低照度图像多级增强方法、装置、电子设备以及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像处理领域，揭露一种低照度图像多级增强方法、装置、电子设备以及存储介质，所述方法包括：采集低照度图像及其对应的对比增级图像，识别低照度图像的低照强度，计算低照度图像的低照射分量与低反射分量，并计算对比增级图像的对比照射分量；构建低照射分量与对比照射分量之间的照射矩阵范数，计算照射矩阵范数的照射矩阵迹，根据照射矩阵迹，计算低照强度的强度变换矩阵；利用强度变换矩阵确定低照度图像的增强照射分量，基于增强照射分量与低反射分量，计算低照度图像的增强照度图像。本发明专利技术可以表征不同光照条件下环境光变化的光照强度矩阵，将低照度图像增强为不受环境光影响或者少受影响的多级光照强度的增强图像。图像。图像。

【技术实现步骤摘要】
低照度图像多级增强方法、装置、电子设备以及存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种低照度图像多级增强方法、装置、电子设备以及存储介质。

技术介绍

[0002]低照度图像多级增强是指将低光照强度照射下所拍摄的图片进行光照强度增强的过程，以达到低光照强度的图像转换成充足光照强度下的图像的目的。
[0003]目前，一些低照度图像增强方案利用条件重增强网络实现，通过将低照度图像及其最大值通道图像和其期望最大值通道图像合并为矩阵，并作为条件重增强网络的输入，利用训练好的条件重增强网络的多层卷积层与激活函数对低照度图像进行增强处理，获得最终增强图像，但由于模型预先训练好，因此输出的增强图像的增强照度较为单一，并不能从中选择多个增强照度的图像为用户所用；另一些方案通过计算低照度图像的RGB三份量子图，并将计算好的子图与增益图像合并，得到最后的增强图像，但此方案也未能体现对图像的多级增强，并不能实现将图像增强为多个级别光照强度的图像。因此，由于对低照度图像进行增强的光照强度为固定的光照强度，导致低照度图像的光照强度增强可选择范围较狭窄。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种低照度图像多级增强方法、装置、电子设备以及存储介质，可以表征不同光照条件下环境光变化的光照强度矩阵，将低照度图像增强为不受环境光影响或者少受影响的多级光照强度的增强图像。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种低照度图像多级增强方法，包括：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]在第一方面的一种可能实现方式中，所述采集低照度图像及其对应的对比增级图像，包括：
[0010]利用预构建的测照仪测量光照强度；
[0011]确定所述光照强度的强度带宽；
[0012]根据所述强度带宽，划分所述光照强度的光照强度带；
[0013]从所述光照强度带中识别低强度带与增级强度带；
[0014]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。
[0015]在第一方面的一种可能实现方式中，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：
[0016]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：
[0017]I(x,y)＝R(x,y)
·
P(x,y)
→
(R(x,y),P(x,y))
[0018]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；
[0019]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：
[0020][0021][0022]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；
[0023]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：
[0024][0025]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。
[0026]在第一方面的一种可能实现方式中，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：
[0027]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：
[0028][0029]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。
[0030]在第一方面的一种可能实现方式中，所述计算所述照射矩阵范数的照射矩阵迹，包括：
[0031]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：
[0032][0033]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；
[0034]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。
[0035]在第一方面的一种可能实现方式中，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：
[0036]利用下述公式获取所述照射矩阵迹中的照射矩阵：
[0037][0038]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；
[0039]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：
[0040][0041]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,
…
,σ
n
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；
[0042]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：
[0043][0044][0045]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,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；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：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文勇，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：