一种图像增强方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及一种图像增强方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在医疗领域中，通常需要通过内窥镜等图像采集设备获取目标对象的体内的目标区域的实际情况，内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。

2、而在内窥镜采集到图像时，为了提高图像的显示效果，通常需要进行图像增强处理。retinex算法是图像增强中的一种常用方法，它的主要目的是排除光照不均匀的影响，还原场景本身的信息(颜色和细节纹理等)。基于变分模型的方法发展得很快，虽然使用tv正则的retinex方法能够有效地恢复具有分段常数特性的图像，但是它会经常损失一些反射信息，从而使恢复出来的图像丢失细节信息。

技术实现思路

1、本技术提供了一种图像增强方法、装置、计算机设备及存储介质，提高了图像增强的效果，该技术方案如下。

2、一方面，提供了一种图像增强方法，所述方法包括：

3、将接收到的目标图像从目标色彩空间转换为第一色彩空间，得到转换后图像，其中，所述第一色彩空间包括初始亮度分量；

4、对所述初始亮度分量进行下采样处理，获得所述转换后图像的高斯金字塔；

5、基于预先优化后的retinex算法，对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层进行亮度更新，获得更新后的高斯金字塔；所述预先优化后的retinex算法中包括有反射分量弥补权重以及照度分量弥补权重；所述反射分量弥补权重作用于所述预先优化后的retinex算法中的反射项，所述照度分量弥补权重作用于所述预先优化后的retinex算法中的照度项；

6、基于所述更新后的高斯金字塔进行拉普拉斯金字塔重建，获得目标亮度分量；

7、基于所述目标亮度分量对所述转换后图像进行更新，并将更新后的所述转换后图像转换至所述目标色彩空间，获得增强后的目标图像。

8、在一种可能的实现方式中，所述基于预先优化后的retinex算法，对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层进行亮度更新，获得更新后的高斯金字塔，包括：

9、针对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的亮度数据，基于所述预先优化后的retinex算法中的目标函数进行处理，得到所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的目标反射分量以及目标照度分量；

10、将同一层的所述目标反射分量以及所述目标照度分量进行融合，获得更新后的高斯金字塔。

11、在一种可能的实现方式中，所述将同一层的所述目标反射分量以及所述目标照度分量进行融合，获得更新后的高斯金字塔，包括：

12、将同一层的所述目标反射分量以及所述目标照度分量相乘，获得所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的亮度通道信息；

13、基于所述亮度通道信息更新所述高斯金字塔，获得所述更新后的高斯金字塔。

14、在一种可能的实现方式中，所述预先优化后的retinex算法的目标函数如下：

15、

16、s.t.r≤0,s≤l

17、其中，||·||p定义为p范数；第一项为l2范数的保真项；第二项为l1范数的反射项；第三项为l2范数的照度项；c1和c2是大于零的参数，s＝log(s),r＝log(r)和l＝log(l)；s为亮度分量、r为反射分量、l为照度分量；er为反射分量弥补权重；el为照度分量弥补权重；为反射分量的梯度；为照度分量的梯度。

18、在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标亮度分量对所述转换后图像进行更新，包括：

19、通过所述目标亮度分量替换所述转换后图像中的初始亮度分量，获得更新后的转换后图像。

20、在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标亮度分量对所述转换后图像进行更新，包括：

21、将所述转换后图像的初始亮度分量与所述目标亮度分量按照目标权重进行累加，获得更新后的转换后图像。

22、在一种可能的实现方式中，所述目标色彩空间为rgb空间；

23、所述第一色彩空间为hsv、hsi和ycbcr空间中的至少一者。

24、又一方面，提供了一种图像增强装置，所述装置包括：

25、转换后图像获取模块，用于将接收到的目标图像从目标色彩空间转换为第一色彩空间，得到转换后图像，其中，所述第一色彩空间包括初始亮度分量；

26、下采样模块，用于对所述初始亮度分量进行下采样处理，获得所述转换后图像的高斯金字塔；

27、亮度更新模块，用于基于预先优化后的retinex算法，对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层进行亮度更新，获得更新后的高斯金字塔；所述预先优化后的retinex算法中包括有反射分量弥补权重以及照度分量弥补权重；所述反射分量弥补权重作用于所述预先优化后的retinex算法中的反射项，所述照度分量弥补权重作用于所述预先优化后的retinex算法中的照度项；

28、金字塔重建模块，用于基于所述更新后的高斯金字塔进行拉普拉斯金字塔重建，获得目标亮度分量；

29、增强后的目标图像获取模块，用于基于所述目标亮度分量对所述转换后图像进行更新，并将更新后的转换后图像转换至所述目标色彩空间，获得增强后的目标图像。

30、在一种可能的实现方式中，所述亮度更新模块，还包括：

31、分量获取单元，用于针对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的亮度数据，基于所述预先优化后的retinex算法中的目标函数进行处理，得到所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的目标反射分量以及目标照度分量；

32、分量融合单元，用于将同一层的所述目标反射分量以及所述目标照度分量进行融合，获得更新后的高斯金字塔。

33、在一种可能的实现方式中，所述分量融合单元，还包括：

34、高斯金字塔更新子单元，还用于将同一层的所述目标反射分量以及所述目标照度分量相乘，获得所述转换后图像的高斯金字塔的每一层的亮度通道信息；

35、基于所述亮度通道信息更新所述高斯金字塔，获得所述更新后的高斯金字塔。

36、在一种可能的实现方式中，所述retinex算法的目标函数如下：

37、

38、s.t.r≤0,s≤l

39、其中，||·||p定义为p范数；第一项为l2范数的保真项；第二项为l1范数的反射项；第三项为l2范数的照度项；c1和c2是大于零的参数，s＝log(s),r＝log(r)和l＝log(l)；s为亮度分量、r为反射分量、l为照度分量；er为反射分量弥补权重；el为照度分量弥补权重；为反射分量的梯度；为照度分量的梯度。

40、在一种可能的实现方式中，所述增强后的目标图像获取模块，还包括：

41、第一替换单元，用于通过所述目标亮度分量替换所述转换后图像中的初始亮度分量，获得更新后的转换后图像。

42、在一种可能的实现方式中，所述增强后的目标图像获取模块705，还包括：

43、第二替换单元，还用于将所述转换后图像的初始亮度分量与所述目标亮度分量按照目标权重进行累加，获得更新后的转换后图像。

44、在一种可能的实现方式中，所述目标色彩空间为rgb空间；

45、所述第一色彩空间为hsv、hsi和ycbcr空间中的至少一者。

46、再一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的图像增强方法。

47、又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的图像增强方法。

48、再一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述图像增强方法。

49、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：

50、在本技术中，当采集到目标色彩空间中的目标图像时，可以先将目标图像转换至具有亮度分量的第一色彩空间得到转换后图像；此时再根据转换后图像构建出高斯金字塔，基于预先优化后的retinex算法，对所述转换后图像的高斯金字塔的每一层进行亮度更新，得到更新后的高斯金字塔，并基于更新后的高斯金字塔进行拉普拉斯金字塔重建，得到目标亮度分量，此时根据目标亮度分量可以对转换后图像进行更新，最后将更新后的转换后图像转换到目标色彩空间。本方案能够通过对retinex算法进行改进，利用不同尺度的信息，以提高对同一场景下不同分辨率物体进行还原的准确性，在保证远景效果的同时保留近景细节纹理信息，从而提高了图像增强的效果。