本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在陰雨天氣或者晚上等光線不足的情況下，拍攝的圖像亮度比較低，可能無法觀看或者不能應(yīng)用于其它的圖像處理中，因此需要對圖像進(jìn)行光照補(bǔ)償以獲取正常亮度的圖像。

目前，對光照進(jìn)行處理的方法大體上可以歸成兩類：第一類是主動(dòng)方法，這類方法一般需要借助特殊儀器以得到高質(zhì)量的圖像，如三維信息方法需要用到的3d激光掃描儀、紅外方法需要用到的紅外光譜儀等；第二類是被動(dòng)方法，主要包括利用光照變化進(jìn)行建模、提取光照中的不變特征以及將光照條件標(biāo)準(zhǔn)化三大方法。主動(dòng)方法因?yàn)樾枰玫礁呔軆x器，所以需要的成本很高，不適宜廣泛應(yīng)用。被動(dòng)方法又可以分為兩類：光照重建和圖像增強(qiáng)。光照重建方法比較復(fù)雜，耗用時(shí)間長，也不適宜用于實(shí)時(shí)處理；圖像增強(qiáng)方法相對簡單，實(shí)現(xiàn)起來也比較容易，耗費(fèi)時(shí)間較短，所以得到了廣泛的應(yīng)用。

圖像增強(qiáng)中的對數(shù)變換方法對弱光照有很好的補(bǔ)償效果，然而目前的方法中大多實(shí)現(xiàn)效果不好，或者運(yùn)算時(shí)間長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，提供了一種簡單易行、速度快并且效果好的基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法，包括以下步驟：s1：獲取rgb圖像f(x,y)中每個(gè)像素的紅色r、綠色g、藍(lán)色b三個(gè)分量值；s2：將所述rgb圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并求取該灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值；s3：求取所述灰度圖像的m值：其中m取該灰度圖像中所有像素的平均灰度值；s4：求取所述灰度圖像的a、b值：其中a為該灰度圖像的所有像素中的最小灰度值，b為該灰度圖像的所有像素中的最大灰度值；s5：如果m小于u，就按公式1計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8；如果m不小于u，就執(zhí)行步驟s6；其中公式1為：u為大于零的整數(shù)；s6：如果m小于v，就按公式2計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8；如果m不小于v，就執(zhí)行步驟s7；其中公式2為：其中d＝[m/3],v為大于u的整數(shù)；s7：如果m小于w，就按所述公式2計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8；如果m不小于w，直接執(zhí)行步驟s8；其中d＝[m/2],w為大于v的整數(shù)；s8：輸出圖像g(x,y)。

本發(fā)明的效果是：該基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法依據(jù)平均灰度值進(jìn)行分段處理，實(shí)現(xiàn)簡單，速度快，效果好。

進(jìn)一步地，u＝30，v＝80，w＝100。

進(jìn)一步地，s2中，每個(gè)像素的灰度值的求取公式為：gray＝0.299×r+0.587×g+0.114×b。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償系統(tǒng)，包括：rgb獲取模塊：獲取rgb圖像f(x,y)中每個(gè)像素的紅色r、綠色g、藍(lán)色b三個(gè)分量值；灰度值獲取模塊：將所述rgb圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并求取所述灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值；平均灰度值獲取模塊：求取所述灰度圖像的m值，其中m取該灰度圖像中所有像素的平均灰度值；最小灰度值和最大灰度值獲取模塊：求取所述灰度圖像的a、b值，其中a為該灰度圖像的所有像素中的最小灰度值，b為該灰度圖像的所有像素中的最大灰度值；第一亮度調(diào)節(jié)模塊：如果m＜u，就按公式1計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式1為：u為大于零的整數(shù)；第二亮度調(diào)節(jié)模塊：如果u≤m＜v，就按公式2計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式2為：其中d＝[m/3],v為大于u的整數(shù)；第三亮度調(diào)節(jié)模塊：如果v≤m＜w，就按公式2計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式2為：其中d＝[m/2],w為大于v的整數(shù)。

本發(fā)明的效果是：該基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法依據(jù)平均灰度值進(jìn)行分段處理，實(shí)現(xiàn)簡單，速度快，效果好。

進(jìn)一步地，u＝30，v＝80，w＝100。

進(jìn)一步地，所述灰度值獲取模塊中，每個(gè)像素的灰度值的求取公式為：gray＝0.299×r+0.587×g+0.114×b。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

請參閱圖1，為本發(fā)明提供的一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法，對于弱光照下的圖像，依據(jù)其平均灰度值做分段處理，基于對數(shù)變換進(jìn)行光照補(bǔ)償，以獲取正常亮度的圖像，具體包括以下步驟：

s1：獲取rgb圖像f(x,y)中每個(gè)像素的紅色r、綠色g、藍(lán)色b三個(gè)分量值；

s2：將rgb圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并求取該灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值：gray＝0.299×r+0.587×g+0.114×b；

s3：求取該灰度圖像的m值，其中m取該灰度圖像中所有像素的平均灰度值；

s4：求取該灰度圖像的a、b值，其中a為該灰度圖像的所有像素中的最小灰度值，b為該灰度圖像的所有像素中的最大灰度值；

s5：如果m小于30，就按公式1計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8；如果m不小于30，就執(zhí)行步驟s6；

s6：如果m小于80，就按公式2計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8，其中d＝[m/3]；如果m不小于80，就執(zhí)行步驟s7；

s7：如果m小于100，就按公式2計(jì)算得到新圖像，執(zhí)行步驟s8，其中d＝[m/2]；如果m不小于100，就直接執(zhí)行步驟s8；

s8：輸出圖像g(x,y)，計(jì)算結(jié)束。

步驟s5中公式1具體是指：

步驟s6和s7中，公式2具體是指：

本發(fā)明依據(jù)平均灰度值來進(jìn)行分段處理：當(dāng)平均灰度值m≥100時(shí)，認(rèn)為圖像的亮度正常，不需要做光照補(bǔ)償；當(dāng)m<100時(shí)，認(rèn)為圖像的亮度較低，需要分段進(jìn)行光照補(bǔ)償。當(dāng)80≤m＜100時(shí)，設(shè)置d＝[m/2]，進(jìn)行輕度光照補(bǔ)償；當(dāng)30≤m＜80時(shí)，設(shè)置d＝[m/3]，進(jìn)行中度光照補(bǔ)償；當(dāng)0≤m＜30時(shí)，設(shè)置d＝0，與此同時(shí)將對數(shù)變換式放大1.5倍，進(jìn)行高度光照補(bǔ)償。

可以理解地，根據(jù)實(shí)際的需求，對平均灰度值m可進(jìn)行其它不同方式的分段處理，分段的段數(shù)和區(qū)間可根據(jù)情況調(diào)整。

本發(fā)明還涉及一種基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償系統(tǒng)，包括：

rgb獲取模塊：獲取rgb圖像f(x,y)中每個(gè)像素的紅色r、綠色g、藍(lán)色b三個(gè)分量值；

灰度值獲取模塊：將所述rgb圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并求取所述灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值：gray＝0.299×r+0.587×g+0.114×b；

平均灰度值獲取模塊：求取所述灰度圖像的m值，其中m取該灰度圖像中所有像素的平均灰度值；

最小灰度值和最大灰度值獲取模塊：求取所述灰度圖像的a、b值，其中a為該灰度圖像的所有像素中的最小灰度值，b為該灰度圖像的所有像素中的最大灰度值；

第一亮度調(diào)節(jié)模塊：如果m＜30，就按公式1計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式1為：

第二亮度調(diào)節(jié)模塊：如果30≤m＜80，就按公式2計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式2為：其中d＝[m/3]；

第三亮度調(diào)節(jié)模塊：如果80≤m＜100，就按公式2計(jì)算得到新圖像并輸出，其中公式2為：其中d＝[m/2]。

如此，本發(fā)明提供的基于對數(shù)變換的弱光照補(bǔ)償方法和系統(tǒng)，依據(jù)平均灰度值進(jìn)行分段處理，實(shí)現(xiàn)簡單，速度快，效果好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。