CN108259873B - 一种梯度域视频对比度增强方法 - Google Patents

一种梯度域视频对比度增强方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种梯度域视频对比度增强方法，其包括以下步骤：S1、采用梯度域增强方法逐帧增强待处理视频，并将梯度域增强后的视频分解为低频分量图像和高频分量图像；S2、根据与当前帧前面相邻的低频分量图像对当前帧的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像；S3、将滤波后的当前帧低频分量图像与其对应的高频分量图像进行合并，得到增强后的图像，实现梯度域视频对比度增强。本发明利用视频相邻帧之间的低频分量关联特性，对梯度增强的视频帧进行滤波，在充分利用梯度域增强方法的优点的同时，有效克服基于单帧的梯度域增强方法导致的视频闪烁问题。

Description

一种梯度域视频对比度增强方法
技术领域
本发明涉及视频增强技术领域，具体涉及一种梯度域视频对比度增强方法。
背景技术
视频增强技术是图像处理技术的一种，它可以显著改善视频质量，使得视频内容更有层次感并且主观观测效果更符合人们需求。但现实生活中，由于受成像设备的某些因素影响：如光圈偏小，使得传输至传感器的进光亮偏少，导致获取的图像偏暗，视频的对比度较偏低；或者由于光圈过大或曝光时间过长，使得传感器曝光过度，导致影像失常，从而获取的视频出现整体泛白等降质结果。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种梯度域视频对比度增强方法解决了视频泛白降质的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种梯度域视频对比度增强方法，其包括以下步骤：
S1、采用梯度域增强方法逐帧增强待处理视频，并将梯度域增强后的视频分解为低频分量图像和高频分量图像；
S2、根据与当前帧前面相邻的低频分量图像对当前帧的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像；
S3、将滤波后的当前帧低频分量图像与其对应的高频分量图像进行合并，得到增强后的图像，实现梯度域视频对比度增强。
进一步地，步骤S1的具体方法为：
S1-1、逐帧读取待处理视频的图像帧Ij，并将每幅图像变换至YUV空间，得到亮度分量Ivj、色度分量Cbj和色度分量Crj；其中j表示已处理的图像数量即帧号，第一帧初始化为0；
S1-2、根据梯度域增强方法对亮度分量Ivj进行图像增强，并将梯度域增强后的图像分解为低频分量图像Ivj_L和高频分量图像Ivj_H。
进一步地，步骤S2的具体方法为：
S2-1、判断已处理的图像数量j是否小于滤波需要的图像帧数N，若是则返回步骤S1-1，否则进入步骤S2-2；
S2-2、获取相邻帧图像低频分量的相关性并确定滤波拟采用的相邻图像帧数量M；
S2-3、根据与当前帧图像的低频分量图像相邻的K帧低频分量图像对当前帧图像的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt；其中K＝min{N,M}。
进一步地，步骤S2-2的具体方法为：
对低频分量图像Ivj_L进行低通滤波并得到低频分量图像Ivj_LL，获取低频分量图像Ivj_LL相邻N帧低频分量图像与当前帧Ivj_LL的相关系数Rj，相关系数Rj大于门限的帧数量即为M。
进一步地，步骤S2-3的具体方法为：
根据公式
Figure BDA0001567118020000021
对当前帧图像的低频分量图像进行滤波并得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt，其中
Figure BDA0001567118020000022
进一步地，步骤S3的具体方法为：
S3-1、将滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt与当前帧的高频分量图像Ivj_H合成图像Ivj_En；
S3-2、调整图像Ivj_En的亮度值，得到调整图像Ivj_Adj；
S3-3、将调整图像Ivj_Adj与当前帧图像的色度分量Cbj和色度分量Crj进行组合，得到最终增强后的图像Ivj_Final，实现梯度域视频对比度增强。
本发明的有益效果为：本发明利用视频相邻帧之间的低频分量关联特性，对梯度增强的视频帧进行滤波，在充分利用梯度域增强方法的优点的同时，有效克服基于单帧的梯度域增强方法导致的视频闪烁问题。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该梯度域视频对比度增强方法包括以下步骤：
S1、采用梯度域增强方法逐帧增强待处理视频，并将梯度域增强后的视频分解为低频分量图像和高频分量图像；
S2、根据与当前帧前面相邻的低频分量图像对当前帧的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像；
S3、将滤波后的当前帧低频分量图像与其对应的高频分量图像进行合并，得到增强后的图像，实现梯度域视频对比度增强。
步骤S1的具体方法为：
S1-1、逐帧读取待处理视频的图像帧Ij，并将每幅图像变换至YUV空间，得到亮度分量Ivj、色度分量Cbj和色度分量Crj；其中j表示已处理的图像数量即帧号，第一帧初始化为0；
S1-2、根据梯度域增强方法对亮度分量Ivj进行图像增强，并将梯度域增强后的图像分解为低频分量图像Ivj_L和高频分量图像Ivj_H。
步骤S2的具体方法为：
S2-1、判断已处理的图像数量j是否小于滤波需要的图像帧数N，若是则返回步骤S1-1，否则进入步骤S2-2；
S2-2、获取相邻帧图像低频分量的相关性并确定滤波拟采用的相邻图像帧数量M；
S2-3、根据与当前帧图像的低频分量图像相邻的K帧低频分量图像对当前帧图像的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt；其中K＝min{N,M}。
步骤S2-2的具体方法为：
对低频分量图像Ivj_L进行低通滤波并得到低频分量图像Ivj_LL，获取低频分量图像Ivj_LL相邻N帧低频分量图像与当前帧Ivj_LL的相关系数Rj，相关系数Rj大于门限的帧数量即为M。
步骤S2-3的具体方法为：
根据公式
Figure BDA0001567118020000041
对当前帧图像的低频分量图像进行滤波并得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt，其中
Figure BDA0001567118020000051
步骤S3的具体方法为：
S3-1、将滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt与当前帧的高频分量图像Ivj_H合成图像Ivj_En；
S3-2、调整图像Ivj_En的亮度值，得到调整图像Ivj_Adj；
S3-3、采用与图像分解过程相对应的综合过程，将调整图像Ivj_Adj与当前帧图像的色度分量Cbj和色度分量Crj进行组合，得到最终增强后的图像Ivj_Final，实现梯度域视频对比度增强。
本发明将梯度域增强后的视频相邻帧的低频分量图像作为当前帧图像低频分量图像的引导图像，通过多帧滤波，解决了现有基于梯度域图像增强应用于视频增强导致的视频闪烁问题，从而既充分利用了梯度域增强方法的优点，又有效地克服了基于梯度域增强方法导致的视频闪烁问题。

Claims (2)

1.一种梯度域视频对比度增强方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用梯度域增强方法逐帧增强待处理视频，并将梯度域增强后的视频分解为低频分量图像和高频分量图像；
S2、根据与当前帧前面相邻的低频分量图像对当前帧的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像；
S3、将滤波后的当前帧低频分量图像与其对应的高频分量图像进行合并，得到增强后的图像，实现梯度域视频对比度增强；
所述步骤S1的具体方法为：
S1-1、逐帧读取待处理视频的图像帧Ij，并将每幅图像变换至YUV空间，得到亮度分量Ivj、色度分量Cbj和色度分量Crj；其中j表示已处理的图像数量即帧号，第一帧初始化为0；
S1-2、根据梯度域增强方法对亮度分量Ivj进行图像增强，并将梯度域增强后的图像分解为低频分量图像Ivj_L和高频分量图像Ivj_H；
所述步骤S2的具体方法为：
S2-1、判断已处理的图像数量j是否小于滤波需要的图像帧数N，若是则返回步骤S1-1，否则进入步骤S2-2；
S2-2、获取相邻帧图像低频分量的相关性并确定滤波拟采用的相邻图像帧数量M：
对低频分量图像Ivj_L进行低通滤波并得到低频分量图像Ivj_LL，获取低频分量图像Ivj_LL相邻N帧低频分量图像与当前帧Ivj_LL的相关系数Rj，相关系数Rj大于门限的帧数量即为M；
S2-3、根据与当前帧图像的低频分量图像相邻的K帧低频分量图像对当前帧图像的低频分量图像进行滤波，得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt；其中K＝min{N，M}；
所述步骤S2-3的具体方法为：
根据公式
Figure FDA0002328360310000021
对当前帧图像的低频分量图像进行滤波并得到滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt，其中
Figure FDA0002328360310000022
2.根据权利要求1所述的梯度域视频对比度增强方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法为：
S3-1、将滤波后的当前帧低频分量图像Ivj_L_Filt与当前帧的高频分量图像Ivj_H合成图像Ivj_En；
S3-2、调整图像Ivj_En的亮度值，得到调整图像Ivj_Adj；
S3-3、将调整图像Ivj_Adj与当前帧图像的色度分量Cbj和色度分量Crj进行组合，得到最终增强后的图像Ivj_Final，实现梯度域视频对比度增强。
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