本發(fā)明涉及圖像處理，特別涉及基于低光照圖像增強算法的視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，低光照條件下的監(jiān)控圖像質(zhì)量問題日益受到關(guān)注。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在低光照環(huán)境或環(huán)境光照不足中，如夜間、陰天或室內(nèi)光線昏暗等情況，由于光線不足，常常會獲取到低光照圖像。這些低光照圖像存在對比度低、細(xì)節(jié)模糊、噪聲明顯等問題，嚴(yán)重影響了監(jiān)控圖像的質(zhì)量和可用性，給安防監(jiān)控工作帶來了極大的不便。因此，亟需基于低光照圖像增強算法的視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理方法，以解決現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)在低光照環(huán)境下獲取的圖像質(zhì)量差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出基于低光照圖像增強算法的視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理方法，通過有效的低光照圖像增強方法優(yōu)化視頻監(jiān)控圖像，提高圖像的清晰度和可辨識度，從而提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能和可靠性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了基于低光照圖像增強算法的視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理方法，包括以下步驟：

3、s1、利用視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行篩選處理獲取低光照視頻監(jiān)控圖像；

4、s2、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像基于低光照圖像增強算法獲取低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果；

5、s3、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化處理獲取視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果。

6、可選的，利用視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行篩選處理獲取低光照視頻監(jiān)控圖像包括：

7、s1-1、利用視頻監(jiān)控裝置實時采集視頻監(jiān)控圖像；

8、s1-2、根據(jù)所述視頻監(jiān)控圖像與對應(yīng)歷史視頻監(jiān)控圖像獲取歷史低光照視頻監(jiān)控圖像構(gòu)建歷史低光照視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)集；

9、s1-3、基于所述視頻監(jiān)控圖像利用所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選處理獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像；

10、其中，所述視頻監(jiān)控圖像包括低光照、正常光照與過曝光的視頻監(jiān)控圖像。

11、可選的，基于所述視頻監(jiān)控圖像利用所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選處理獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像包括：

12、s1-3-1、利用所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)集獲取歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的亮度標(biāo)準(zhǔn)、對比度標(biāo)準(zhǔn)與顏色特征標(biāo)準(zhǔn)作為低光照視頻監(jiān)控圖像的篩選標(biāo)準(zhǔn)；

13、s1-3-2、利用所述低光照視頻監(jiān)控圖像的篩選標(biāo)準(zhǔn)對所述視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行篩選獲取初始低光照視頻監(jiān)控圖像；

14、s1-3-3、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的篩選標(biāo)準(zhǔn)與所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像；

15、其中，所述亮度標(biāo)準(zhǔn)為低光照視頻監(jiān)控圖像的灰度值小于50，所述對比度標(biāo)準(zhǔn)為低光照視頻監(jiān)控圖像的對比度低于15，所述顏色特征標(biāo)準(zhǔn)為低光照視頻監(jiān)控圖像的色調(diào)值為200-300度。

16、可選的，根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的篩選標(biāo)準(zhǔn)與所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像包括：

17、s1-3-3-1、根據(jù)所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行灰度處理獲取初始低光照視頻監(jiān)控圖像的灰度值作為初始低光照視頻監(jiān)控圖像的亮度特征；

18、s1-3-3-2、根據(jù)所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像利用soble算子獲取初始低光照視頻監(jiān)控圖像的梯度幅值作為初始低光照視頻監(jiān)控圖像的對比度特征；

19、s1-3-3-3、將所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像從rgb顏色空間轉(zhuǎn)換到hsv顏色空間獲取初始低光照視頻監(jiān)控圖像的色調(diào)值作為初始低光照視頻監(jiān)控圖像的顏色特征；

20、s1-3-3-4、判斷所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像的亮度特征是否符合所述亮度標(biāo)準(zhǔn)，若是，則執(zhí)行s1-3-3-5，否則，利用不符合的亮度特征獲取對應(yīng)初始低光照視頻監(jiān)控圖像，并加入所述視頻監(jiān)控圖像，返回s1-2；

21、s1-3-3-5、判斷所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像的對比度特征是否符合所述對比度標(biāo)準(zhǔn)，若是，則執(zhí)行s1-3-3-6，否則，利用不符合的對比度特征獲取對應(yīng)初始低光照視頻監(jiān)控圖像，并加入所述視頻監(jiān)控圖像，返回s1-2；

22、s1-3-3-6、判斷所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像的顏色特征是否符合所述顏色特征標(biāo)準(zhǔn)，若是，則獲取所述初始低光照視頻監(jiān)控圖像作為所述低光照視頻監(jiān)控圖像，否則，利用不符合的顏色特征獲取對應(yīng)初始低光照視頻監(jiān)控圖像，并加入所述視頻監(jiān)控圖像，返回s1-2。

23、可選的，根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像基于低光照圖像增強算法獲取低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果包括：

24、s2-1、基于所述低光照視頻監(jiān)控圖像基于暗通道先驗算法獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像；

25、s2-2、利用所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量圖像；

26、s2-3、基于所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像與所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量圖像進(jìn)行加權(quán)融合獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的融合結(jié)果作為低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的增強圖像；

27、s2-4、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的增強圖像進(jìn)行色彩恢復(fù)處理獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果。

28、可選的，基于所述低光照視頻監(jiān)控圖像利用暗通道先驗算法獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像包括：

29、s2-1-1、利用所述低光照視頻監(jiān)控圖像利用加權(quán)平均法獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像；

30、s2-1-2、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像進(jìn)行劃分處理獲取若干個局部區(qū)域；

31、s2-1-3、根據(jù)若干個所述局部區(qū)域獲取每個局部區(qū)域的最小像素值作為暗通道視頻監(jiān)控圖像的像素值；

32、s2-1-4、基于所述暗通道視頻監(jiān)控圖像的像素值利用所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像獲取大氣光值；

33、s2-1-5、根據(jù)權(quán)重系數(shù)、所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的像素值與所述大氣光值獲取光照分量的初步預(yù)測值；

34、s2-1-6、根據(jù)所述光照分量的初步預(yù)測值進(jìn)行高斯濾波處理獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照預(yù)測結(jié)果作為所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像；

35、其中，所述權(quán)重系數(shù)為低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的像素值與大氣光值之間的差值調(diào)整參數(shù)。

36、可選的，利用所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量圖像包括：

37、s2-2-1、利用所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的光照分量圖像與所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像；

38、s2-2-2、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像進(jìn)行對比度拉伸獲取所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像；

39、s2-2-3、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像利用拉普拉斯算子獲取初始反射分量圖像對應(yīng)像素的拉普拉斯響應(yīng)值作為初始反射分量圖像像素的灰度變化值；

40、s2-2-4、根據(jù)所述初始反射分量圖像像素的灰度變化值設(shè)置初始反射分量圖像像素的灰度變化閾值；

41、s2-2-5、根據(jù)所述初始反射分量圖像像素的灰度變化值與所述初始反射分量圖像像素的灰度變化閾值對所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測獲取低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的邊緣區(qū)域與非邊緣區(qū)域作為邊緣檢測結(jié)果；

42、s2-2-6、根據(jù)所述邊緣檢測結(jié)果對所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像進(jìn)行細(xì)節(jié)增強處理獲取初始反射分量圖像的細(xì)節(jié)增強處理結(jié)果作為所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量圖像；

43、其中，所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的邊緣區(qū)域為初始反射分量圖像像素的灰度變化值大于所述初始反射分量圖像像素的灰度變化閾值的像素，所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的非邊緣區(qū)域為初始反射分量圖像像素的灰度變化值小于等于所述初始反射分量圖像像素的灰度變化閾值的像素，所述初始反射分量圖像像素的灰度變化閾值為20。

44、可選的，根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像進(jìn)行對比度拉伸獲取所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像包括：

45、s2-2-2-1、利用所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像進(jìn)行劃分獲取若干個反射分量預(yù)測圖像的局部圖像塊；

46、s2-2-2-2、根據(jù)若干個所述反射分量預(yù)測圖像的局部圖像塊獲取每個局部圖像塊的灰度方差；

47、s2-2-2-3、基于每個所述局部圖像塊的灰度方差獲取反射分量預(yù)測圖像的灰度方差平均值；

48、s2-2-2-4、根據(jù)所述反射分量預(yù)測圖像的灰度方差平均值設(shè)置反射分量預(yù)測圖像的灰度方差閾值；

49、s2-2-2-5、判斷所述反射分量預(yù)測圖像的灰度方差平均值是否均符合所述反射分量預(yù)測圖像的灰度方差閾值，若是，則執(zhí)行s2-2-2-6，否則，直接執(zhí)行s2-2-2-7；

50、s2-2-2-6、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像進(jìn)行線性對比度拉伸獲取所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像；

51、s2-2-2-7、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的反射分量預(yù)測圖像進(jìn)行非線性對比度拉伸獲取所述低光照視頻監(jiān)控灰度圖像的初始反射分量圖像。

52、可選的，根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化處理獲取視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果包括：

53、s3-1、利用所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像獲取對應(yīng)歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果；

54、s3-2、根據(jù)所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果設(shè)置歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強標(biāo)準(zhǔn)；

55、s3-3、判斷所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果是否符合所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強標(biāo)準(zhǔn)，若是，則獲取所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果作為所述視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果，否則，執(zhí)行s3-4；

56、s3-4、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化處理獲取所述視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果。

57、可選的，根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化處理獲取所述視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果包括：

58、s3-4-1、利用歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強標(biāo)準(zhǔn)獲取歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的標(biāo)準(zhǔn)增強圖像；

59、s3-4-2、將所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的標(biāo)準(zhǔn)增強圖像作為輸入，所述標(biāo)準(zhǔn)增強圖像對應(yīng)的優(yōu)化處理結(jié)果作為輸出，基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建視頻監(jiān)控圖像增強模型；

60、s3-4-3、根據(jù)所述低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果利用所述視頻監(jiān)控圖像增強模型進(jìn)行優(yōu)化處理獲取圖像增強結(jié)果的優(yōu)化處理結(jié)果；

61、s3-4-4、判斷所述圖像增強結(jié)果的優(yōu)化處理結(jié)果是否符合所述歷史低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強標(biāo)準(zhǔn)，若是，則獲取所述圖像增強結(jié)果的優(yōu)化處理結(jié)果作為所述視頻監(jiān)控圖像優(yōu)化處理結(jié)果，否則，獲取不符合的圖像增強結(jié)果的優(yōu)化處理結(jié)果，并加入所述視頻監(jiān)控圖像，返回s1-2。

62、與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：

63、本發(fā)明通過采用基于暗通道先驗算法和多種圖像增強技術(shù)相結(jié)合，能夠有效地提高低光照視頻監(jiān)控圖像的亮度、對比度和清晰度，使圖像中的細(xì)節(jié)信息更加豐富，從而顯著提升圖像的清晰度和可辨識度，為安全監(jiān)控提供更準(zhǔn)確、可靠的圖像信息；圖像融合與色彩恢復(fù)處理能夠使增強后的圖像更加自然、真實，與原始圖像的色彩風(fēng)格保持一致，提高了圖像的實用性和美觀性，便于監(jiān)控人員對圖像信息的觀察和分析；對低光照視頻監(jiān)控圖像的圖像增強結(jié)果利用視頻監(jiān)控圖像增強模型進(jìn)行優(yōu)化處理，并對不符合圖像增強標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化處理結(jié)果進(jìn)行迭代處理，提高了處理速度以及圖像的清晰度、可靠度，保證了圖像增強效果。