一種處理圖像的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種處理圖像的方法和裝置，所述方法包括：估計原始圖像中的照度分量；利用照度分量計算反射圖像；對反射圖像進行自適應修正。采用本發(fā)明所述的處理圖像的方法和裝置，無需復雜的計算和任何輔助圖像或手段，即可達到增強暗區(qū)域光照，提升圖像對比度的效果，本發(fā)明所述的處理圖像的方法和裝置快速有效，經過優(yōu)化后可以滿足實時性處理的要求，適合實際應用。
【專利說明】一種處理圖像的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于數字圖像處理領域，更具體地講，涉及一種處理圖像的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]目前，從外界獲得的信息中大約有75%來自視頻圖像，但是相機在攝像或拍照時由于光照條件不足(例如，大霧、大雨、沙塵等惡劣天氣條件)，常常使相機捕獲的圖像受到了嚴重的退化，使圖像的質量下降，模糊不清，對比度偏低。
[0003]現有技術中采用數字圖像處理技術對惡劣天氣退化圖像進行處理的方法主要分為兩大類:圖像復原和圖像增強。圖像復原是指去除或最小化一幅圖像中已知或部分己知退化的處理。圖像增強是指按照具體應用的要求，對原圖像進行加工，以突出原圖像中某些信息，削弱或去除某些不需要的信息，得到對具體應用來說更實用的圖像，或將原圖像轉換成一種更適合人或機器進行分析處理的形式的圖像處理方法。目前，研究人員己經提出許多圖像增強方法，其中比較成熟的圖像增強方法有對比度增強方法、直方圖均衡方法、同態(tài)濾波方法、小波變換方法。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提出這樣一種圖像增強方法，利用指導濾波對原始圖像進行處理來得到照度分量，可以有效解決輸出圖像容易產生光暈的問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于通過對圖像增強方法的結果做自適應修正，使輸出圖像更加自然。
[0006]本發(fā)明的一方面提供一種處理圖像的方法，所述方法包括:估計原始圖像中的照度分量；利用照度分量計算反射圖像；對反射圖像進行自適應修正。
[0007]可選地，通過對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量。
[0008]可選地，估計原始圖像中的照度分量包括:將原始圖像由RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，其中，對YUV色彩空間中的亮度分量Y進行指導濾波。
[0009]可選地，通過計算原始圖像與照度分量的差來獲得反射圖像。
[0010]可選地，對反射圖像進行自適應修正包括:求取原始圖像的平均亮度；求取平均亮度與原始圖像每個像素點的亮度的商；將所述商分別與原始圖像和反射圖像相乘，并將相乘的結果相加。
[0011]本發(fā)明的另一方面提供一種處理圖像的裝置，所述裝置包括:照度分量估計單元，用于估計原始圖像中的照度分量；反射圖像計算單元，利用照度分量計算反射圖像；自適應修正單元，對反射圖像進行自適應修正。
[0012]可選地，所述照度分量估計單元還包括濾波單元，通過濾波單元對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量。
[0013]可選地，所述照度分量估計單元將原始圖像由RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，其中，對YUV色彩空間中的亮度分量Y進行指導濾波。[0014]可選地，反射圖像計算單元通過計算原始圖像與照度分量的差來獲得反射圖像。
[0015]可選地，所述自適應修正單元通過求取原始圖像的平均亮度，求取平均亮度與原始圖像每個像素點的亮度的商，然后將所述商分別與原始圖像和反射圖像相乘，并將相乘的結果相加，來對反射圖像進行自適應修正。
[0016]采用本發(fā)明所述的處理圖像的方法和裝置，利用圖像增強方法，增強原始圖像的暗區(qū)域光照，同時提升原始圖像的整體對比度，從而得到清晰自然的輸出圖像。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中:
[0018]圖1是示出根據本發(fā)明的實施例的處理圖像的方法的流程圖；
[0019]圖2是示出根據本發(fā)明的實施例的處理圖像的裝置的結構圖；
[0020]圖3是示出根據本發(fā)明的一個實施例的比較示意圖；
[0021]圖4a和圖4b是分別示出采用本發(fā)明的處理圖像的方法對原始圖像進行自適應修正處理之前和之后的輸出圖像示意圖；
[0022]圖5a是示出采用高斯濾波對原始圖像進行濾波得到的輸出圖像；
[0023]圖5b是示出采用指導濾波對原始圖像進行濾波得到的輸出圖像。
【具體實施方式】
[0024]現在對本發(fā)明實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標號始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本發(fā)明。
[0025]圖1是示出根據本發(fā)明的實施例的處理圖像的方法的流程圖。
[0026]如圖1所示，在步驟101中，估計原始圖像中的照度分量。
[0027]可選地，可通過對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量。例如，可將原始圖像由RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，并對YUV色彩空間中的亮度分量Y進行指導濾波。
[0028]利用指導濾波對原始圖像進行處理來得到照度分量，能夠有效解決輸出圖像容易產生光暈的問題，而且指導濾波的時間復雜度為o(N)，與窗口半徑r無關，可以滿足快速的應用要求。
[0029]在一個示例中利用PC機處理原始圖像，PC機的各項參數為，酷睿i5-3470CPU3.2G，4G內存，Linux3.5.0系統(tǒng)。以圖片尺寸為720X480為例，采用指導濾波來估計照度分量的濾波時間是82ms。這里采用指導濾波來估計照度分量的濾波時間，是在只對指導濾波進行一些算法優(yōu)化的基礎上得出的，如果進一步考慮整形化及多線程并行處理，預期能夠提升6倍以上速度，可以滿足高清視頻圖像的實時增強處理要求。
[0030]下面具體描述根據本發(fā)明實施例的對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量的步驟。
[0031]在對原始圖像進行指導濾波的過程中，將原始圖像劃分為多個窗口，由于多個窗口之間有重疊部分，因此原始圖像中的任一像素點被包含在多個窗口中。
[0032]對原始圖像中的每個像素點可執(zhí)行以下步驟:計算像素點在被包含的每一個窗口的輸出圖像，然后對該像素點在被包含的多個窗口中的輸出圖像取均值，即是所述像素點的最終輸出圖像。
[0033]根據本發(fā)明實施例，首先按公式(I)計算原始圖像中的任一像素點在被包含的多個窗口中的任一窗口的輸出圖像:
[0034]
【權利要求】
1.一種處理圖像的方法，所述方法包括: (1)估計原始圖像中的照度分量； (2)利用照度分量計算反射圖像； (3)對反射圖像進行自適應修正。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，通過對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，估計原始圖像中的照度分量包括: 將原始圖像由RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，其中，對YUV色彩空間中的亮度分量Y進行指導濾波。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，通過計算原始圖像與照度分量的差來獲得反射圖像。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，對反射圖像進行自適應修正包括: 求取原始圖像的平均亮度； 求取平均亮度與原始圖像每個像素點的亮度的商； 將所述商分別與原始圖像和反射圖像相乘，并將相乘的結果相加。
6.一種處理圖像的裝置，所述裝置包括: 照度分量估計單元，用于估計原始圖像中的照度分量； 反射圖像計算單元，利用照度分量計算反射圖像； 自適應修正單元，對反射圖像進行自適應修正。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述照度分量估計單元還包括濾波單元，通過濾波單元對原始圖像進行指導濾波來估計照度分量。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述照度分量估計單元將原始圖像由RGB色彩空間轉換到YUV色彩空間，其中，對YUV色彩空間中的亮度分量Y進行指導濾波。
9.根據權利要求6所述的裝置，其中，反射圖像計算單元通過計算原始圖像與照度分量的差來獲得反射圖像。
10.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述自適應修正單元通過求取原始圖像的平均亮度，求取平均亮度與原始圖像每個像素點的亮度的商，然后將所述商分別與原始圖像和反射圖像相乘，并將相乘的結果相加，來對反射圖像進行自適應修正。
【文檔編號】G06T5/50GK103745451SQ201410030518
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】侯天峰, 朱春波 申請人:三星電子（中國）研發(fā)中心, 三星電子株式會社