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标题: 带色彩恢复的视网膜增强算法实现 （MATLAB版本） [打印本页]
作者: thinkfunny    时间: 2020-6-19 17:55
标题: 带色彩恢复的视网膜增强算法实现 （MATLAB版本）
带色彩恢复的视网膜增强算法实现 （MATLAB版本）- _% q% ?# s; s2 s

' I8 h' G0 ]% m( e" M& @; H 9 G" K( F9 b* R% T3 e
2 O2 H4 c* _2 F/ v' t& j5 ?1 [$ P2 \
4 F- o  N+ z4 v
3 Y8 _; w' h8 \+ o

6 z: @8 q9 V) w4 f
. S6 E7 N  U2 ?+ F ; z- m) f' k- Q

* ~5 b4 w2 f! m
, W6 H5 e' J: k
  ^" P3 X7 y" m4 F$ x%{! v% q2 U  {( U4 c
工程名称：带色彩恢复的视网膜增强算法实现3 q+ O5 r8 d% T* L( D
修改日期：2015年11月13日10:40:245 W3 ?( Y' z3 C0 m1 Z( s
修改思路：
# s' h) a- H* Z; |测试结果：3 `) [8 i; R5 V- T
下一步方向：: `$ @1 p/ G6 X6 S) N5 Z# V( h
参考论文：$ P- L7 d, g  m; n2 {6 J
归纳总结：4 r7 ^6 ~2 x, p5 T
  （1）S=L*R9 B: W; L6 }1 @5 v( f1 b
  这个地方我认为S是原始图像，范围0-255.L是入射光，范围也是0-255
% X, |6 U3 i0 ~; ]6 o% ?5 ~! L  而反射光是一个系数，有S和L的值决定。
& L  ?2 j* V$ T. w/ ~8 `6 c  （2）这个算法那在水下图像处理中，有时候会产生颜色失真。9 S2 |$ Y- Y2 E& N" ?+ n
  （3）尺度系数选择20 100 3005 `  ^$ S% S/ {  H+ q/ K* T4 S
  （4）这个算法产生的噪声比CLAHE小一点。。CLAHE的噪声有时候难以忍受
# S! _3 a3 `( ]0 \%}
( Y3 w' H+ u2 H5 Eclc
5 g: m' ~2 w) P5 }8 N& T) bclear all;
% H4 Q; |% o9 vclose all/ {' s# |: ^9 V- B. \! r, S
%第一部分： 程序部分   b& Y; {  ?3 A& d
img=imread('f:\\water1\\f6.jpg');% 修改成你的图像所在的地址
( Z* s2 \' |' V4 O) @( Gimgr=double(img(:,:,1));  Y+ t5 N: q9 t& I# D( A
imgg=double(img(:,:,2));
, J4 Y& M( `, h" J0 Eimgb=double(img(:,:,3));: U6 f" |% N2 c
mr=mat2gray(im2double(imgr)); ! I4 c/ {, O% w2 D& A
mg=mat2gray(im2double(imgg)); 3 {8 K9 F: C3 Z  a1 j
mb=mat2gray(im2double(imgb));%数据类型归一化
+ z' V3 d$ p- Q8 valf1=200; %定义标准差alf=a^2/2  a=20; m3 l% q0 T0 \9 i0 d5 Y# h& k
n=351;%模板越大越好，161的时候好像效果不是很好0 [8 c& {; l- H- L8 `
n1=floor((n+1)/2);%计算中心1 `4 y3 F8 d: m- s
for i=1:n
+ \5 F( {* E* Y4 i- {    for j=1:n
2 {/ y; F  R9 K4 D( L* d0 A* T" _      b(i,j) =exp(-((i-n1)^2+(j-n1)^2)/(4*alf1))/(4*pi*alf1); %这个系数不知道有没有影响了
' M' U' R) `- M& k2 H+ a, j    end+ v! n# Y8 ^% G6 ]/ v. }
end % 6 B- t# S6 h/ X' k' s' o
sum1=sum(sum(b));%
6 V$ J( ^/ `9 ~5 Z9 vb=b/sum1;% 归一化处理. _8 s  G" v$ N/ Q4 y
nr1 = double(imfilter(imgr,b,'conv', 'replicate'));% 滤波器？？; W! C. d5 V) c" b2 s2 L7 R
ng1 = double(imfilter(imgg,b,'conv', 'replicate'));
- n6 b% \5 @/ h" W4 a4 P& qnb1 = double(imfilter(imgb,b,'conv', 'replicate'));%卷积滤波9 `" U5 e, J% g0 p
fil=cat(3,nr1,ng1,nb1);% 模糊结果4 g3 [) q, W9 e* P" y* D1 z# O2 C) W
[h0,w0]=size(imgr);
( m( [/ c3 u0 K; W2 l$ v( S1 Bfor i=1:h0
1 h: h: J/ X/ f0 @    for j=1:w0      
  ]5 I% G# N4 f3 |2 N& t        % 通过循环进行控制: `4 |- H- n' b1 A, P2 H  J& ~
        if(imgr(i,j)==0)||(nr1(i,j)==0)
0 u  R7 x, e, }' L           % 这个地方透射率必然是0
" b1 a. d' Q2 M5 t5 {5 T1 h           yr1(i,j)=0;
' V& d, A+ N1 L$ b5 O        else
* w1 C2 t* F( N8 n% _2 W           yr1(i,j)=(log(imgr(i,j))-log(nr1(i,j)));% 这个地方计算的不准确啊。。。0 H6 a3 Q" g. o+ a7 E2 m2 _: e
        end        0 a6 x' ?1 v7 k8 f
        if(imgg(i,j)==0)||(ng1(i,j)==0)! w0 d1 \! j1 K- \& M! c8 s2 J
           % 这个地方透射率必然是0
4 j0 E. x" m& X( l4 q/ S7 X* Q9 g           yg1(i,j)=0;
/ A; Z; C5 y! s/ [, x        else * G+ d3 H# R1 b8 [$ L: o
           yg1(i,j)=(log(imgg(i,j))-log(ng1(i,j)));4 a, E. l. M# p3 V3 \- M
        end        ! b8 x, L! W% X* r  S' V. t
        if(imgb(i,j)==0)||(nb1(i,j)==0)
6 M  e2 d3 G* E           % 这个地方透射率必然是0$ N. n* W9 S  E0 N( \& P* b
           yb1(i,j)=0;6 B: ]% p3 e" B/ [
        else , c9 o/ C; O9 m* m, \% ^
           yb1(i,j)=(log(imgb(i,j))-log(nb1(i,j)));# u' A. H& A" y  B1 K
        end   
. |7 S0 w( s; j7 s        % 不知道什么地方出现了错误* V& I# ^/ t4 v  d) t7 V; A9 K
    end
6 [! ~/ x9 K1 B% T; Send' F$ w8 h% y& E2 z) o5 `2 C
alf1=5000; %定义标准差alf=a^2/2  a=100
4 N7 v& u8 ~8 i' q/ Yn=351;%
/ Q& [8 r( v$ G  _5 O( ?6 X; F7 G% tn1=floor((n+1)/2);%计算中心% j9 u, G$ J8 V) l2 [! ?
for i=1:n) V' ~  n8 G2 E
    for j=1:n7 K' Z' a2 X# w2 @3 f
      b(i,j) =exp(-((i-n1)^2+(j-n1)^2)/(4*alf1))/(4*pi*alf1); %这个系数不知道有没有影响了5 ]- }4 r6 y/ P: {
    end4 W2 ]! c7 a4 T$ h+ @
end
6 z' J' h' f1 D4 `+ e& w0 esum1=sum(sum(b));0 x3 H3 ^; _4 c0 k
b=b/sum1;%
1 _" K5 n3 S  H5 X- A$ B( W  ]nr1 = double(imfilter(imgr,b,'conv', 'replicate'));% 滤波器？？
/ l9 {0 m9 e" s  u) Png1 = double(imfilter(imgg,b,'conv', 'replicate'));
+ a* w: p& N" G# u, u4 \# C7 anb1 = double(imfilter(imgb,b,'conv', 'replicate'));%卷积滤波
. \  |0 Z$ ]$ `4 \$ o3 Rfil=cat(3,nr1,ng1,nb1);% 这个地方进行模糊是没有问题的
/ y1 h0 T% M" _) z3 R5 ]* d4 n[h0,w0]=size(imgr);
5 I8 X% ~4 j# H3 |% `3 Qfor i=1:h03 y, x4 ]8 J6 ]* n% ~. m: n  Z( q
    for j=1:w0      ) `0 @/ d& U+ Y' i1 V+ B
        % 通过循环进行控制! Y2 f$ F7 W6 J* }
        if(imgr(i,j)==0)||(nr1(i,j)==0)* `7 N, w& r3 M& J& M, r! N
           % 这个地方透射率必然是0; x- {3 i. H, g( ~( ?2 a
           yr2(i,j)=0;
( P3 l1 F0 u& ^% ]# k2 g" r        else
2 `1 J: \# Q8 H/ V7 o           yr2(i,j)=(log(imgr(i,j))-log(nr1(i,j)));% / G7 O* I# U% S- B( p7 V
        end        . C1 }, w4 j* C; ]% Z
        if(imgg(i,j)==0)||(ng1(i,j)==0)( ]: U  `% z9 K
           % 这个地方透射率必然是05 k/ s# n" o5 A- k5 g& {1 b# j2 O
           yg2(i,j)=0;
; f+ W, \0 T3 ~# [+ d9 Q  P        else
$ F+ R; i% P$ y! T6 ]; b# U           yg2(i,j)=(log(imgg(i,j))-log(ng1(i,j)));
1 |4 Z& |, o5 y- l) z$ @$ ~( I        end        
5 D3 N+ Q! U& }( q+ P        if(imgb(i,j)==0)||(nb1(i,j)==0)  O0 u- u1 O6 {  k# I7 o# c
           % 这个地方透射率必然是0
7 U4 m6 W  D* b9 R8 D           yb2(i,j)=0;" E4 B, w. u5 i' K
        else 8 q' U# j4 V( R: `1 w! E
           yb2(i,j)=(log(imgb(i,j))-log(nb1(i,j)));
5 b# c* _+ \+ k! Q) A% o% p$ Q        end   
, d2 G; x* f1 \( M# \5 T    end% o8 w0 J' Z) {2 Z1 x
end
  e4 W! P8 b$ j1 P9 _alf1=45000; %定义标准差alf=a^2/2  a=300
' O! d: \; C3 @$ e4 J: G, En=351;%模板的大小好像没什么大的影响6 e6 j% b( z$ k1 p& f
n1=floor((n+1)/2);%计算中心& N5 G0 L1 Y& B3 y" I
for i=1:n/ z; ]# f5 @' k, ]$ D7 y+ Y
    for j=1:n
; L6 w* o% s, s/ N* C      b(i,j) =exp(-((i-n1)^2+(j-n1)^2)/(4*alf1))/(4*pi*alf1); %! ^9 N1 Y1 m8 P4 k' w1 U
    end
% r) p; [1 _6 ~) m/ Jend %
! Y! D8 e1 F* Ksum1=sum(sum(b));% ( e3 s4 S3 {  ~. r, I
b=b/sum1;% 归一化
7 p$ Q: |" L5 X- Z2 Dnr1 = double(imfilter(imgr,b,'conv', 'replicate'));% 滤波器？？+ M4 D5 m5 l3 p  b6 N
ng1 = double(imfilter(imgg,b,'conv', 'replicate'));
4 g% U. h; q: d* `3 w6 Y: Enb1 = double(imfilter(imgb,b,'conv', 'replicate'));%卷积滤波
% O# Q/ a  p; O: Rfil=cat(3,nr1,ng1,nb1);%
6 W0 P" |$ E9 Q* o[h0,w0]=size(imgr); : [2 L  a% W9 h
for i=1:h09 _* J6 F& t& ?+ S
    for j=1:w0      ( h) n' |  Q* P  r
        % 通过循环进行控制
0 y, G' g8 G2 P% C5 V( F# S        if(imgr(i,j)==0)||(nr1(i,j)==0)
# \/ x8 x( }' a: L# c3 }; x; H3 @           % 这个地方透射率必然是0
$ r. L7 I2 R4 l8 r. g0 z! h           yr3(i,j)=0;
+ p& J: d8 d- d' G# E        else
% O  X! ~+ [7 e: o4 Y           yr3(i,j)=(log(imgr(i,j))-log(nr1(i,j)));% 这个地方计算的不准确啊。。。
* f8 G! @, \+ v( ?4 p) l" y           % 看来还是这个地方计算有问题$ c/ X( a( n9 y; y$ C
        end        
/ M: X/ `* `! F6 h: v5 _2 x        if(imgg(i,j)==0)||(ng1(i,j)==0)
5 i! b- W! V3 w. W5 |! Y6 N7 i           % 这个地方透射率必然是0
6 z6 h0 G$ B1 }9 i* V6 p. ^           yg3(i,j)=0;5 y+ g' `8 ^3 ~- d
        else ( @  v2 Z* G/ p" ^7 t( Y5 I+ `, I6 J( ^
           yg3(i,j)=(log(imgg(i,j))-log(ng1(i,j)));; {' o/ r  |- v0 w
        end        % g7 ^' [. c7 |6 C
        if(imgb(i,j)==0)||(nb1(i,j)==0)
( f+ }7 y, z" ?* ^% s2 X6 L. }           % 这个地方透射率必然是0  N8 A8 n) Z1 C  Y
           yb3(i,j)=0;
* ~3 k# b  c0 u4 `        else
7 d" j' a4 q# D5 U) E) E( [: Y' \           yb3(i,j)=(log(imgb(i,j))-log(nb1(i,j)));. F# J6 O( Q5 j6 I6 Q: \
        end   ' K1 h! o$ T8 c" q- |9 `. V4 ^% e% M
        % 不知道什么地方出现了错误( n3 [' t  q( J4 t% a. V2 b
    end3 Y' [, m7 M/ l
end
7 {; q  `5 ~% w! X" Vimgout_r=(yr1+yr2+yr3)/3;% 如果不去拉伸，亮度会很低的8 _, U, F/ z: L9 A  C, j
imgout_g=(yg1+yg2+yg3)/3;
* u7 ]# r# m4 N' u3 B$ J, ]6 Oimgout_b=(yb1+yb2+yb3)/3;  `! m9 }: W4 M, o& ?6 i
, X$ G5 O9 h* s: `$ w  P
mean_r=mean2(imgout_r);% 对视网膜增强之后的图像进行拉伸处理
" P/ o! F" }+ V( c+ Xmean_g=mean2(imgout_g);0 S5 ]6 G8 k& k1 _5 C/ Z
mean_b=mean2(imgout_b);
8 R) h6 a5 h, z5 i7 [var_r=std2(imgout_r);2 a7 u! @5 q/ J9 t
var_g=std2(imgout_g);' J* @: r2 U8 e: j# R1 t5 }: E1 k
var_b=std2(imgout_b);& g5 E' ]; U+ g) ~
min_r=mean_r-2*var_r;  9 v5 G( Z" o3 j" b
max_r=mean_r+2*var_r;  + k7 D% _. Y8 D! `9 t5 b' B5 n* w
min_g=mean_g-2*var_g;  3 h# K( z1 K0 k6 |, ~5 l' T
max_g=mean_g+2*var_g;
+ O% j  ~$ r0 K4 {min_b=mean_b-2*var_b;  
2 H) O1 M0 Z6 s0 X, ?* smax_b=mean_b+2*var_b;  $ J2 R* I  x+ [  I5 _: C: p
imgoutr=255*(imgout_r-min_r)/(max_r-min_r);" N2 o. Q6 B% P$ ~* u& y
imgoutg=255*(imgout_g-min_g)/(max_g-min_g);! p' O0 P, o5 ]/ J; ^! }0 F
imgoutb=255*(imgout_b-min_b)/(max_b-min_b);
# ]* r# ^5 O# |; q- W- Q" ]& Rres_out=cat(3,imgoutr,imgoutg,imgoutb);% 实践证明，上面这个拉伸和直方图拉效果很像。。
+ j1 Z* u7 D3 x3 U* ]+ U' D, ffigure; p" p: s# `9 @$ o+ [
subplot(121),imshow(uint8(img)),title('原始输入图像');
7 r) F; h3 q& E/ Xsubplot(122),imshow(uint8(res_out)),title('增强之后的图像');%
, y& \. w) Q' j0 c( R# a# I+ I/ S$ ffigure,
: x* f: `- t' Usubplot(321),imhist(uint8(img(:,:,1))),title('原始图像直方图R');
$ Y7 N1 i4 K7 S, o0 r' _( \! Ssubplot(322),imhist(uint8(res_out(:,:,1))),title('处理图像直方图R');
- y% D$ [) Y2 I  b0 P, Isubplot(323),imhist(uint8(img(:,:,2))),title('原始图像直方图G');
5 q# g8 ?$ n! v' `. W* b' ~subplot(324),imhist(uint8(res_out(:,:,2))),title('处理图像直方图G');
, z6 L1 n+ T  i0 n! Esubplot(325),imhist(uint8(img(:,:,3))),title('原始图像直方图B');
: p9 F- E$ P1 O# E5 M* Bsubplot(326),imhist(uint8(res_out(:,:,3))),title('处理图像直方图B');+ ?" g4 g* u1 m% `( p5 ^  p* ^  n
/ q: x9 g/ S2 [, {* o- d4 U
: C5 _  O9 }* \3 C* r
, I$ ~8 O, E3 M. P6 f- ?; ^$ D

2 P. F0 x9 {0 E. k( G! @  a7 c( d+ F+ z: w' @" [1 K

6 d+ {4 \$ l7 e( O, W6 R7 C
作者: regngfpcb    时间: 2020-6-19 18:26
带色彩恢复的视网膜增强算法实现



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