最近再次看了一下IPOL網站，有一篇最近發表的文章，名字就是Multiscale Retinex，感覺自己對這個已經基本了解了，但還是進去看了看，也有一些收獲，於是抽空把他們稍微整理了下，原始文章及其配套代碼詳見：http://www.ipol.im/pub/art/2014/107/。
之前在我的 帶色彩恢復的多尺度視網膜增強算法（MSRCR）的原理、實現及應用 一文中已經較為詳細的描述了Multiscale Retinex的基本原理和應用，這里就不再做過多的說明。為表述方便，還是貼出其基本的計算原理：
上式中，I為原始輸入圖像，F是濾波函數，一般為高斯函數，N為尺度的數量，W為每個尺度的權重，一般都為1/N， R表示在對數域的圖像的輸出。
由於R是對數域的輸出，要轉換為數字圖像，必須將他們量化為[0,255]的數字圖像范疇，關於這個量化的算法，有這極為重要的意義，他的好壞直接決定了最終輸出的圖像的品質。
目前，結合上述文章中提出的一些過程，有4種方式進行處理：
第一種，也是最容易想到的就是，直接線性量化，即采用下式進行處理：
這種方式，由於Retinex數據處理后的高動態特性，數據分布很廣，會出現嚴重的兩極化現象，一般難以獲得滿意的結果。
第二種，就是在經典的MSRCR文章《A Multiscale Retinex for Bridging the Gap Between Color Images and the Human Observation of Scenes》中提出的Canonical Gain/Offset 算法。計算公式如下：
其中G和b為經驗參數。
第三種，實在上述文章中提到的Simplest Color Balance（我簡寫為SCR）方式，這種方式的處理類似於Photoshop中的自動色階，他把數據按照一定的百分比去除最小和最大的部分，然后中間的部分重新線性量化到0和255之間。
第四種，就是GIMP的Retinex算法，這個可詳見 帶色彩恢復的多尺度視網膜增強算法（MSRCR）的原理、實現及應用 一文的描述。
還有一種方式，就是大家知道HDR的過程吧，他也是將高動態的數據量化到圖像的可視范圍，因此可以直接將這類算法應用與這個問題上。我也做了實驗，效果似乎一般。
在用第二種或第三種方式處理時，最好還需要有個Color Restoration的過程，因為如果直接對MSR處理的結果進行量化，得到的圖像往往整體偏灰度，這是由於原始的彩色值經過log處理后的數據范圍就比較小了，這樣各通道之間的差異也很小，而之后的線性量化比log曲線要平滑很多，因此整體就喪失了彩色。
論文中提出了修正方式如下：
其中β=46，α=125為經驗參數，但是最終我的分析認為β不可能取這么大，取1試驗表明效果還不錯。
對於一些原始圖像HUE較為合理的圖，如果用經典的MSRCR算法，會導致處理后的圖容易偏色，上述論文提出了對圖像的Intensity數據進行Retinex處理，然后再把數據根據原始的RGB的比例映射到每個通道，這樣就能在保留原始顏色分布的基礎上增強圖像，文章中稱其為MSRCP。
這個算法的編碼論文的附帶代碼里已經有了很好的例子了，其實真是很簡單的工作，需要的朋友自己去參考。
我自己做了5種算法的比較，分別是：
MSRCRGIMP - Gimp內嵌的Retinex增強算法
MSRCRStandard - 按照《A Multiscale Retinex .... the Human Observation of Scenes》一文寫的算法，其中G=30，B=-6，β=1，α=125
MSRCRSCR - 使用Color Restoration + Simplest Color Balance算法量化得到的結果
MSRCPSCR - 使用Intensity數據 + Simplest Color Balance算法量化得到的結果
MSRHSV - 對HSV空間的V分量進行（用的SCR量化）Retinex處理並返回RGB空間后的結果
他們的效果比較如下：
original MSRCRGIMP MSRCRStandard
MSRCRSCR MSRCPSCR MSRHSV
original MSRCRGIMP MSRCRStandard
MSRCRSCR MSRCPSCR MSRHSV
original MSRCRGIMP MSRCRStandard
MSRCRSCR MSRCPSCR MSRHSV
孰好孰壞給位自己去斟酌吧。
算法效果測試：http://files.cnblogs.com/Imageshop/Retinex%E7%BB%BC%E5%90%88.rar
很久沒有寫博客了，其實也沒有江郎才盡的感覺，就是呢沒有想寫的沖動。現在寫也無以前那么認真了，感覺就是像計流水賬一樣。算了，記賬就記賬吧。
****************************作者： laviewpbt 時間： 2014.6.26 聯系QQ: 1664462947 轉載請保留本行信息********************