1.一種基于改進(jìn)的SURF低照度快速成像方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,對(duì)原始圖像進(jìn)行前ISP(Image Signal Processing)處理并輸出;
步驟二,對(duì)進(jìn)行前ISP處理后輸出的低照度下獲取的多幀圖像進(jìn)行Surf特征點(diǎn)匹配獲得校準(zhǔn)圖像;
步驟三,對(duì)步驟二的所述校準(zhǔn)圖像采用加權(quán)累積方式進(jìn)行累加,每幅圖像權(quán)重相等;
步驟四,對(duì)步驟三得到的圖像進(jìn)行對(duì)比度調(diào)整;
步驟五,輸出最終處理完畢的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)的SURF低照度成像方法,其特征在于,步驟一的前ISP處理中包括對(duì)原始圖像進(jìn)行白平衡處理,去馬賽克,色彩校正,轉(zhuǎn)RGB格式彩圖,最后經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)RGB格式彩圖后輸出適合SURF特征點(diǎn)匹配的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)的SURF低照度成像方法,其特征在于,步驟二中的所述Surf特征點(diǎn)匹配的方法具體如下:
(一)改進(jìn)的FAST檢測(cè)特征點(diǎn),將當(dāng)前像素點(diǎn)與其領(lǐng)域進(jìn)行比較判別,采用r=3的圖像模板,即比較O點(diǎn)附近半徑為3的圓環(huán)上的16個(gè)鄰域點(diǎn);再根據(jù)(1)式進(jìn)行計(jì)算,如果存在n個(gè)點(diǎn)與O點(diǎn)的灰度差值超過(guò)閾值t,則判定O點(diǎn)為特征點(diǎn);
當(dāng)O為待檢測(cè)特征點(diǎn)中心像素點(diǎn)時(shí),它的圓環(huán)上的點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果有3種情況,即相似點(diǎn)s、較暗點(diǎn)d以及較亮點(diǎn)b;(1)式中:T0為圓環(huán)上對(duì)應(yīng)的每種點(diǎn)的個(gè)數(shù),Hi為圓環(huán)上第i個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值,H0為待檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度值;
設(shè)f1和f2分別為圖像中亮點(diǎn)和暗點(diǎn)在整幅圖像中的比重;
式(2)中:為加入約束后圓環(huán)上對(duì)應(yīng)的每種點(diǎn)的個(gè)數(shù),權(quán)重α取值為0.5,β取值為3,而bn、dn和sn分別為加入約束后得到的亮點(diǎn)、暗點(diǎn)和相似點(diǎn)個(gè)數(shù);
定義一個(gè)函數(shù)W來(lái)進(jìn)行非特征點(diǎn)的剔除;
在(3)式中,Sb={N|Hi≥H0+t},Sd={N|Hi≤H0+t},Sb為較亮點(diǎn)區(qū)域,Sd為較暗點(diǎn)區(qū)域;
(二)確定特征點(diǎn)主方向;
首先,需要對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)分配一個(gè)主方向,保證其特征向量具有旋轉(zhuǎn)不變性,以每個(gè)特征點(diǎn)為中心,并以6s為半徑的圓形區(qū)域內(nèi),對(duì)圖像進(jìn)行以4s×4s模板大小的Haar小波梯度運(yùn)算,s為特征點(diǎn)的當(dāng)前尺度;對(duì)Haar小波的相應(yīng)值使用σ=2s的高斯加權(quán)函數(shù)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算,以每個(gè)特征點(diǎn)為中心、角度為π/3的扇形滑動(dòng)窗口,獲取特征點(diǎn)的主方向;對(duì)扇形滑動(dòng)窗口以?xún)?nèi)的圖像進(jìn)行Haar小波的變換后,Haar小波的相應(yīng)值在dx方向和dy方向進(jìn)行累加,最終得到一個(gè)向量,特征點(diǎn)的主方向?yàn)樽畲蟮腍aar小波相應(yīng)累加值對(duì)應(yīng)的方向,也就是最長(zhǎng)向量所對(duì)應(yīng)的方向;
(三)特征點(diǎn)描述;
以特征點(diǎn)為中心,將坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到主方向,按主方向選取20σ×20σ的正方形區(qū)域,將該正方形區(qū)域劃分為4×4個(gè)子區(qū)域,在每個(gè)子區(qū)域內(nèi)計(jì)算Haar小波在x,y方向的響應(yīng)dx、dy分別求和并生成了一個(gè)∑dx,∑|dx|,∑dy,∑|dy|的四維向量,這樣每個(gè)特征點(diǎn)就有64維的描述向量,再進(jìn)行歸一化,形成最終的特征點(diǎn)描述子;
(四)特征點(diǎn)匹配;
采用基于最小歐氏距離來(lái)度量特征點(diǎn)間的相似性為:
其中Aik表示待匹配的第一幅圖像的第i個(gè)特征點(diǎn)描述向量的第k維的值,Bik表示待匹配的第二幅圖像的第i個(gè)特征點(diǎn)描述向量的第k維的值,n1表示特征點(diǎn)描述子是一個(gè)n1維的描述向量;
假設(shè)TU,TV分別為待匹配兩幅圖像的特征點(diǎn)集合,對(duì)于TU中的任意一個(gè)特征點(diǎn)TUi,若TV中存在歐氏距離最小的兩個(gè)特征點(diǎn)TVj、且則認(rèn)為是TU的匹配對(duì),最后采用窮舉搜索算法找出所有的匹配對(duì)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于改進(jìn)的SURF低照度成像方法,其特征在于,所述步驟三中,一幅有噪聲的圖像g(x,y,t)可認(rèn)為是由原始圖像f(x,y,t)和噪聲n(x,y,t)疊加而成,即:
g(x,y,t)=f(x,y,t)+n(x,y,t)
其中,x,y是像素點(diǎn)坐標(biāo),t是時(shí)間變量,多幀累加就是將不同時(shí)刻兩幀圖像或多幀圖像對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)相加后求取它們的圖像,m幀圖像進(jìn)行累加,即得到圖像a(x,y,t)。
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于改進(jìn)的SURF低照度成像方法,其特征在于,所述步驟四中,調(diào)整圖像的對(duì)比度具體包括:根據(jù)指定的一個(gè)對(duì)比度,分別與原始R、G、B色彩分量進(jìn)行一定比例的縮放。