖像更加平滑自然，符合人的主觀感受。
　　基于

4、Retinex理論的顏色校正算法的核心思想是合理估計(jì)出原圖像的光照信息并在原圖像中去除該光照信息的影響。但是，對(duì)低光照?qǐng)D像進(jìn)行顏色增強(qiáng)時(shí)，Retinex算法破壞并拋棄了原圖像中的可利用信息，導(dǎo)致低光照?qǐng)D像在亮度和色彩增強(qiáng)的同時(shí)圖像的細(xì)節(jié)丟失和紋理模糊。反射系數(shù)圖像的色彩表達(dá)能力要強(qiáng)于原低光照?qǐng)D像，而在圖像細(xì)節(jié)方面的表達(dá)能力要弱。因此，本文提出的基于局部顏色遷移理論的低光照?qǐng)D像顏色增強(qiáng)算法考慮到原低光照彩色圖像中色彩分布的差異性，利用Me