CN110766639B - 图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质，涉及数据处理技术领域，该方法包括：对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；对亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；根据锐化图像对初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；根据亮度调整图像的无纹理区域对滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。本发明能够较好地适用于较多的使用场景，泛化性良好。

Description

图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着诸如手机等移动设备拍照功能的发展，用户对移动设备内相机模块的需求也越来越高。

HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)图像的灰度值分布的很不均匀，只有少数的像素点较亮，因此需要对HDR图像进行图像增强。然而为了在诸如手机等硬件性能较差的移动设备中运行良好，现有的针对HDR图像的图像增强方法通常存在一些固有缺陷，导致适用的使用场景较少，泛化性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质，以提高泛化性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种图像增强方法，应用于高动态范围图像，所述方法包括：对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；对所述亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；根据所述锐化图像对所述初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

进一步，所述对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像的步骤，包括：对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到所述输入图像对应的过曝掩码；所述过曝掩码包括与所述输入图像的每个像素点一一对应的过曝强度值，所述过曝强度值用于表征对应像素点的过曝程度；根据预设的亮度调参数值和所述过曝掩码对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像。

进一步，所述对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到所述输入图像对应的过曝掩码的步骤，包括：对待处理的输入图像中的每个像素点均进行如下处理：将该像素点的像素值分别与预设的高过曝阈值和低过曝阈值进行比较，得到比较结果；根据所述比较结果确定该像素点对应的过曝强度值；基于每个所述像素点的过曝强度值生成所述输入图像对应的过曝掩码。

进一步，所述根据预设的亮度调参数值和所述过曝掩码对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像的步骤，包括：通过以下公式对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像：

x′_i＝x_i+x_i×a×(1.0-y_i)，

其中，x′_i表示所述亮度调整图像中像素点i的像素值，x_i表示所述输入图像中像素点i的像素值，a表示所述亮度调参数值，y_i表示像素点i对应的过曝强度值。

进一步，所述根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像的步骤，包括：确定所述输入图像的无纹理区域；根据所述滤波图像对所述亮度调整图像进行与所述无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像；根据所述亮度优化图像对所述滤波图像进行与所述无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像。

进一步，所述确定所述输入图像的无纹理区域的步骤，包括：对所述输入图像进行图像边缘检测，得到标示有边缘像素点的边缘图像；对所述边缘图像按照预设划分尺寸进行矩形块划分，得到多个矩形块；对每个所述矩形块，统计该矩形块包含的边缘像素点的数量，并根据该矩形块包含的边缘像素点的数量判断该矩形块是否属于无纹理区域。

进一步，所述根据所述滤波图像对所述亮度调整图像进行与所述无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像的步骤，包括：分别计算所述亮度调整图像和所述滤波图像在与所述无纹理区域所对应区域的平均亮度值，得到所述亮度调整图像对应的第一亮度值和所述滤波图像对应的第二亮度值；根据所述第一亮度值和所述第二亮度值确定亮度参数，所述亮度参数包括亮度比值或亮度差值；根据所述亮度参数对所述亮度调整图像中与所述无纹理区域所对应区域的亮度进行调节，得到亮度优化图像。

进一步，所述根据所述亮度优化图像对所述滤波图像进行与所述无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像的步骤，包括：获取与所述输入图像的无纹理区域对应的初始融合权重图像；所述初始融合权重图像中无纹理区域对应的权重值为1，纹理区域对应的权重值为0；对所述初始融合权重图像进行平滑处理，得到目标融合权重图像；基于所述目标融合权重图像，通过以下公式进行所述亮度优化图像和所述滤波图像的融合，得到目标增强图像：

其中，

表示所述目标增强图像中像素点i的像素值，

表示所述滤波图像中像素点i的像素值，

表示所述亮度优化图像中像素点i的像素值，k_i表示所述目标融合权重图像中像素点i的权重值。

进一步，在所述对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像的步骤之前，所述方法还包括：获取原始图像；对所述原始图像进行预设倍数的下采样，得到待处理的输入图像；

在所述根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像的步骤之后，所述方法还包括：根据所述输入图像和所述目标增强图像，确定初始增强权重图像；对所述初始增强权重图像进行所述预设倍数的上采样，得到目标增强权重图像；根据所述目标增强权重图像，确定所述原始图像进行图像增强后的最终结果图像。

第二方面，本发明实施例还提供一种图像增强装置，应用于高动态范围图像，所述装置包括：调整模块，用于对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；处理模块，用于对所述亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；滤波模块，用于根据所述锐化图像对所述初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；修正模块，用于根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

第三方面，本发明实施例提供了一种移动设备，包括：处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如上述第一方面提供的任一项所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面提供的任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例提供了一种图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质，在对HDR图像进行图像增强时，首先对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；然后对所述亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像，并根据所述锐化图像对所述初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；进而根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。这种方式不存在现有技术中的固有缺陷，可以较好地适用于较多的使用场景，因此与现有技术相比，本实施例提供的图像增强方法提高了泛化性。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种移动设备的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种图像增强方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的另一种图像增强方法的流程图；

图4a示出了本发明实施例所提供的一个输入图像；

图4b示出了图4a所示输入图像对应的亮度调整图像；

图4c示出了图4b所示亮度调整图像对应的初始增强图像；

图4d示出了图4b所示亮度调整图像对应的锐化图像；

图4e示出了图4a所示输入图像对应的滤波图像；

图4f示出了图4a所示输入图像对应的无纹理区域掩码；

图4g示出了图4a所示输入图像对应的目标增强图像；

图5示出了本发明实施例所提供的一种图像增强装置的结构框图；

图6示出了本发明实施例所提供的另一种图像增强装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前通常采用HDR算法来提升HDR图像的图像质量。HDR算法可以在不加额外硬件情况下，大幅度提升诸如夜景拍摄的图像质量，对提升用户的相机体验有很大帮助。HDR算法作为图像算法的一个重要领域，在这些年中有着很大的发展，而tone-maping(色调映射)作为HDR算法的重要步骤，也有着很多相关算法提出。tone-maping算法指对图像颜色进行映射变换的算法，目的是调整图像的灰度，使得处理后的图像人眼看起来更加舒适，能更好的表达原图像里的信息与特征，也即tone-maping算法用于实现HDR图像的图像增强。为了实现在硬件性能较差的移动设备中的良好运行，针对HDR图像的图像增强方法的复杂度不能太高，然而这类tone-maping算法通常存在一些固有缺陷，比如局域直方图增强之类算法，容易产生奇怪的块状异常，因此现有的tone-maping算法(图像增强方法)适用的使用场景较少，泛化性较差。

考虑到现有技术中的图像增强方法的泛化性较差，为改善此问题，本发明实施例提供的一种图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质，该技术可应用于任何需要对HDR图像进行图像增强处理的场合，可由诸如摄像设备、手机、相机等任何具有拍摄HDR图像的拍照功能的移动设备在拍照过程中通过各自处理器直接应用，也可以由计算机等智能终端在接收到图像采集装置采集的HDR图像后，在对HDR图像进行后期图像增强处理时应用，以下对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

首先，参照图1来描述用于实现本发明实施例的一种图像增强方法的示例移动设备100。

如图1所示的一种移动设备的结构示意图，移动设备100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储装置104、输入装置106、输出装置108以及图像采集装置110，这些组件通过总线***112和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图1所示的移动设备100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述移动设备可以具有图1示出的部分组件，也可以具有图1未示出的其他组件和结构。

所述处理器102可以采用数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)中的至少一种硬件形式来实现，所述处理器102可以是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元中的一种或几种的组合，并且可以控制所述移动设备100中的其它组件以执行期望的功能。

所述存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本发明实施例中(由处理器实现)的客户端功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。

所述输入装置106可以是用户用来输入指令的装置，并且可以包括键盘、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。

所述输出装置108可以向外部(例如，用户)输出各种信息(例如，图像或声音)，并且可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。

所述图像采集装置110可以拍摄用户期望的图像(例如HDR图像等)，并且将所拍摄的图像存储在所述存储装置104中以供其它组件使用。

示例性地，用于实现根据本发明实施例的图像增强方法的示例移动设备可以被实现为诸如智能手机、平板电脑、计算机等智能终端。

实施例二：

参见图2所示的一种图像增强方法的流程图，该方法主要包括如下步骤S202～步骤S208：

步骤S202，对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像。

上述待处理的输入图像可以是细节丰富但亮度动态范围很差的高动态范围图像(HDR图像)。通过对待处理的输入图像进行亮度调整来提高输入图像中(特别是较暗区域的)像素点的亮度。

步骤S204，对亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像。

例如，可以采用局域对比度增强算法对亮度调整图像进行局域对比度增强处理，得到初始增强图像；采用锐化算法对亮度调整图像进行锐化处理，得到锐化图像；其中，局域对比度增强算法可以但不限于为CLAHE(Contrast Limited Adaptive HistogramEqualization，限制对比度的自适应直方图均衡)算法，锐化算法可以但不限于为USM(Unsharp Mask，非锐化掩蔽)锐化算法。需要说明的是，局域对比度增强处理和锐化处理之间无先后执行顺序，可以先进行局域对比度增强处理，再进行锐化处理；也可以先进行锐化处理，再进行局域对比度增强处理。

步骤S206，根据锐化图像对初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像。

在具体实施时，可以锐化图像为引导图像，采用现有的引导滤波算法对初始增强图像进行引导滤波(guide filter)，得到滤波图像。

步骤S208，根据亮度调整图像的无纹理区域对滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

由于滤波图像是基于初始增强图像和锐化图像得到的，与输入图像相比，滤波图像的无纹理区域不可避免地引入了一定的噪声干扰，因此可以利用亮度调整图像进行滤波图像的无纹理区域的修正，从而可以保证目标增强图像的增强效果。

本实施例提供的上述图像增强方法在对HDR图像进行图像增强时，可以较好地适用于绝大部分的使用场景，泛化性良好；并且该方法的复杂度较低，可以良好的运行在手机之类的移动设备中。

为了便于用户根据自身喜好对输入图像的亮度调整，在上述步骤S202对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像时，可以参照如下步骤1.1和步骤1.2执行：

步骤1.1，对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到输入图像对应的过曝掩码；过曝掩码包括与输入图像的每个像素点一一对应的过曝强度值，过曝强度值用于表征对应像素点的过曝程度。

上述过曝掩码可以理解为与输入图像对应的过曝图像，该过曝图像中每个像素点的像素值为输入图像中对应像素点的过曝强度值。

在一些可能的实施例中，上述步骤1中过曝区域检测的检测方式可以为：对待处理的输入图像中的每个像素点均进行如下处理：将该像素点的像素值分别与预设的高过曝阈值和低过曝阈值进行比较，得到比较结果；根据比较结果确定该像素点对应的过曝强度值；基于每个像素点的过曝强度值生成输入图像对应的过曝掩码。其中，高过曝阈值和低过曝阈值为经验值，具体实施时可以根据实际需求设置。

在一种具体的实现方式中，上述根据比较结果确定该像素点对应的过曝强度值的步骤，包括：当比较结果为该像素点的像素值大于或等于高过曝阈值时，认为该像素点完全过曝，确定该像素点对应的过曝强度值为1；当比较结果为该像素点的像素值小于或等于低过曝阈值时，认为该像素点完全不过曝，确定该像素点对应的过曝强度值为0；当比较结果为该像素点的像素值大于低过曝阈值且小于高过曝阈值时，可以通过以下公式计算得到该像素点对应的过曝强度值：

其中，y_i表示像素点i对应的过曝强度值，x_i表示像素点i的像素值，x_min表示低过曝阈值，x_max表示高过曝阈值。

例如，预先设置高过曝阈值为175，低过曝阈值为128，若一个像素点的像素值为140，则该像素点对应的过曝强度值为：

步骤1.2，根据预设的亮度调参数值和上述过曝掩码对输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像。

用户通常对图像的整体亮度比较敏感，不同用户对图像亮度的喜好可能不同，相同用户对不同图像的图像亮度的喜好也可能不同，为了满足用户的这种个性化亮度喜好需求，本实施例提供了可供用户调整的参数-亮度调参数值，该亮度调参数值能够直接反应最终获得图像(目标增强图像)的亮度水平。本实施例提供的图像增强方法方便了用户的调参，可以通过一个简单的参数-亮度调参数值适配到用户的不同喜好。亮度调参数值可以根据用户的喜好设置，例如亮度调参数值为0.5。

在具体实施时，可以通过以下公式对输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像：

x′_i＝x_i+x_i×a×(1.0-y_i)，

其中，x′_i表示亮度调整图像中像素点i的像素值，x_i表示输入图像中像素点i的像素值，a表示亮度调参数值，y_i表示像素点i对应的过曝强度值。

考虑到将滤波图像的无纹理区域直接替换为亮度调整图像的无纹理区域时，滤波图像与亮度调整图像的整体亮度不一致，会导致所得到的目标增强图像在无纹理区域和纹理区域之间的过渡不够自然，在上述步骤S208根据亮度调整图像的无纹理区域对滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像时，可以参照如下步骤2.1～步骤2.3执行：

步骤2.1，确定输入图像的无纹理区域。

纹理是一种反映图像中同质现象的视觉特征，它体现了物体表面的具有缓慢变化或者周期性变化的表面结构组织排列属性。纹理通过像素及其周围空间邻域的灰度分布来表现，即局部纹理信息。局部纹理信息不同程度上的重复性，就是全局纹理信息。图像中不存在纹理特征的区域即为无纹理区域。

在一些可能的实施例中，可以通过以下过程来确定输入图像的无纹理区域：对输入图像进行图像边缘检测，得到标示有边缘像素点的边缘图像；对边缘图像按照预设划分尺寸进行矩形块划分，得到多个矩形块；对每个矩形块，统计该矩形块包含的边缘像素点的数量，并根据该矩形块包含的边缘像素点的数量判断该矩形块是否属于无纹理区域。其中，预设划分尺寸为经验值，通常边缘图像的尺寸越大，划分出的每个矩形块越大。

在一些可能的实现方式中，可以采用诸如sobel算子、拉普拉斯算子或canny边缘检测算法等对输入图像进行图像边缘检测时，得到edgeMat图像(边缘图像)；然后按照诸如20*20或30*30等的划分尺寸将边缘图像划分成多个矩形块，并计算每个矩形块中边缘像素点的数量；然后对于每个矩形块，判断该矩形块中边缘像素点的数量是否大于该矩形块中像素点的总数量与预设百分比(如5％)的乘积或者判断该矩形块中边缘像素点的数量与该矩形块中像素点的总数量的比值是否大于预设百分比，如果否，则该矩形块为无纹理区域。其中，预设百分比是为了避免噪声干扰所增加的容差值，预设百分比属于经验值，可以根据实际需要调整。例如，预设百分比为5％，统计出的某个矩形块A(像素点的总数量为20*20＝400)中边缘像素点的数量为30，判断得到30/400大于5％，因此该矩形块A不是无纹理区域；又如，矩形块B(像素点的总数量为20*20＝400)中边缘像素点的数量为10，判断得到10/400小于5％，因此该矩形块B为无纹理区域。

在具体实现时，通过确定各个矩形块是否为无纹理区域，可以得到输入图像对应的无纹理区域掩码，无纹理区域掩码可以理解为区分出无纹理区域和纹理区域的图像。无纹理区域掩码中无纹理区域的各像素点的像素值均标示为1，纹理区域的各像素点的像素值均标示为0。

步骤2.2，根据滤波图像对亮度调整图像进行与输入图像的无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像。

通过步骤2.1的执行结果能够确定亮度调整图像的无纹理区域(与输入图像的无纹理区域所对应区域)和滤波图像的无纹理区域(与输入图像的无纹理区域所对应区域)，通过无纹理区域的亮度一致性优化，使得亮度调整图像的无纹理区域的整体亮度与滤波图像的无纹理区域的整体亮度保持一致，从而可以使得后续得到的目标增强图像在整体亮度上更加自然。

在一些可能的实施例中，可以通过如下过程对亮度调整图像进行与输入图像的无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化：分别计算亮度调整图像和滤波图像在与输入图像的无纹理区域所对应区域的平均亮度值，得到亮度调整图像对应的第一亮度值和滤波图像对应的第二亮度值；根据第一亮度值和第二亮度值确定亮度参数，该亮度参数包括亮度比值或亮度差值；根据亮度参数对亮度调整图像中与输入图像的无纹理区域所对应区域的亮度进行调节，得到亮度优化图像。

在具体实现时，分别计算亮度调整图像和滤波图像在对应无纹理区域掩码中标示为1的区域的平均亮度值，该平均亮度值为相应各像素点的像素值的平均值；然后执行下述方式1或方式2：

方式1：将滤波图像对应的第二亮度值除以亮度调整图像对应的第一亮度值，得到亮度比值；将亮度调整图像中无纹理区域的各个像素点的亮度均乘以该亮度比值，得到亮度优化图像。

方式2：将滤波图像对应的第二亮度值减去亮度调整图像对应的第一亮度值，得到整体亮度差(亮度差值)；将亮度调整图像中无纹理区域的各个像素点的亮度均加上该整体亮度差，得到亮度优化图像。

步骤2.3，根据亮度优化图像对滤波图像进行与输入图像的无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像。

可以将滤波图像的无纹理区域替换为亮度优化图像的无纹理区域，得到的目标增强图像为滤波图像与亮度优化图像的融合图像。

在一些可选的实施例中，为了保证目标增强图像中纹理区域与无纹理区域的平滑过渡，目标增强图像可以通过如下过程得到：首先获取与输入图像的无纹理区域对应的初始融合权重图像；初始融合权重图像中无纹理区域对应的权重值为1，纹理区域对应的权重值为0；然后对初始融合权重图像进行平滑处理，得到目标融合权重图像；基于目标融合权重图像，通过以下公式进行亮度优化图像和滤波图像的融合，得到目标增强图像：

其中，

表示目标增强图像中像素点i的像素值，

表示滤波图像中像素点i的像素值，

表示亮度优化图像中像素点i的像素值，k_i表示目标融合权重图像中像素点i的权重值。

在具体实现时，可以将上述获取的无纹理区域掩码确定为初始融合权重图像，无纹理区域掩码中每个像素点的像素值即为初始融合权重图像中对应像素点的权重的大小；可以采用高斯滤波对初始融合权重图像进行平滑处理，得到目标融合权重图像。通过平滑处理使得该目标融合权重图像在纹理区域与无纹理区域之间有了自然过渡，对应区域像素点的权重值在0和1之间有了自然过渡(例如存在0.3、0.5、0.8等权重值)，这样保证了后续得到的目标增强图像在纹理区域与无纹理区域之间能够平滑过渡，防止出现分界线或奇怪的边界。

另外，为了进一步降低计算复杂度和计算量，在对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像的步骤之前，本实施例提供的图像增强方法还包括：获取原始图像；对原始图像进行预设倍数的下采样，得到待处理的输入图像。并且，在根据输入图像和亮度调整图像对滤波图像进行无纹理区域修正，得到目标增强图像的步骤之后，本实施例提供的方法还包括：根据输入图像和目标增强图像，确定初始增强权重图像；对初始增强权重图像进行该预设倍数的上采样，得到目标增强权重图像；根据目标增强权重图像，确定原始图像进行图像增强后的最终结果图像。其中，预设倍数可以根据实际需求设置，这里不作限定，例如预设倍数为10倍或8倍。

这样先将原始图像缩小，求得缩小后图像(输入图像)的目标增强图像后，再将目标增强图像映射到原始图像上，得到最终结果图像，由于所有的操作都可以在原始图像缩小后的输入图像上做，因此进一步降低了计算复杂度和计算量，从而可以进一步良好的运行在手机之类移动设备中。

实施例三：

在前述实施例的基础上，本实施例提供了一种应用前述图像增强方法的具体示例。参见图3所示的另一种图像增强方法的流程图，该方法主要包括如下步骤S302～步骤S312：

步骤S302，获取HDR的输入图像。HDR的输入图像指输入图像为HDR图像。

步骤S304，基于预设的亮度调参数值对输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像。

步骤S306，对亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像。

步骤S308，以锐化图像为引导图像，对初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像。

步骤S310，对输入图像进行无纹理区域检测。

步骤S312，使用输入图像的无纹理区域检测结果，对滤波图像进行无纹理区域的修正，得到目标增强图像。

本实施例提供的上述图像增强方法，可以较好地适用于绝大部分的使用场景，泛化性良好；该方法的复杂度较低，可以良好的运行在手机之类的移动设备中；另外还方便用户调参。

为了验证上述图像增强方法的有效性，本实施例针对图4a所示的一个输入图像进行了图像增强验证，验证结果如下：图4a所示输入图像对应的亮度调整图像如图4b所示，图4b所示亮度调整图像对应的初始增强图像和锐化图像分别如图4c和图4d所示，基于图4c和图4d得到的滤波图像如图4e所示，图4a所示输入图像对应的无纹理区域掩码如图4f所示，最终得到的目标增强图像如图4g所示。从图4g中可以看出，与输入图像相比，目标增强图像的整体亮度得到了明显提升，目标增强图像在无纹理区域和纹理区域之间的过渡也比较自然，图像增强效果较好。

实施例四：

对于实施例二中所提供的图像增强方法，本发明实施例提供了一种图像增强装置，该装置应用于HDR图像，参见图5所示的一种图像增强装置的结构框图，该装置包括以下模块：

调整模块52，用于对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；

处理模块54，用于对亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；

滤波模块56，用于根据锐化图像对初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；

修正模块58，用于根据亮度调整图像的无纹理区域对滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

本实施例提供的上述图像增强装置可以较好地适用于较多的使用场景，泛化性良好。

在一种实施方式中，上述调整模块52具体用于：

对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到输入图像对应的过曝掩码；过曝掩码包括与输入图像的每个像素点一一对应的过曝强度值，过曝强度值用于表征对应像素点的过曝程度；

根据预设的亮度调参数值和过曝掩码对输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像。

进一步，上述调整模块52还用于：

对待处理的输入图像中的每个像素点均进行如下处理：将该像素点的像素值分别与预设的高过曝阈值和低过曝阈值进行比较，得到比较结果；根据比较结果确定该像素点对应的过曝强度值；

基于每个像素点的过曝强度值生成输入图像对应的过曝掩码。

进一步，上述调整模块52还用于：

通过以下公式对输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像：

x′_i＝x_i+x_i×a×(1.0-y_i)，

其中，x′_i表示亮度调整图像中像素点i的像素值，x_i表示输入图像中像素点i的像素值，a表示亮度调参数值，y_i表示像素点i对应的过曝强度值。

在一种实施方式中，上述修正模块58具体用于：

确定输入图像的无纹理区域；

根据滤波图像对亮度调整图像进行与上述无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像；

根据亮度优化图像对滤波图像进行与上述无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像。

进一步，上述修正模块58还用于：

对输入图像进行图像边缘检测，得到标示有边缘像素点的边缘图像；

对边缘图像按照预设划分尺寸进行矩形块划分，得到多个矩形块；

对每个矩形块，统计该矩形块包含的边缘像素点的数量，并根据该矩形块包含的边缘像素点的数量判断该矩形块是否属于无纹理区域。

进一步，上述修正模块58还用于：

分别计算亮度调整图像和滤波图像在与上述无纹理区域所对应区域的平均亮度值，得到亮度调整图像对应的第一亮度值和滤波图像对应的第二亮度值；

根据第一亮度值和第二亮度值确定亮度参数，亮度参数包括亮度比值或亮度差值；

根据亮度参数对亮度调整图像中与上述无纹理区域所对应区域的亮度进行调节，得到亮度优化图像。

进一步，上述修正模块58还用于：

获取与输入图像的无纹理区域对应的初始融合权重图像；初始融合权重图像中无纹理区域对应的权重值为1，纹理区域对应的权重值为0；

对初始融合权重图像进行平滑处理，得到目标融合权重图像；

基于目标融合权重图像，通过以下公式进行亮度优化图像和滤波图像的融合，得到目标增强图像：

其中，

表示目标增强图像中像素点i的像素值，

表示滤波图像中像素点i的像素值，

表示亮度优化图像中像素点i的像素值，k_i表示目标融合权重图像中像素点i的权重值。

在一种实施方式中，参见图6所示的另一种图像增强装置的结构框图，在图5的基础上，上述装置还包括：

获取模块62，用于获取原始图像；对原始图像进行预设倍数的下采样，得到待处理的输入图像；

映射模块64，用于根据输入图像和目标增强图像，确定初始增强权重图像；对初始增强权重图像进行预设倍数的上采样，得到目标增强权重图像；根据目标增强权重图像，确定原始图像进行图像增强后的最终结果图像。

本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

另外，本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例二所提供的方法的步骤。

本发明实施例所提供的图像增强方法、装置、移动设备及计算机可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种图像增强方法，其特征在于，应用于高动态范围图像，所述方法包括：

对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；

对所述亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；

根据所述锐化图像对所述初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；

根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像的步骤，包括：

对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到所述输入图像对应的过曝掩码；所述过曝掩码包括与所述输入图像的每个像素点一一对应的过曝强度值，所述过曝强度值用于表征对应像素点的过曝程度；

根据预设的亮度调参数值和所述过曝掩码对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对待处理的输入图像进行过曝区域检测，得到所述输入图像对应的过曝掩码的步骤，包括：

对待处理的输入图像中的每个像素点均进行如下处理：将该像素点的像素值分别与预设的高过曝阈值和低过曝阈值进行比较，得到比较结果；根据所述比较结果确定该像素点对应的过曝强度值；

基于每个所述像素点的过曝强度值生成所述输入图像对应的过曝掩码。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的亮度调参数值和所述过曝掩码对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像的步骤，包括：

通过以下公式对所述输入图像进行亮度调整，得到亮度调整图像：

x′_i＝x_i+x_i×a×(1.0-y_i)，

其中，x′_i表示所述亮度调整图像中像素点i的像素值，x_i表示所述输入图像中像素点i的像素值，a表示所述亮度调参数值，y_i表示像素点i对应的过曝强度值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像的步骤，包括：

确定所述输入图像的无纹理区域；

根据所述滤波图像对所述亮度调整图像进行与所述无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像；

根据所述亮度优化图像对所述滤波图像进行与所述无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述输入图像的无纹理区域的步骤，包括：

对所述输入图像进行图像边缘检测，得到标示有边缘像素点的边缘图像；

对所述边缘图像按照预设划分尺寸进行矩形块划分，得到多个矩形块；

对每个所述矩形块，统计该矩形块包含的边缘像素点的数量，并根据该矩形块包含的边缘像素点的数量判断该矩形块是否属于无纹理区域。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述滤波图像对所述亮度调整图像进行与所述无纹理区域所对应区域的亮度一致性优化，得到亮度优化图像的步骤，包括：

分别计算所述亮度调整图像和所述滤波图像在与所述无纹理区域所对应区域的平均亮度值，得到所述亮度调整图像对应的第一亮度值和所述滤波图像对应的第二亮度值；

根据所述第一亮度值和所述第二亮度值确定亮度参数，所述亮度参数包括亮度比值或亮度差值；

根据所述亮度参数对所述亮度调整图像中与所述无纹理区域所对应区域的亮度进行调节，得到亮度优化图像。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度优化图像对所述滤波图像进行与所述无纹理区域所对应区域的替换，得到目标增强图像的步骤，包括：

获取与所述输入图像的无纹理区域对应的初始融合权重图像；所述初始融合权重图像中无纹理区域对应的权重值为1，纹理区域对应的权重值为0；

对所述初始融合权重图像进行平滑处理，得到目标融合权重图像；

基于所述目标融合权重图像，通过以下公式进行所述亮度优化图像和所述滤波图像的融合，得到目标增强图像：

其中，

表示所述目标增强图像中像素点i的像素值，

表示所述滤波图像中像素点i的像素值，

表示所述亮度优化图像中像素点i的像素值，k_i表示所述目标融合权重图像中像素点i的权重值。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，在所述对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像的步骤之前，所述方法还包括：获取原始图像；对所述原始图像进行预设倍数的下采样，得到待处理的输入图像；

在所述根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像的步骤之后，所述方法还包括：

根据所述输入图像和所述目标增强图像，确定初始增强权重图像；

对所述初始增强权重图像进行所述预设倍数的上采样，得到目标增强权重图像；

根据所述目标增强权重图像，确定所述原始图像进行图像增强后的最终结果图像。

10.一种图像增强装置，其特征在于，应用于高动态范围图像，所述装置包括：

调整模块，用于对待处理的输入图像进行像素点的亮度提高调整，得到亮度调整图像；

处理模块，用于对所述亮度调整图像分别进行对比度增强处理和锐化处理，得到初始增强图像和锐化图像；

滤波模块，用于根据所述锐化图像对所述初始增强图像进行引导滤波，得到滤波图像；

修正模块，用于根据所述亮度调整图像的无纹理区域对所述滤波图像的相应无纹理区域进行修正，得到目标增强图像。

11.一种移动设备，其特征在于，包括：处理器和存储装置；

所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1至9任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至9任一项所述的方法的步骤。

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