關于Retinex圖像增強算法的一些新學習。 - Imageshop

時間?2014-06-26 16:50:00??博客園精華區 原文??http://www.cnblogs.com/Imageshop/p/3810402.html 主題?算法

最近再次看了一下IPOL網站，有一篇最近發表的文章，名字就是Multiscale Retinex，感覺自己對這個已經基本了解了，但還是進去看了看，也有一些收獲，于是抽空把他們稍微整理了下，原始文章及其配套代碼詳見：http://www.ipol.im/pub/art/2014/107/?。

? ? ? 之前在我的??帶色彩恢復的多尺度視網膜增強算法（MSRCR）的原理、實現及應用??一文中已經較為詳細的描述了Multiscale Retinex的基本原理和應用，這里就不再做過多的說明。為表述方便，還是貼出其基本的計算原理：

上式中，I為原始輸入圖像，F是濾波函數，一般為高斯函數，N為尺度的數量，W為每個尺度的權重，一般都為1/N， R表示在對數域的圖像的輸出。

由于R是對數域的輸出，要轉換為數字圖像，必須將他們量化為[0,255]的數字圖像范疇，關于這個量化的算法，有這極為重要的意義，他的好壞直接決定了最終輸出的圖像的品質。

目前，結合上述文章中提出的一些過程，有4種方式進行處理：

第一種，也是最容易想到的就是，直接線性量化，即采用下式進行處理：

? ??

這種方式，由于Retinex數據處理后的高動態特性，數據分布很廣，會出現嚴重的兩極化現象，一般難以獲得滿意的結果。

第二種，就是在經典的MSRCR文章《A Multiscale Retinex for Bridging the Gap Between?Color Images and the Human Observation of Scenes》中提出的Canonical Gain/O?set 算法。計算公式如下：

? ? ??? ??

其中G和b為經驗參數。

第三種，實在上述文章中提到的Simplest Color Balance（我簡寫為SCR）方式，這種方式的處理類似于Photoshop中的自動色階，他把數據按照一定的百分比去除最小和最大的部分，然后中間的部分重新線性量化到0和255之間。

第四種，就是GIMP的Retinex算法，這個可詳見??帶色彩恢復的多尺度視網膜增強算法（MSRCR）的原理、實現及應用??一文的描述。

還有一種方式，就是大家知道HDR的過程吧，他也是將高動態的數據量化到圖像的可視范圍，因此可以直接將這類算法應用與這個問題上。我也做了實驗，效果似乎一般。

在用第二種或第三種方式處理時，最好還需要有個Color Restoration的過程，因為如果直接對MSR處理的結果進行量化，得到的圖像往往整體偏灰度，這是由于原始的彩色值經過log處理后的數據范圍就比較小了，這樣各通道之間的差異也很小，而之后的線性量化比log曲線要平滑很多，因此整體就喪失了彩色。

論文中提出了修正方式如下：

其中β=46，α=125為經驗參數，但是最終我的分析認為β不可能取這么大，取1試驗表明效果還不錯。

對于一些原始圖像HUE較為合理的圖，如果用經典的MSRCR算法，會導致處理后的圖容易偏色，上述論文提出了對圖像的Intensity數據進行Retinex處理，然后再把數據根據原始的RGB的比例映射到每個通道，這樣就能在保留原始顏色分布的基礎上增強圖像，文章中稱其為MSRCP。

這個算法的編碼論文的附帶代碼里已經有了很好的例子了，其實真是很簡單的工作，需要的朋友自己去參考。

我自己做了5種算法的比較，分別是：

MSRCRGIMP - Gimp內嵌的Retinex增強算法

MSRCRStandard - 按照《A Multiscale Retinex .... ?the Human Observation of Scenes》一文寫的算法，其中G=30，B=-6，β=1，α=125

MSRCRSCR ?- ? ? ? ? ?使用Color Restoration +?Simplest Color Balance算法量化得到的結果

? ?MSRCPSCR ?- ? ? ? ? ?使用Intensity數據 +?Simplest Color Balance算法量化得到的結果

MSRHSV - 對HSV空間的V分量進行（用的SCR量化）Retinex處理并返回RGB空間后的結果

他們的效果比較如下：

??

original? ? ? MSRCRGIMP ? ? ? ? ? ? ? ?? MSRCRStandard

??

? ? ? MSRCRSCR ? ? ??MSRCPSCR ? MSRHSV

??

original? ? ? MSRCRGIMP ? ? ? ? ? ? ? MSRCRStandard

??

MSRCRSCR ? ? ? ? ?MSRCPSCR ? MSRHSV

??

original? ? ? MSRCRGIMP ? ? ? ? ? ? ? MSRCRStandard

??

? MSRCRSCR ? ? ? ? ?MSRCPSCR ? MSRHSV

孰好孰壞給位自己去斟酌吧。

算法效果測試：http://files.cnblogs.com/Imageshop/Retinex%E7%BB%BC%E5%90%88.rar

很久沒有寫博客了，其實也沒有江郎才盡的感覺，就是呢沒有想寫的沖動。現在寫也無以前那么認真了，感覺就是像計流水賬一樣。算了，記賬就記賬吧。

****************************基本上我不提供源代碼，但是我會盡量用文字把對應的算法描述清楚或提供參考文檔************************

*************************************因為靠自己的努力和實踐寫出來的效果才真正是自己的東西，人一定要靠自己*******************

****************************作者： laviewpbt ? 時間： 2014.6.26????聯系QQ: ?1664462947 ?轉載請保留本行信息********************

總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于Retinex图像增强算法的一些新学习的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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