图像增强:多尺度的图像细节提升(multi-scale detail boosting)实现方法

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-06-01 00:18 179阅读 0赞

# **图像增强:多尺度的图像细节提升(multi-scale detail boosting)实现方法** #

看到一篇博客介绍基于多尺度的图像的细节提升算法，其参考论文《Dark image enhancement based onpairwise target contrast and multi-scale detail boosting》，下图是该论文的核心算法过程。然后自己在Matlab和OpenCV实现了该算法，最终实现的效果还是不错的，可以增强图像的细节部分。

论文的核心算法过程：

![Image 1][]  
![SouthEast][]  
　　论文的核心思想类似于Retinex，使用了三个尺度的高斯模糊，再和原图做减法，获得不同程度的细节信息，然后通过一定的组合方式把这些细节信息融合到原图中，从而得到加强原图信息的能力：请参考这一篇博客介绍：http://www.cnblogs.com/Imageshop/p/7895008.html，该博客给出了SSE的实现过程。

算法实现很容易，下面，我给出本人的OpenCV和Matlab实现方法：

OpenCV实现方法：

#include <iostream>    
    #include <opencv2\opencv.hpp>    
    #include <opencv2\highgui\highgui.hpp>    
    using namespace std;
    using namespace cv;
    
    cv::Mat multiScaleSharpen(cv::Mat Src, int Radius)
    {
    	int rows = Src.rows;
    	int cols = Src.cols;
    	int cha = Src.channels();
    	cv::Mat B1, B2, B3;
    	GaussianBlur(Src, B1, Size(Radius, Radius), 1.0, 1.0);//高斯模糊
    	GaussianBlur(Src, B2, Size(Radius*2-1, Radius*2-1), 2.0, 2.0);
    	GaussianBlur(Src, B3, Size(Radius*4-1, Radius*4-1), 4.0, 4.0);
    
    	double w1 = 0.5;
    	double w2 = 0.5;
    	double w3 = 0.25;
    
    	cv::Mat dest = cv::Mat::zeros(Src.size(), Src.type());
    	for (size_t i = 0; i < rows; i++)
    	{
    		uchar* src_ptr = Src.ptr<uchar>(i);
    		uchar* dest_ptr = dest.ptr<uchar>(i);
    		uchar* B1_ptr = B1.ptr<uchar>(i);
    		uchar* B2_ptr = B2.ptr<uchar>(i);
    		uchar* B3_ptr = B3.ptr<uchar>(i);
    		for (size_t j = 0; j < cols; j++)
    		{
    			for (size_t c = 0; c < cha; c++)
    			{
    				int  D1 = src_ptr[3*j+c] - B1_ptr[3 * j + c];
    				int  D2 = B1_ptr[3 * j + c] - B2_ptr[3 * j + c];
    				int  D3 = B2_ptr[3 * j + c] - B3_ptr[3 * j + c];
    				int  sign = (D1 > 0) ? 1 : -1;
    				dest_ptr[3 * j + c] = saturate_cast<uchar>((1 - w1*sign)*D1 - w2*D2 + w3*D3 + src_ptr[3 * j + c]);
    			}
    		}
    	}
    	return dest;
    }
    
    int main(int argc)
    {
    	Mat src = imread("image\\test.jpg");
    	cv::imshow("src", src);
    	cvWaitKey(100);
    
    	cv::Mat dest=multiScaleSharpen(src,5);
    	cv::imshow("dest", dest);
    
    	cvWaitKey(0);
    	return 0;
    }

Matlab实现方法：

function [ dest ] = multiScaleSharpen( src, Radius)
    %%
    sigma1 = 1.0;
    sigma2 = 2.0;
    sigma3 = 4.0;
    H1 = fspecial('gaussian', [Radius,Radius], sigma1);
    H2 = fspecial('gaussian', [Radius*2-1,Radius*2-1], sigma2);
    H3 = fspecial('gaussian', [Radius*4-1,Radius*4-1], sigma3);
    B1= imfilter(src, H1, 'replicate');
    B2= imfilter(src, H2, 'replicate');
    B3= imfilter(src, H3, 'replicate');
    % figure;imshow(B3), title('B3');
    
    D1=src-B1;
    D2=B1-B2;
    D3=B2-B3;
    %%
    w1=0.5;
    w2=0.5;
    w3=0.25;
    dest=(1-w1.*sign(D1)).*D1+w2*D2+w3*D3+src;
    % figure;imshow(dest), title('dest');
    end

Matlab调用方法：

src=imread('image\test.jpg');
    figure;imshow(src), title('原图');
    Radius=5;
    [ dest ] = multiScaleSharpen( src, Radius);
    figure;imshow(dest), title('dest');

效果图：

![SouthEast 1][]

[Image 1]: 
[SouthEast]: /images/20220601/0223c2c6dcb74ea98de0cd209fcd4527.png
[SouthEast 1]: /images/20220601/ae5534bda3d0405aaabc10401c020bfd.png