RU2006135550A - Способ повышения качества цифрового фотоизображения - Google Patents

Claims (7)

1. Способ улучшения цифрового изображения с использованием модели формирования изображения, в которой производят разделение эффектов, связанных с отражательной способностью поверхности R, и эффектов, связанных с характеристиками освещения сцены L, состоящий из следующих этапов:

регистрируют изображение;

вычисляют оценку качества изображения и принимают решение о необходимости коррекции изображения;

осуществляют фильтрацию шума изображения;

создают уменьшенную копию изображения;

определяют из уменьшенной копии изображения пределы для последующего контрастировала на этапе коррекции;

выделяют канал яркости исходного изображения;

фильтруют канал яркости исходного изображения с использованием билатерального фильтра;

корректируют изображение в соответствии с эмпирически найденным уравнением, основу которого составляет LR-модель формирования изображения

,

где А - нижняя граница диапазона контрастирования уменьшенной копии изображения; Ф и Ψ - нижняя и верхняя границы контрастирования преобразованного изображения; J_B - компонента яркости исходного изображения после билатеральной фильтрации; γ - параметр нелинейного преобразования и J_F - компонента яркости улучшенного изображения;

преобразуют результирующее изображение в цветовое пространство RGB.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для фильтрации шумов используют билатеральный фильтр.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для фильтрации используют билатеральный фильтр, в котором фильтрация осуществляется сначала по строкам, а затем по столбцам изображения

,

,

где I_r(r,c) - результат фильтрации исходного изображения I для всех пикселов (r,с) по строкам; I_f(r,с) - результат фильтрации исходного изображения I для всех пикселов (r,с) по столбцам; u и w - гауссовские функции, применяемые для фильтрации по пространству и градациям яркости (стоп-функция), соответственно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что создание уменьшенной копии изображения посредством интерполяционного изменения частоты дискретизации исходного изображения, т.е. расчета яркости в точках, не принадлежащих исходному множеству точек изображения, в которых значения яркости известны, состоит из следующих этапов:

вычисляют множество координат в которых необходимо вычислить значения яркости;

для каждой пары координат исходного изображения определяют координаты шестнадцати ближайших соседей и рассчитывают значения элементов карты направлений краев, которые могут принимать значения от одного до восьми, в зависимости от значений частных производных в восьми направлениях;

выполняют морфологические операции над картой направлений краев;

для каждой пары рассчитанных координат выполняют одномерную интерполяцию в направлении, определяемом значением соответствующего элемента в карте направлений краев, при этом повторяют данный шаг для каждой цветовой компоненты;

подчеркивают края на изображении для улучшения визуального восприятия изображения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценка качества изображения, основанная на разбиении матрицы изображения на блоки и последующем анализе гистограмм блоков, составляющих изображение, с целью выявления и классификации дефектов экспозиции исходного цифрового изображения, включает в себя выполнение следующих операции:

разбивают изображение на отдельные не перекрывающиеся между собой блоки;

рассчитывают яркостную гистограмму каждого блока;

проводят анализ яркостной гистограммы каждого блока;

присваивают классификационный признак каждому блоку;

изображение классифицируют как Нормальное, Темное, Светлое и Низкоконтрастное.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе коррекции предварительно вычисляют двумерную таблицу перекодировки, которая хранит скорректированные значения яркости в зависимости от исходной яркости, т.е. номера строки таблицы, и результата билатеральной фильтрации, т.е. номера столбца таблицы, что приводит к уменьшению времени коррекции.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что коррекция цифрового изображения, основанная на использовании модели формирования изображения, в которой производят разделение эффектов, связанных с отражательной способностью поверхности R, и эффектов, связанных с характеристиками освещения сцены L, производят в устройстве фотопечати, т.е. фотопринтере, причем одновременно осуществляют улучшение уменьшенной копии изображения, используемой для отображения на ЖК-мониторе, посредством применения билатеральной фильтрации и обработки фильтрованного изображения в соответствии с формулой

,

где Т_B - преобразованное изображение уменьшенной копии после билатеральной фильтрации; Т_F - результирующее изображение после «блендирования», т.е. специального смешивания уменьшенной копии и результата ее билатеральной фильтрации; γ - параметр, определяемый эмпирически.