一、文章摘要概述
文章的题目是:《Joint Enhancement and Denoising Method via Sequential Decomposition》
这是一篇2018年北大-刘家瑛团队一篇会议文章。基于Retinex模型,同样是针对分解后照明图对比度、细节增强和反射图存在的密集噪声问题,在上一篇博客中介绍了一种全变差优化模型,通过ADM依次迭代更新照明图和反射图得到最优解即为增强图像,但是考虑到原始图像I I I 通过通道最大值得到的初始照明图L L L 基本上是光滑的,而密集噪声几乎都留在了反射图R R R 中 ,所以使用ADM轮流更新L L L 和R R R 时,会对照明图L L L 带来噪声并对细节信息造成破坏。基于此,文章提出一种序列评估模型,分别估计L L L 和R R R ,最后将评估后反射图R ^ \widehat{R} R 和伽马矫正照明图L ^ \widehat{L} L 合并得到增强图像。
二、序列分解模型
序列评估整体框架图:
分别评估照明图L L L 和反射图R R R 的序列方程为:a r g m i n L ∥ L − L ^ ∥ F 2 + α ∥ ▽ L ∥ 1 \underset{L}{argmin}\left \| L-\widehat{L} \right \|_{F}^{2}+\alpha \left \| \bigtriangledown L \right \|_{1} L a r g min ∥ ∥ ∥ L − L ∥ ∥ ∥ F 2 + α ∥ ▽ L ∥ 1 a r g m i n R ∥ R − S / L ∥ F 2 + β ∥ W ∘ ▽ R ∥ F 2 + ω ∥ ▽ R − G ∥ F 2 \underset{R}{argmin}\left \| R-S/L \right \|_{F}^{2}+\beta \left \| W\circ \bigtriangledown R \right \|_{F}^{2}+\omega \left \| \bigtriangledown R-G \right \|_{F}^{2} R a r g min ∥ R − S / L ∥ F 2 + β ∥ W ∘ ▽ R ∥ F 2 + ω ∥ ▽ R − G ∥ F 2 上式中,α \alpha α 、β \beta β 、ω \omega ω 为系数表示每一项的重要程度,∥ ⋅ ∥ F \left \| \cdot \right \|_{F} ∥ ⋅ ∥ F 和∥ ⋅ ∥ 1 \left \| \cdot \right \|_{1} ∥ ⋅ ∥ 1 分别表示F-norm和1-norm,▽ \bigtriangledown ▽ 表示一阶微分算子,∘ \circ ∘ 和/ / / 分别表示点乘和点除操作,W W W 是原图S S S 的权重矩阵,G G G 是原图S S S 的调整梯度。
以上各项分别代表:
∥ L − L ^ ∥ F 2 \left \| L-\widehat{L} \right \|_{F}^{2} ∥ ∥ ∥ L − L ∥ ∥ ∥ F 2 :初始照明图L L L 和照明估计L ^ \widehat{L} L 之间的保真度。
∥ ▽ L ∥ 1 \left \| \bigtriangledown L \right \|_{1} ∥ ▽ L ∥ 1 :照明图局部平滑度。
∥ R − S / L ∥ F 2 \left \| R-S/L \right \|_{F}^{2} ∥ R − S / L ∥ F 2 :初始反射图S / L S/L S / L 和反射图估计R R R 的保真度。
∥ W ∘ ▽ R ∥ F 2 \left \| W\circ \bigtriangledown R \right \|_{F}^{2} ∥ W ∘ ▽ R ∥ F 2 :调节反射估计R R R 的空间平滑度。
∥ ▽ R − G ∥ F 2 \left \| \bigtriangledown R-G \right \|_{F}^{2} ∥ ▽ R − G ∥ F 2 :反射估计R R R 和原图S S S 的距离约束,调节全局对比度。
假设三通道共享照明图或者假设三通道具有相同的反射率。在YUV 颜色空间中,设置Y Y Y 通道作为初始照明估计L ^ \widehat{L} L 。
考虑到权重矩阵的区域平滑性,W W W 公式为:W = 1 ∣ ▽ S + ϵ ∣ W=\frac{1}{\left |\bigtriangledown S +\epsilon \right |} W = ∣ ▽ S + ϵ ∣ 1
待续…
三、效果展示
1、源码
2、个人总结