1.一种基于简化大气散射模型的弱光照图像增强方法,其特征是对于待增强的弱光照图像,首先根据像素的亮度相似性将待增强图像分割成一系列子图像,然后基于简化大气散射模型对各子图像进行建模,再利用基于场景的透射率估计方法独立估计出各子图像的透射率,最后,利用全变分平滑算子对所估计出的透射率图进行优化,并最终得到增强后的图像;
其中,简化大气散射模型如下:
Ii(x,y)=Ri(x,y)·t(i),i{i,…,k} (4)i i
式中,R (x,y)是子图像I (x,y)所对应的清晰子图像,t(i)是该子图像的透射率,k为子图像数。
2.根据权利要求1所述的一种基于简化大气散射模型的弱光照图像增强方法,其特征是具体步骤如下:
1)获取待增强彩色弱光照图像I,
2)获取图像I的亮度分量图,利用弱光照图像中各像素点I(x,y)的RGB色彩分量,依据公式(1)计算各像素点的亮度分量Ib(x,y),从而获取弱光照图像I所对应的亮度分量图Ib:式中,Ir(x,y),Ig(x,y)和Ib(x,y)分别是弱光照图像中各像素点I(x,y)的红色、绿色和蓝色色彩分量;
3)弱光照图像场景分割,使用聚类算法对图像场景进行聚类,聚类完成后,输入的弱光照图像被分割为k个子场景,各子场景被视为亮度均匀的子图像Ii(x,y);
4)图像建模,依据简化大气散射模型,即公式(4)对各子图像Ii(x,y)建模:Ii(x,y)=Ri(x,y)·t(i),i∈{1,…,k} (4)式中,Ri(x,y)是子图像Ii(x,y)所对应的清晰子图像;t(i)是该子图像的透射率,则
5)透射率估计,Ri(x,y)是清晰子图像,则其纯白像素和纯黑像素之和与像素总量的比例为0.01%,据此构建子图像的透射率t(i)的估计函数如下:式中,ψ(·)是纯像素比例统计函数,具体为:
6)透射率优化,利用公式(6)和公式(7)在各子场景内进行独立的子场景透射率估计,获得全图透射率t,此基础上,利用公式(8)对全图透射率进行优化操作:式中,是优化后的全图透射率, 是 的梯度分量图, 是输入弱光照图像I所对应的灰度图的梯度分量图,α、β是调节因子,用于调节在平滑效果和保边效果之间的均衡;
7)将优化后的全图透射率 代入公式(9),即获得增强后的弱光照图像I′(x,y):
3.根据权利要求2所述的一种基于简化大气散射模型的弱光照图像增强方法,其特征是步骤3)中采用k-means聚类算法对图像场景进行聚类分割,依据像素亮度分量的相似性,将输入的弱光照图像分割成k个子场景:式中,i∈{1,…,k}是子场景Ω(i)的索引;φi是子场景Ω(i)的聚类中心,上述过程将迭代执行直至迭代中止条件满足,即公式(3):式中,j是迭代次数,res是图像分辨率。
4.根据权利要求2所述的一种基于简化大气散射模型的弱光照图像增强方法,其特征是步骤6)中α、β值为1。