專利名稱：高照度下數(shù)字圖像快速自適應(yīng)最佳化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，是利用修改的Zadeh-X變換方法自適應(yīng)地快速獲得高照度圖像的質(zhì)量最佳化數(shù)字圖像的方法。
背景技術(shù)：
圖像平均亮度AL > 127.5的圖像稱為高亮度圖像，來源于景物(成像對象)的高照度。圖像亮度越高，人眼的對比度分辨率越低，圖像的視覺質(zhì)量越差。本發(fā)明人之前提出了一種獲取質(zhì)量最好彩色圖像的方法(專利號(hào)ZL200910190834. 2)，能夠通過掃描Zadeh-X變換的變換參數(shù)Delta的值以獲取彩色圖像質(zhì)量評價(jià)函數(shù)NCAF的最大值，來獲得原始彩色圖像對應(yīng)的質(zhì)量最佳質(zhì)量圖像。但是該方法需要逐個(gè)改變Zadeh-X變換的變換參 數(shù)Delta的值來實(shí)現(xiàn)，耗時(shí)長，不利于彩色圖像的實(shí)時(shí)處理，不能用于視頻領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能快速地、自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)高照度數(shù)字圖像最佳化的方法。為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種高照度下數(shù)字圖像快速自適應(yīng)最佳化方法，其關(guān)鍵在于包括下列步驟步驟I :選擇高照度下獲得的數(shù)字圖像為源圖像S，獲取源圖像S每個(gè)像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)，作出紅、綠、藍(lán)三種分量的色度譜，并計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的亮度值L (x，y)，得到源圖像S的平均亮度AL ；色度譜可以按照中國專利《用于底層圖像挖掘的圖像灰度/色度信息的高分辨檢測方法》(專利號(hào)200610054324.9)中的方法進(jìn)行，使用該方法獲取色度譜，可以得到具有一個(gè)色度級(jí)的高分辨率的色度譜，更有利于步驟2中邊界值的確定。源圖像S的平均亮度AL通過下式計(jì)算得到AL=^
MxNp0j^其中，L(x，y)是源圖像S像素點(diǎn)(x，y)的亮度值，M、N是源圖像S在X、Y方向上的像素?cái)?shù)。像素點(diǎn)(X，y)的亮度值L(x，y)可以通過該像素點(diǎn)(x，y)紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值R(x, y)、G(x, y)、B(x, y)根據(jù)下式計(jì)算得到L(x,y) = ~=(^]r2 (Xy) + G2(x,y) + B2 (x,y)式中，;^為定義域約束常數(shù)，使L (x，y)在
內(nèi)變化。本發(fā)明處理的是高照度下獲取的數(shù)字圖像，因此AL > 127.5。圖像特異參量AL是圖像自適應(yīng)最佳化的關(guān)鍵參量。
步驟2 :生成源圖像S的標(biāo)準(zhǔn)化圖像B，標(biāo)準(zhǔn)化圖像B可通過以下方法獲得(I)分別搜索源圖像S紅、綠、藍(lán)三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg、Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取Leftr、Leftg、Leftb中的最大值設(shè)定為Left,取Rightr、Rightg、Rightb 中最小值設(shè)定為 Right ；(2)確定Zadeh-X變換的變換參數(shù)Theta和Delta Theta = Left ；Delta = Right-Left ；(3)對源圖像S的紅、綠、藍(lán)三分量分別進(jìn)行Zadeh-X變換，生成變換后的數(shù)字圖像為標(biāo)準(zhǔn)化圖像B ;所述Zadeh-X變換方法如下 nk,x,y)=k^-y)---T^a
,Delta約束條件為
k,T(k,x,y) > kT{k,x,y) =
0，r(A，x,少)<0上式中，0(x, y)表示源圖像S像素點(diǎn)(x，y)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值；T(k，x，y)表示變換后標(biāo)準(zhǔn)化圖像B像素點(diǎn)(x，y)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值；k = 255。標(biāo)準(zhǔn)化圖像B相對于源圖像S而言，亮度和對比度都得到了提高，從人眼的視覺效果來看，質(zhì)量得到了改善。步驟3 :對標(biāo)準(zhǔn)化圖像B進(jìn)行快速最佳化，得到最佳化圖像Z ；快速最佳化通過修改的Zadeh-X變換實(shí)現(xiàn)，修改的Zadeh-X變換為T(k, x,y) = k PSx^~I-et-a + Theta
Delta在修改的Zadeh-X變換中，兩個(gè)變換參數(shù)Delta和Theta分別取值為Delta = 5 X (255-AL)0.811Theta = 255這樣修改的Zadeh-X變換為r(W)卞激券,+255
k,T(k,x,y)> k約束條件為Jdu) = j
0,T(k,x,y)<0上式中，0(x, y)表示標(biāo)準(zhǔn)化圖像B像素點(diǎn)(x，y)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值；T(k，x，y)表示變換后最佳化圖像Z像素點(diǎn)(x，y)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值；k = 255 ；AL為源圖像S的平均亮度。本發(fā)明在步驟3快速最佳化過程中選取的Delta是在研究高照度下數(shù)字圖像的特點(diǎn)后，經(jīng)過大量的試驗(yàn)總結(jié)而得到，在實(shí)際應(yīng)用中，不需要手動(dòng)掃描，只需經(jīng)過一次變換就能自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)高亮度圖像質(zhì)量的最佳化。圖像質(zhì)量最佳化的自適應(yīng)變換是本發(fā)明的關(guān)鍵，自適應(yīng)的基礎(chǔ)是原始圖像的平均亮度，而平均亮度又是圖像特異的。
灰度圖像的紅、綠、藍(lán)三分量的色度值都是相同的，得到的三種分量的色度譜也是相同的，我們可以認(rèn)為它是一種特殊的彩色圖像?；叶葓D像的亮度即灰度。在標(biāo)準(zhǔn)化過程中，可以采用上述的標(biāo)準(zhǔn)化變換方法對該灰度圖像的灰度值進(jìn)行變換，即，首先得到灰度譜，然后將灰度譜的左邊界值Left賦值給Theta，將灰度譜右邊界值Right與左邊界值Left的差，即Right-Left，賦值給Delta，然后通過Zadeh-X變換，就可以得到灰度圖像的標(biāo)準(zhǔn)化圖像。在最佳化過程中，直接對標(biāo)準(zhǔn)化灰度圖像的灰度進(jìn)行修改的Zadeh-X變換，就可以實(shí)現(xiàn)灰度圖像的質(zhì)量最佳化。本發(fā)明的顯著效果是利用Zadeh-X變換方法，經(jīng)過兩個(gè)主要的步驟，即標(biāo)準(zhǔn)化和快速最佳化，經(jīng)過一次流程運(yùn)算，就可以得到高照度數(shù)字圖像的最佳化圖像。本發(fā)明不需要經(jīng)過多次掃描就能自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)高照度數(shù)字圖像的最佳化，極大的節(jié)約了處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字圖像質(zhì)量最佳化的實(shí)時(shí)處理，有效應(yīng)用于視頻處理領(lǐng)域。


圖I本發(fā)明的流程圖；圖2 (a)是實(shí)施例I中的源圖像，圖2 (b)是圖2 (a)的最佳化圖像；圖3(a)是實(shí)施例2中的源圖像，圖3(b)是圖3(a)的最佳化圖像。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例I :如圖I所示的流程一種高照度下數(shù)字圖像快速自適應(yīng)最佳化方法，包括下列步驟步驟I :選擇高照度下獲得的數(shù)字圖像圖2 (a)為源圖像S，獲取源圖像S每個(gè)像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)，按照中國專利《用于底層圖像挖掘的圖像灰度/色度信息的高分辨檢測方法》(專利號(hào)200610054324.9)中的方法，作出紅、綠、藍(lán)三種分量的色度譜，并計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的亮度值L(x，y)，得到源圖像S的平均亮度 AL = 140.1861 ；步驟2 :生成源圖像S的標(biāo)準(zhǔn)化圖像B，標(biāo)準(zhǔn)化圖像B可通過以下方法獲得(I)分別搜索源圖像S紅、綠、藍(lán)三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg, Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取Leftr、Leftg、Leftb中的最大值設(shè)定為Left,取Rightr、Rightg、Rightb 中最小值設(shè)定為 Right ；(2)確定Zadeh-X變換的變換參數(shù)Theta和Delta Theta = Left ；Delta = Right-Left ；(3)對源圖像S的紅、綠、藍(lán)三分量分別進(jìn)行Zadeh-X變換，生成變換后的數(shù)字圖像為標(biāo)準(zhǔn)化圖像B ;所述Zadeh-X變換方法如下
權(quán)利要求
1.一種高照度下數(shù)字圖像快速自適應(yīng)最佳化方法，其特征在于包括下列步驟 步驟I:選擇高照度下獲得的數(shù)字圖像為源圖像S，獲取源圖像S每個(gè)像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值R(x，y)>G(x, y)、B(x，y)，作出紅、綠、藍(lán)三種分量的色度譜，并計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的亮度值L (x，y)，得到源圖像S的平均亮度AL ； 步驟2 :生成源圖像S的標(biāo)準(zhǔn)化圖像B，標(biāo)準(zhǔn)化圖像B可通過以下方法獲得 (1)分別搜索源圖像S紅、綠、藍(lán)三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg、Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取 Leftr、Leftg、Leftb 中的最大值設(shè)定為 Left,取 Rightr、Rightg、Rightb中最小值設(shè)定為Right ； (2)確定Zadeh-X變換的變換參數(shù)Theta和DeltaTheta = Left ；Delta = Right-Left ； (3)對源圖像S的紅、綠、藍(lán)三分量分別進(jìn)行Zadeh-X變換，生成變換后的數(shù)字圖像為標(biāo)準(zhǔn)化圖像B ; 所述Zadeh-X變換方法如下
全文摘要
一種高照度下數(shù)字圖像快速自適應(yīng)最佳化方法，包括下列步驟(一)選擇高照度下獲得的數(shù)字圖像為源圖像，獲取源圖像每個(gè)像素點(diǎn)紅、綠、藍(lán)三種分量的色度值，作出紅、綠、藍(lán)三種分量的色度譜，并計(jì)算自適應(yīng)最佳化的關(guān)鍵參量源圖像的平均亮度；(二)生成源圖像的標(biāo)準(zhǔn)化圖像；(三)對標(biāo)準(zhǔn)化圖像進(jìn)行快速最佳化，得到最佳化圖像。本發(fā)明的有益效果是不需要經(jīng)過多次掃描就能根據(jù)原始圖像的平均亮度，自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)高照度數(shù)字圖像的最佳化，極大的節(jié)約了處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字圖像質(zhì)量最佳化的實(shí)時(shí)處理，有效應(yīng)用于視頻處理領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102800061SQ201210233478
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者熊興良, 王志芳, 謝正祥 申請人:重慶醫(yī)科大學(xué)