專利名稱：一種自適應(yīng)圖像增強方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)圖像增強方法。屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
圖像增強主要是增強圖像的亮度以及對比度，突出所需要的信息。圖像增強是改善圖像質(zhì)量和視覺效果的重要手段，為圖像的后續(xù)處理和視頻跟蹤等提供了良好的條件。 隨著多媒體數(shù)字視頻技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像增強已經(jīng)成為一個重要的問題。目前圖像增強方法比較多，主要包括空域法和頻域法?？沼蚍ㄖ饕ɑ叶茸儞Q、 直方圖均衡化、拉普拉斯銳化等；頻域法主要包括同態(tài)濾波、小波變換等。這些方法的具體介紹如下(1)灰度變換?；叶茸儞Q是將原始圖像f(x，y)中的灰度r映射成增強圖像g(x， y)中的灰度s，使得圖像灰度的動態(tài)范圍得以擴展或壓縮，從而增強圖像對比度。常用的灰度變換有線性變換，分段線性變換和非線性變換，其中常用的非線性變換有指數(shù)變換、對數(shù)變換以及指數(shù)和對數(shù)的組合變換。( 直方圖均衡化。直方圖均衡化實質(zhì)是對圖像中像素數(shù)多的灰度級進(jìn)行拓寬，而對像素數(shù)少的灰度級進(jìn)行縮減，從而達(dá)到調(diào)節(jié)圖像亮度和對比度的目的。輸出圖像的概率密度函數(shù)累積等于輸入圖像的概率密度函數(shù)累積，且輸出圖像的概率密度函數(shù)保持均勻分布。(3)拉普拉斯銳化。拉普拉斯算子是一種微分算子，它可增強圖像邊緣信息，即灰度值突變的區(qū)域。拉普拉斯銳化是圖像銳化處理的最直接最簡單的處理方法，可以增強圖像的邊緣，使模糊圖像更加清晰。(4)同態(tài)濾波。同態(tài)濾波方法是利用圖像的光照特性，減少光照不均勻?qū)D像產(chǎn)生的影響。同態(tài)濾波根據(jù)照度-反射度模型理論，將圖像看成是照度和反射度兩部分的乘積。先將圖像變換到頻域，再利用照度-反射度模型進(jìn)行處理，并通過灰度范圍的擴展和壓縮來改進(jìn)圖像的視覺效果。根據(jù)其高通濾波函數(shù)的不同可以將同態(tài)濾波分為高斯型同態(tài)濾波、巴特沃斯型同態(tài)濾波和指數(shù)型同態(tài)濾波。(5)小波變換。小波變換可以將信號分解成一系列具有不同的分辨率、頻率特性和方向特性的子帶信號。小波變換對二維圖像使用一個高通濾波器和一個低通濾波器，在不同尺度上進(jìn)行小波分解，將分解后的低頻分量通過小波合成得到增強圖像。在對這些增強方法的研究和實踐過程中發(fā)現(xiàn)這些方法都具有一定的局限性，不具有魯棒性?；叶茸儞Q法雖然簡單，但容易丟失信息；直方圖均衡化對部分偏暗和偏亮的圖像增強效果不好，且容易放大噪聲；拉普拉斯銳化只能增強圖像邊緣而不能增強圖像的亮度和對比度；同態(tài)濾波可以增強圖像的亮度但對圖像的對比度增強效果不理想；小波變換同樣對圖像的對比度增強效果不夠理想且計算復(fù)雜，難以用于實時增強系統(tǒng)中。針對以上方法的局限性，本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)圖像增強方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的圖像增強方法的局限性，如對部分偏暗和偏亮的圖像增強效果不理想，易放大噪聲，計算復(fù)雜等不足，本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)圖像增強方法，不僅可以增強低對比度圖像，還可以增強部分偏暗和偏亮圖像，計算簡單，可以用于實時圖像增強系統(tǒng)中。本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)圖像增強方法，包括如下步驟1、根據(jù)圖像的灰度級范圍，設(shè)定閾值；2、小于閾值則進(jìn)行自動色階增強；3、大于閾值則進(jìn)行基于直方圖均衡及反均衡變換的方法增強。所述小于閾值則進(jìn)行自動色階增強包括a、對圖像進(jìn)行直方圖統(tǒng)計，灰度級的像素個數(shù)大于20的視為有效灰度級，根據(jù)所有有效灰度級得出最大灰度級kmax和最小灰度級kmin ；b、設(shè)原圖像的各灰度級為k，k = kmin，L kmax。將原圖像的灰度級擴展到整個灰度
范圍，即增強圖像的灰度級映射函數(shù)為
權(quán)利要求
1. 一種自適應(yīng)圖像增強方法，其特征在于該方法包括如下步驟 第一步驟根據(jù)圖像的灰度級范圍，設(shè)定閾值； 第二步驟小于閾值則進(jìn)行自動色階增強；第三步驟大于閾值則進(jìn)行基于直方圖均衡及反均衡變換的方法增強； 所述第一步驟根據(jù)圖像的灰度級范圍設(shè)定閾值的具體方法是所有圖像根據(jù)其灰度級范圍可分為低對比度圖像和高對比度圖像，其中高對比度圖像又包括雙峰圖像，即部分偏暗和偏亮圖像，設(shè)定閾值kd，灰度級的像素個數(shù)大于20視為有效灰度級，根據(jù)有效灰度級得出最大灰度級kmax和最小灰度級kmin，當(dāng)灰度級差kmax-kmin小于閾值kd時，視為低對比度圖像，采用自動色階增強方法；當(dāng)灰度級差kmax-kmin大于閾值kd時，則采用基于直方圖均衡及反均衡變換的方法增強；所述第二步驟小于閾值則進(jìn)行自動色階增強的方法包括a、對圖像進(jìn)行直方圖統(tǒng)計，灰度級的像素個數(shù)大于20的視為有效灰度級，根據(jù)所有有效灰度級得出最大灰度級kmax和最小灰度級kmin ；b、設(shè)原圖像的各灰度級為k，k= kmin，L kmax。將原圖像的灰度級擴展到整個灰度范圍，即增強圖像的灰度級映射函數(shù)為
全文摘要
一種自適應(yīng)圖像增強方法。屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。自適應(yīng)圖像增強方法包括根據(jù)圖像的灰度級范圍，設(shè)定閾值；若小于閾值則進(jìn)行自動色階增強；若大于閾值則進(jìn)行基于直方圖均衡及反均衡變換的方法增強。自適應(yīng)圖像增強方法不僅可以增強低對比度圖像，還可以增強部分偏暗和部分偏亮圖像，魯棒性強，且增強之后的圖像具有更好的視覺效果。
文檔編號G06T5/00GK102314673SQ201110218768
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者趙建, 韓希珍 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所