基于LAB色彩空间与前景背景分离的自适应直方图匹配算法

摘要

本文提出了一种基于LAB色彩空间和前景背景分离的自适应直方图匹配算法,用于解决图像间曝光差异和偏色问题。该算法通过颜色平衡预处理、背景区域自动判别、LAB通道分离和自适应LUT映射,有效保持色彩真实性并避免背景干扰,具有良好的视觉一致性和自适应性。

引言

在实际图像处理中,由于不同拍摄条件或设备差异,经常会导致图像存在曝光不均、色彩偏差等问题,尤其在医学影像、遥感影像处理、工业视觉检测领域尤为明显。传统的RGB空间直方图匹配容易造成色彩失真,而采用CIE LAB色彩空间能够更接近人类视觉感知,分离亮度和色度信息,从而更有效地解决这一问题。

方法

1. 颜色平衡预处理

针对不同曝光程度的源图像,首先应用简单颜色平衡算法(simplest color balance)对源图像进行处理。通过裁剪极端像素的色彩强度分布,消除图像整体曝光不均,提供良好的初始状态。

2. LAB色彩空间转换

将处理后的源图像与参考图像从BGR空间转化至LAB空间,以便分别独立调整亮度(L)与色彩分量(a、b)。

3. 前景背景区域分离

图像中经常存在极暗(黑色)和极亮(白色)的区域,属于无色彩的背景区域,对这些区域的直方图调整往往会造成背景色彩异常。本文提出一种基于颜色总和阈值的背景判别方法,公式为:

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