一种基于亮度基准漂移的全天候交通图像增强方法

摘要

本发明公开了一种基于亮度基准漂移的全天候交通图像增强方法，充分考虑监控图像与光照强度和拍摄时间之间的相互关系，分析光照的总体变化和实时变化，分别得到亮度基准曲线和亮度实时反馈，并加权得到当前时刻的亮度基准值，在对交通监控图像增强之前，先把图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间，在保持图像色度信息不变的基础上，运用亮度基准值对亮度分量分割，得到低亮度区和高亮度区，并分别求取每个亮度级的漂移参数，每个亮度级乘以对应亮度级的漂移参数得到增强后的亮度级，最后图像转换到RGB色彩空间得到增强后的图片。利用本发明对全天候实时监控图像尤其是顺逆光情况下图像进行处理，可以为用户提供对比度更清晰，有用信息更突出的图像。

主权项

一种基于亮度基准漂移的全天候交通图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取原始交通图像；步骤2：把原始交通图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间；步骤3：提取HSV色彩空间交通图像的亮度分量通道数据；步骤4：根据光照的总体变化得到亮度变化曲线，根据光照的实时变化得到亮度实时反馈，把两者加权后得到监控时刻的亮度基准值；所述的亮度基准值，其晚上的亮度基准值为定值，白天的亮度基准值视路口朝向的不同成不同形式的高斯分布；所述的亮度基准值的具体确定过程为：晚上的平均亮度基本保持不变，晚上的亮度基准值设为定值，即：L(t)＝c；白天的亮度基准值视路口的朝向有所差异，南北向路口，中午时刻视频场景最亮，早晨和傍晚场景较暗，亮度基准值的变化从低到高再到低，整个过程用高斯函数来表示：L(t)＝l₀*exp(‑(t‑μ)²/2σ²)其中l₀为光照最强时刻的亮度基准值，μ为亮度曲线均值，σ为亮度曲线的标准差，σ的选择依据以下原则：设白天是从时刻t₀到t₁，则t₀至t₁包括了整个白天过程，而高斯分布的横轴区间(μ‑2.58σ，μ+2.58σ)占据了整个分布的99.7％以上比例，所以σ＝(t₁‑t₀)/(2.58*2)；东西向路口存在顺逆光的情况，若相机朝西，上午顺光，图像整体很亮，为了使图像在一个合理的亮度范围，亮度基准应该降低，下午逆光，图像在光照直射区域很亮，在阴影区域很暗，而在监控中车牌及车身其它有用信息都集中在阴影区，所以亮度基准应该提高；相机朝东时反之，这种顺逆光的影响用顺逆光补偿函数来描述：COM(t)＝λsin(w(t‑t_s))*c₀其中λ为补偿系数，相机朝西时为正值，朝东时为负值，w为补偿函数的角频率，t_s为光补偿的起始时刻，若t_e为光补偿的终止时刻，则w＝2π/(t_e‑t_s)；c₀为补偿基准值；由上述，可以得知东西向路口t时刻图像的亮度基准曲线L(t)可以表示为：步骤5：根据亮度基准值将亮度分量通道数据分割为高亮度区和低亮度区，分别对高亮度区和低亮度区每个亮度级计算其相应的漂移参数，然后，每个亮度级乘以对应的漂移参数得到增强后新的亮度级；所述得到增强后新的亮度级，其具体实现过程为：亮度基准值左侧的区域定义为低亮度区域，亮度基准值右侧的区域定义为高亮度区域，先求取图像亮度均值其中，i为亮度值，s(i)为亮度值为i的像素数，m_p为图像的亮度均值；然后求取低亮度区偏移参数和高亮度区域的偏移参数其中，l₀为步骤4所得图像采集时刻的亮度基准值，m_p为图像的亮度均值，α为亮度基准值左侧的漂移参数，β为亮度基准值右侧的漂移参数；对亮度基准值左侧和右侧区域的亮度级分别乘以漂移参数α和β得到增强后的新的亮度级；步骤6：将新的亮度级分量和原始的色度分量和饱和度分量组合并转换到RGB色彩空间得到原始交通图像最后增强的彩色图像。