本发明专利技术公开了一种环境光下的图像增强方法，属于图像处理领域。所述发明专利技术包括提取原始图像的亮度值，确定可见度阈值，结合显示设备所处环境的光强度，确定亮度增强图像。根据显示设备所处环境的光强度，结合恰可察觉误差模型确定显示图像的梯度增益函数，进而通过加权优化的方式获取环境光下增强的显示图像。经过色彩空间变换得到可读性增强的彩色显示图像。通过基于加权的梯度域优化框架，对显示图像的亮度和细节进行增强，提高环境光下显示图像的可读性，使用环境光下非线性传递函数增强显示图像亮度，同时采用恰可察觉误差模型来补偿环境光导致的梯度损失，最终实现增强显示设备上的图像的可读性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于图像处理领域。所述专利技术包括提取原始图像的亮度值，确定可见度阈值，结合显示设备所处环境的光强度，确定亮度增强图像。根据显示设备所处环境的光强度，结合恰可察觉误差模型确定显示图像的梯度增益函数，进而通过加权优化的方式获取环境光下增强的显示图像。经过色彩空间变换得到可读性增强的彩色显示图像。通过基于加权的梯度域优化框架，对显示图像的亮度和细节进行增强，提高环境光下显示图像的可读性，使用环境光下非线性传递函数增强显示图像亮度，同时采用恰可察觉误差模型来补偿环境光导致的梯度损失，最终实现增强显示设备上的图像的可读性。【专利说明】-种环境光下的图像増强方法
本专利技术属于图像处理领域，特别设及。
技术介绍
最近在显示技术研究中，观察条件成为一个热点问题，引起了显示器制造商相当 的关注。例如照明性能中的色溫特性使显示图像看起来偏红或偏蓝。此外，经常会遇到不同 的光照条件急剧变化的情况，比如手机在办公和户外。由于光照强度提高了显示设备的黑 电平亮度，会降低显示设备的对比度、色彩度和色域尺寸;特别是在日光条件下，移动设备 上显示的图像显得很暗，并且损失了很多细节信息。因此，在强烈的室外条件下，获得高亮 度的、可见细节多的，饱和色彩的图像对于可W显著地改善显示图像在不同环境光下的可 读性至关重要。 2007年Myong-化ung Lee等人在Journal of Image Science and Technology上 的一篇名为"11 lumination-level adaptive color reproduction method with lightness adaptation and flare compensation for mobile display"弓|入了S形的 化ka-Rushton方程来增强图像亮度，并对彩色失真进行色度补偿，该方法得到了明亮鲜艳 的图像。Kim等人提出了基于周围环境光的对比敏感度函数，然后把它作为一个滤波器，通 过结合环境光强度提高显示设备亮度的方式，增强小尺寸液晶显示器的显示图像质量。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在W下问题： 环境光线不仅损失会显示图像的对比度，而且会损失显示图像的亮度。尤其在很 强的环境光下，亮度损失相对于其他损失而言更为严重，运样会导致显示图像整体偏暗，并 造成显示图像大量的细节丢失W及对比度的损失。此时单纯通过亮度增强方法运样会导致 显示图像的细节损失，并且随着环境光的增强，细节损失会越专利技术显，降低了显示图像的可 读性。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了，所述环 境光下的图像增强方法，包括： 提取原始图像的亮度值，结合背景亮度掩膜模型确定用于显示设备显示的显示图 像的可见度阔值；[000引根据所述可见度阔值，结合所述显示设备所处环境的光强度，确定环境光下与所 述显示图像对应的亮度增强图像； 根据所述显示设备所处环境的光强度，分别生成在室内光照下和室外光照下的显 示图像，结合恰可察觉误差模型确定所述显示图像的梯度增益函数； 提取所述原始图像的梯度值，结合所述显示图像的梯度增益函数生成所述显示图 像的梯度矩阵； 根据所述亮度增强图像和所述梯度矩阵，通过加权优化的方式获取环境光下增强 的显示图像； 对所述环境光下增强的显示图像进行色彩空间逆转换，得到可读性增强的彩色显 示图像。 可选的，提取原始图像的亮度值，结合背景亮度掩膜模型确定用于显示设备显示 的显示图像的可见度阔值，包括： 将所述原始图像从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间，得到YUV色彩空间下的显示 图像，提取所述显示图像的Y分量即亮度值L(x，y); 根据所述转换图像的亮度值L(x，y)，通过公式一确定所述转换图像的平均亮度值 其中，B(i，j)是加权低通滤波器； 根据所述转换图像的平均亮度值，结合背景亮度掩膜模型，通过公式一确 定用于显示设备显示的显示图像的可见度阔值T(x，y)， 可选的，根据所述可见度阔值，结合所述显示设备所处环境的光强度，确定环境光 下与所述显示图像对应的亮度增强图像，包括： 根据所述显示设备所述环境的光强度Eamb，通过公式Ξ确定人眼视觉在室内的响 应矩阵Rindwr，W及所述显示设备的反射光强度以6:1， 其中，Y是所述显示图像的亮度，δ是常数并且δ = ?Ααχβ，η为常数，Ια为人眼适应亮 度，α是常数，β取值取决于人眼的视锥视杆细胞，取值范围为2.00到5.83; 通过公式四确定所述显示图像的增强变量i， 其中，f max ( Rindoor )为所述响应矩阵Rind。。冲的最大元素 ，fmin ( Rindoor )为所述响应矩 阵Rindoor中的最小兀素，Lrefl所述显不设备的反射光强度，Lmax的和Lblack是所述显不设备的 最大亮度和黑电平亮度； 结合所述可见度阔值T(x，y)和所述显示图像的增强变量i，通过公式五确定与所 述显示图像对应的亮度增强图像d(x，y)， d(x，y) =化(x，y))Wi-i).T(x'y).L(x'y)公式五， 其中，L(x，y)为所述显示图像的亮度值。 可选的，根据所述显示设备所处环境的光强度，分别生成在室内光照下和室外光 照下的显示图像，结合恰可察觉误差模型确定所述显示图像的梯度增益函数，包括： 根据所述显示设备在室内光照下的光强度EamblW及所述显示设备在室内光照下 的光强度Eamb2,通过公式Ξ中的表达式确定所述显示设备在室内光照下的反射光强度 kefll和所述显示设备在室内光照下的反射光强度以6：￡12; 通过公式六，分别确定所述显示设备在室内光照下的显示图像LindDDr和室外光照 下的显不图像Loutdoor, 其中，L是所述原始图像亮度值，Lmax的和Lblack是所述显示设备的最大亮度和黑电 平亮度，丫是显示器的伽玛值，通常取值2.2; 通过公式屯，结合所述显示设备在室内光照下的显示图像Lindoor和室外光照下的 显示图像L。utd。。r，确定恰可觉察误差模型下的JND值， 结合Δ Laindoor)和Δ L(Loutdoor)，通过公式八确定所述显示图像的梯度增益函数S (x，y)，[00；3 引 可选的，提取所述原始图像的梯度值，结合所述显示图像的梯度增益函数生成所 述显示图像的梯度矩阵，包括 提取所述原始图像的梯度值； 结合所述显示图像的梯度增益函数s(x，y)，通过公式九生成所述显示图像的梯度 矩阵 g(x，y)， 可选的，根据所述亮度增强图像和所述梯度矩阵，通过加权优化的方式获取环境 光下增强的显示图像，包括 根据与所述显示图像对应的亮度增强图像d(x，y)通过公式十确定梯度优化框架 中的权值A， A(x，y)=d(x，y)a·公式十， 其中，α .为对图像亮度的敏感度； 根据亮度增强图像d(x，y)和梯度矩阵g(x，y)，构建如公式十一所示的梯度优化框 架，[004引公式十 其中，λ为的系数； 对所述梯度优化框架进行最小化处理，得到环境光下增强的显示图像f(x，y)。 可选的，对所述环境光下增强的显示图像进行色彩空间逆转换，得到可读性增强 的彩色显示图像，包括 结合所述原始图像的亮度值L(x，y本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环境光下的图像增强方法，其特征在于，所述环境光下的图像增强方法，包括：提取原始图像的亮度值，结合背景亮度掩膜模型确定用于显示设备显示的显示图像的可见度阈值；根据所述可见度阈值，结合所述显示设备所处环境的光强度，确定环境光下与所述显示图像对应的亮度增强图像；根据所述显示设备所处环境的光强度，分别生成在室内光照下和室外光照下的显示图像，结合恰可察觉误差模型确定所述显示图像的梯度增益函数；提取所述原始图像的梯度值，结合所述显示图像的梯度增益函数生成所述显示图像的梯度矩阵；根据所述亮度增强图像和所述梯度矩阵，通过加权优化的方式获取环境光下增强的显示图像；对所述环境光下增强的显示图像进行色彩空间逆转换，得到可读性增强的彩色显示图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑喆坤，苏浩楠，杜元甲，王舒瑶，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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