1.一种低照度图像多级增强方法,其特征在于,所述方法包括:
采集低照度图像及其对应的对比增级图像,识别所述低照度图像的低照强度,计算所述低照度图像的低照射分量与低反射分量,并计算所述对比增级图像的对比照射分量;
构建所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,计算所述照射矩阵范数的照射矩阵迹,根据所述照射矩阵迹,计算所述低照强度的强度变换矩阵;
所述计算所述照射矩阵范数的照射矩阵迹,包括:
利用下述公式对所述照射矩阵范数进行迹函数分解,得到分解迹函数:其中, 表示所述分解迹函数,tr表示迹函数符号,F表示所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,T表示转置符号;
从所述分解迹函数中提取所述照射矩阵范数的照射矩阵迹;
所述根据所述照射矩阵迹,计算所述低照强度的强度变换矩阵,包括:利用下述公式获取所述照射矩阵迹中的照射矩阵:
其中, 表示所述照射矩阵迹中的照射矩阵,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,T表示转置符号;
利用下述公式对所述照射矩阵进行奇异矩阵分解,得到分解奇异矩阵:其中,(U,V)表示所述分解奇异矩阵,U表示 的左奇异矩阵,V表示 的右奇异矩阵,σ1,σ2,…,σn表示 的奇异值,n表示 的奇异值的数量,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量,T表示转置符号,diag表示diag函数;
基于所述分解奇异矩阵,利用下述公式对所述照射矩阵迹进行形式转换,得到所述照射矩阵迹的转换形式:其中,tr(ZΣ)表示所述照射矩阵迹的转换形式,U表示 的左奇异矩阵,V表示的右奇异矩阵,σ1,σ2,…,σn表示 的奇异值,n表示 的奇异值的数量,i表示的奇异值的序号,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量,T表示转置符号,表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,即所述低照强度,tr表示迹函数符号,Z表示根据所述转换形式,利用下述公式计算所述低照强度的强度变换矩阵:其中, 表示所述低照强度的强度变换矩阵,U表示 的左奇异矩阵,V表示的右奇异矩阵,T表示转置符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,即所述低照强度;
利用所述强度变换矩阵确定所述低照度图像的增强照射分量,基于所述增强照射分量与所述低反射分量,计算所述低照度图像的增强照度图像。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采集低照度图像及其对应的对比增级图像,包括:利用预构建的测照仪测量光照强度;
确定所述光照强度的强度带宽;
根据所述强度带宽,划分所述光照强度的光照强度带;
从所述光照强度带中识别低强度带与增级强度带;
基于所述低强度带与所述增级强度带,利用预构建的摄像机采集所述低照度图像及其对应的对比增级图像。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算所述低照度图像的低照射分量与低反射分量,包括:利用下述公式对所述低照度图像进行分量分解,得到所述低照度图像的分解分量:I(x,y)=R(x,y)·P(x,y)→(R(x,y),P(x,y))其中,(R(x,y),P(x,y))表示所述低照度图像的分解分量,I(x,y)表示所述低照度图像的像素值,(x,y)表示所述低照度图像的像素坐标,R(x,y)表示所述低照度图像的分解分量中待求解的低反射分量,此时只是个未知符号,P(x,y)表示所述低照度图像的分解分量中待求解的低照射分量,此时只是个未知符号;
根据所述分解分量,利用下述公式计算所述低照度图像的低反射分量:其中,R′(x,y)表示所述低照度图像的低反射分量,F(x,y)表示中心环绕函数,I(x,y)表示所述低照度图像的像素值,(x,y)表示所述低照度图像的像素坐标,R(x,y)表示所述低照度图像的分解分量中待求解的低反射分量,此时只是个未知符号,P(x,y)表示所述低照度图像的分解分量中待求解的低照射分量,此时只是个未知符号,c表示高斯环绕尺度,λ表示一个尺度;
根据所述低反射分量,利用下述公式计算所述低照度图像的低照射分量:其中,P′(x,y)表示所述低照度图像的低照射分量,R′(x,y)表示所述低照度图像的低反射分量,I(x,y)表示所述低照度图像的像素值,(x,y)表示所述低照度图像的像素坐标。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,包括:利用下述公式构建所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数:其中,F表示所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述强度变换矩阵确定所述低照度图像的增强照射分量,包括:利用下述公式计算所述低照度图像的增强照射分量:
其中,P′2表示所述低照度图像的增强照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示所述低照强度的强度变换矩阵。
6.一种低照度图像多级增强装置,其特征在于,所述装置包括:
对比分量计算模块,用于采集低照度图像及其对应的对比增级图像,识别所述低照度图像的低照强度,计算所述低照度图像的低照射分量与低反射分量,并计算所述对比增级图像的对比照射分量;
变换矩阵计算模块,用于构建所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,计算所述照射矩阵范数的照射矩阵迹,根据所述照射矩阵迹,计算所述低照强度的强度变换矩阵;
所述计算所述照射矩阵范数的照射矩阵迹,包括:
利用下述公式对所述照射矩阵范数进行迹函数分解,得到分解迹函数:其中, 表示所述分解迹函数,tr表示迹函数符号,F表示所述低照射分量与所述对比照射分量之间的照射矩阵范数,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,T表示转置符号;
从所述分解迹函数中提取所述照射矩阵范数的照射矩阵迹;
所述根据所述照射矩阵迹,计算所述低照强度的强度变换矩阵,包括:利用下述公式获取所述照射矩阵迹中的照射矩阵:
其中, 表示所述照射矩阵迹中的照射矩阵,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量, 表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,T表示转置符号;
利用下述公式对所述照射矩阵进行奇异矩阵分解,得到分解奇异矩阵:其中,(U,V)表示所述分解奇异矩阵,U表示 的左奇异矩阵,V表示 的右奇异矩阵,σ1,σ2,…,σn表示 的奇异值,n表示 的奇异值的数量,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量,T表示转置符号,diag表示diag函数;
基于所述分解奇异矩阵,利用下述公式对所述照射矩阵迹进行形式转换,得到所述照射矩阵迹的转换形式:其中,tr(ZΣ)表示所述照射矩阵迹的转换形式,U表示 的左奇异矩阵,V表示的右奇异矩阵,σ1,σ2,…,σn表示 的奇异值,n表示 的奇异值的数量,i表示的奇异值的序号,P1表示所述对比照射分量,P2表示所述低照射分量,T表示转置符号,表示从所述低照射分量映射到所述对比照射分量的光照强度变换矩阵,此时是一个待求解的未知符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,即所述低照强度,tr表示迹函数符号,Z表示根据所述转换形式,利用下述公式计算所述低照强度的强度变换矩阵:其中, 表示所述低照强度的强度变换矩阵,U表示 的左奇异矩阵,V表示的右奇异矩阵,T表示转置符号,L2表示所述低照射分量对应的低照度图像的光照强度带,即所述低照强度;
增强图像计算模块,用于利用所述强度变换矩阵确定所述低照度图像的增强照射分量,基于所述增强照射分量与所述低反射分量,计算所述低照度图像的增强照度图像。
7.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任意一项所述的低照度图像多级增强方法。
8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的低照度图像多级增强方法。