В связи с проблемой традиционных алгоритмов улучшения изображений, которые в условиях низкой общей освещённости и неравномерного распределения света склонны к переусилению изображения и слабому сохранению естественности, предложен алгоритм улучшения изображений при низкой освещённости на основе модели затухания рассеяния света. Во-первых, в статье предложена модель затухания рассеяния света, которая адекватно объясняет процесс формирования изображения при неравномерном освещении. Во-вторых, с помощью фильтра Max-RGB оценивается освещённость каждого пикселя для инициализации карты освещения, затем, учитывая гладкое затухание освещённости в зависимости от угла падения света и расстояния в сегментированных областях изображения, с использованием информации о глубине и градиентах оптимизируется составляющая освещения для получения точной карты освещения; кроме того, локальное сходство пропускания в приоритете тёмного канала используется для ограничения оценки отражающей компоненты; наконец, путем объединения оптимизированных компонентов освещения и отражения на основе предложенной модели затухания рассеяния света получается итоговое улучшенное изображение при низкой освещённости. В сравнении с алгоритмами NPE, LIME, HE, ALSM, MSRCR, MF, WV_SIRE на изображениях с низкой освещённостью в различных сценариях максимальный индекс качества изображения без ссылки (BIQAA) составил 0.0196, максимальная накопленная вероятность обнаружения размытия (CPBD) 0.6801, минимальный безреференсный индекс качества изображений в пространственной области (BRISQUE) 21.4715, минимальный индекс качества естественных изображений (NIQE) 2.6995, комплексная производительность превосходит другие сравниваемые алгоритмы. Экспериментальные результаты показывают, что предложенный алгоритм эффективно подавляет шум, улучшает контраст и яркость, а также лучше сохраняет естественность изображения.

Улучшение изображений при низкой освещённости; модель затухания рассеяния света; информация о глубине; приоритет тёмного канала