利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020115041230
申请人: 武汉科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种用于楼宇内低照度环境的图像增强和噪声自适应去除方法,其特征在于,包括步骤:

S1、采用三个不同的卷积神经网络将原始图像进行分解,分解为照度图、反射图和噪声图;

S2、通过卷积神经网络对步骤S1分解出的照度图进行照度的调整;

S3、将步骤S2调整后的照度图与步骤S1分解得到的反射图进行融合,得到最终的增强图像。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1对原始图像进行分解采用如下公式:

S(x,y)=R(x,y)·L(x,y)+N(x,y)        (1)其中,S(x,y)代表原始图像,R(x,y)代表反射图,表示物体反射出的光;L(x,y)代表照度图,表示物体周围的环境光;N(x,y)代表噪声。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,对原始图像进行分解的步骤包括:

先对原始图像进行归一化,并将归一化后的图像输入到步骤S1中所述的三个卷积神经网络中,得到大小分别为H×W×1、H×W×3和H×W×3的照度图、反射图和噪声图,其中,H表示图像的高,W表示图像的宽;

其中,照度图所需的卷积神经网络包括5个卷积块,每个卷积块包括一个3×3的卷积核和一个Relu,最后一层将Relu替换为Sigmoid,输出通道数为1;反射图所需的卷积神经网络包括5个卷积块,每个卷积块包括一个3×3的卷积核和一个Relu,最后一层将Relu替换为Sigmoid,输出通道数为3,分别对应图像中的R、G、B三个通道;噪声图所需的卷积神经网络包括5个卷积块,每个卷积块包括一个3×3的卷积核和一个Relu,最后一层将Relu替换为Tanh,输出通道数为3,并且在每一个卷积块之后都将照度图的反转图与之进行连接。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,采用1范数对反射图进行约束以保证反射图的一致性,其采用的公式为:LR=||Rnorm(x,y)‑Rlow(x,y)||1      (2)其中,LR代表保持反射图一致性所需的损失函数,Rnorm(x,y)代表正常光照条件下分解得到的反射图,Rlow(x,y)代表低光照条件下分解得到的反射图。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,采用1范数对照度图进行约束以保证照度平滑,其采用的公式为:其中,Lsmooth代表进行照度图平滑所需的损失函数, 代表在点(x,y)处的梯度,σ为一个极小的正数。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,将分解出的照度图的反转图作为一个attention模块引导噪声图的生成,作为引导图的attention模块公式为:G(x,y)=1‑L(x,y)         (6)其中,G(x,y)代表获取的attention模块,采用F范数对整体的噪声进行约束:LN=||N(x,y)||F       (7)LN代表约束噪声所需的损失函数。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中,对分解后的图像进行重构,其公式为:

Lrec=||R(x,y)·L(x,y)+N(x,y)‑S(x,y)||1      (8)Lrec代表保证图像重构所需要的损失函数。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,通过卷积神经网络对步骤S1分解出的照度图进行调整,得到一个大小为H×W×1的图像,该图像所含有的光照信息即为正常光照图像所拥有的光照信息。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述步骤S3中,将步骤S2调整后的照度图与步骤S1分解得到的反射图进行融合,其采用的公式为:St(x,y)=Rlow(x,y)·Ladjust(x,y)        (9)其中,St(x,y)代表增强后的图像,Rlow(x,y)代表低光照图像的反射图,Ladjust(x,y)代表经过步骤S2调整后的照度图。