一種圖像對比度增強方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領域，尤其指對圖像進行對比度增強的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來圖像傳感器發(fā)展迅速，比如CMOS (英文全稱：Complementary Metal Oxide Semiconductor,中文全稱：互補金屬氧化物半導體）和CO)(英文全稱：Charge Coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件）圖像傳感器，在銷量不斷攀升的同時對于圖像的質(zhì)量要 求也越來越高，其中包括圖像清晰度和通透性的要求，對比度增強是圖像增強中的一種，目 的是提高圖像整體或部分的對比度，以改善視覺效果。圖像對比度增強為增加圖像清晰度 和通透性的主要方法之一，指對圖像各像素的亮度進行處理，使各像素的亮度對比更加明 顯，圖像對比度增強的目的是按照人的主觀要求對現(xiàn)有圖像進行加工，以突出圖像中的某 些信息，削弱或除去默寫不需要的信息，得到對具體應用來說更為實用的圖像，或轉(zhuǎn)換成一 種更適合人或機器進行分析處理的形式。
[0003] 現(xiàn)有的對比度增強按如下公式一進行，Y_IN為做對比度增強之前的各像素的亮 度，Y_0UT為做對比度增強之后的各像素的亮度，Y_AVER為做對比度增強圖像的平均亮度， K為斜率，斜率K為經(jīng)驗值，可人為設定。
[0004] Y_0UT=Y_IN+ (Y_IN_Y_AVER) *K (公式一）
[0005] 令IT =Κ+1，貝u K=IT -1，代入上述公式一，改寫成如下公式二：
[0006] Y_0UT=Y_AVER+ (Y_IN-Y_AVER) *Κ， （公式二）
[0007] 要想實現(xiàn)圖像對比度增強，則IT的值應大于1，直線方程圖如圖1所示?？煽闯?該直線方程圖為過（Y_AVER，Y_AVER)的斜率為IT的直線。采用該方程對目標圖像進行對 比度增強時，可看出將對目標圖像中的所有像素進行處理，則目標圖像中所有大于圖像平 均亮度的像素的亮度值都放大了，所有小于圖像平均亮度的像素都變小了，從而達到圖像 對比度拉伸，明暗更加分明的效果。
[0008] 然而，采用上述直線方程，意味著所有的場景都是用同一個斜率K，如果我們對于 對比度很差的場景調(diào)好了斜率K，那么轉(zhuǎn)到對比度較強的場景，就會顯得對比度過強，圖像 看起來很不自然，如果我們對于對比度較好的場景調(diào)好了斜率K，轉(zhuǎn)到對比度較弱的場景， 對比度就會顯得不夠。可見現(xiàn)有對比度技術(shù)的環(huán)境適應性較差，在做圖像對比度增強的過 程中，所有大于圖像平均亮度值的點的亮度值都得到了拉伸，放大了同樣的倍數(shù)，而所有小 于圖像平均亮度值的點的亮度值都縮小了同樣的倍數(shù)。有時我們會希望對比度增強效果 強一點，這樣我們就需要加大K的值，結(jié)果是對比度效果確實得到了增強，但是會有相當一 部分圖像上的大于圖像平均亮度值的點的亮度值因為對比度拉伸變成了很大甚至到255， 還有相當一部分圖像上的小于圖像平均亮度值的點的亮度值因為對比度拉伸變成很小甚 至到0,最后導致做完圖像對比度增強的圖像中亮的地方過暴比較嚴重，而暗的地方過于黑 暗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為解決現(xiàn)有圖像對比度增強采用單一斜率，環(huán)境適應性差的問題，本發(fā)明實施例 提供了一種圖像對比度增強方法及系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明實施例一方面提供了一種圖像對比度增強方法，包括如下步驟：
[0011] S1、預處理步驟：對目標圖像進行預處理，獲得目標圖像上各像素的亮度，并統(tǒng)計 所述目標圖像上各亮度對應的像素個數(shù)；
[0012] S2、最小亮度、最大亮度獲取步驟：將各亮度按大小排序；根據(jù)步驟Sl中獲得的各 亮度對應的像素個數(shù)，按上述排序?qū)Ω髁炼认鄬南袼貍€數(shù)進行累計計數(shù)，剔除所述累 計計數(shù)小于某預設的最小累計數(shù)和大于某預設的最大累計數(shù)的像素；然后在保留后的各像 素的亮度中，取亮度最小的為最小亮度MIN，取亮度最大的為最大亮度MX ;
[0013] S3、理想方差獲取步驟：根據(jù)步驟Sl中獲得的亮度，獲得目標圖像的亮度的當前 方差Y_DIFF ;根據(jù)所述當前方差Y_DIFF，獲得目標圖像亮度的理想方差Y_DIFF' ；
[0014] S4、修正差值獲取步驟：根據(jù)步驟S2獲得的最小亮度MIN、最大亮度MAX，獲得所述 目標圖像的亮度的修正差值麗S ;
[0015] S5、修正最小亮度獲取步驟：根據(jù)步驟S2獲得的最小亮度MIN，獲得修正最小亮度 MIN，；
[0016] S6、拉伸幅度獲取步驟：預設對比度向上拉伸的最大幅度TH_MAX和對比度向下拉 伸的最大幅度TH_MIN ;根據(jù)上述步驟S3-S5中獲得的理想方差Y_DIFF'、修正差值MMS和修 正最小亮度MIN'，獲得對比度向上拉伸的實際幅度TH_MAX'和對比度向下拉伸的實際幅度 TH_MIN，；
[0017] S7、對比度增強步驟：根據(jù)步驟S2獲得的最大亮度MAX、最小亮度MIN、步驟S6獲 得的對比度向上拉伸的實際幅度TH_MAX'和對比度向下拉伸的實際幅度TH_MIN'、以及目 標圖像上各像素的當前亮度，對目標圖像上各像素的亮度進行增強處理。
[0018] 本發(fā)明實施例提供的圖像對比度增強方法，可通過上述步驟獲得目標圖像的理想 方差、修正差值和修正最小亮度；并根據(jù)上述理想方差、修正差值和修正最小亮度來識別目 標圖像中的平坦區(qū)域和非平坦區(qū)域；并通過設定對比度向上拉伸的最大幅度TH_MX和對 比度向下拉伸的最大幅度TH_MIN，分別設計對比度向上拉伸的實際幅度TH_MAX'和向下拉 伸的實際幅度TH_MIN' ；實現(xiàn)非平坦區(qū)域和平坦區(qū)域?qū)Ρ榷认蛏侠鞂嶋H幅度由0到對比 度向上拉伸的最大幅度TH_MAX或由對比度向上拉伸的最大幅度TH_MAX到0的平穩(wěn)過渡； 以及實現(xiàn)非平坦區(qū)域和平坦區(qū)域?qū)Ρ榷认蛳吕鞂嶋H幅度由〇到對比度向下拉伸的最大 幅度TH_MIN或由對比度向下拉伸的最大幅度TH_MIN到0的平穩(wěn)過渡。并由此實現(xiàn)非平坦 區(qū)域?qū)Ρ榷茸詣釉鰪?，平坦區(qū)域基本不做對比度增強，并在兩者之間平穩(wěn)過渡的功能。采用 本發(fā)明提供的圖像對比度增強方法，無需特別進行調(diào)試，就可以適應所有的場景，在圖像上 對比度弱的場景，本發(fā)明方法會自動增加對比度增強的強度，在對比度強的場景，本發(fā)明方 法會自動減小對比度增強的強度，因此本發(fā)明方法可以隨著場景的變化而自動調(diào)節(jié)對比度 強度，其適應性更好。
[0019] 同時，本發(fā)明第二方面提供了一種圖像對比度增強系統(tǒng)，包括如下模塊：
[0020] 預處理模塊，用于對目標圖像進行預處理，獲得目標圖像上各像素的亮度，并統(tǒng)計 所述目標圖像上各亮度對應的像素個數(shù)；
[0021] 最小亮度、最大亮度獲取模塊，用于將各亮度按大小排序；根據(jù)步驟SI中獲得的 各亮度對應的像素個數(shù)，按上述排序?qū)Ω髁炼认鄬南袼貍€數(shù)進行累計計數(shù)，剔除所述 累計計數(shù)小于某預設的最小累計數(shù)和大于某預設的最大累計數(shù)的像素；然后在保留后的各 像素的亮度中，取亮度最小的為最小亮度MIN，取亮度最大的為最大亮度MX ;
[0022] 理想方差獲取模塊，用于根據(jù)預處理模塊中獲得的亮度，獲得目標圖像的亮度的 當前方差Y_DIFF ;根據(jù)所述當前方差Y_DIFF，獲得目標圖像亮度的理想方差Y_DIFF' ；
[0023] 修正差值獲取模塊，用于根據(jù)最小亮度、最大亮度獲取模塊獲得的最小亮度MIN、 最大亮度MAX，獲得所述目標圖像的亮度的修正差值麗S ;
[0024] 修正最小殼度獲取|吳塊：用于根據(jù)最小殼度、最大殼度獲取|吳塊獲得的最小殼度 MIN，獲得修正最小亮度MIN' ；
[0025] 拉伸幅度獲取模塊，用于預設對比度向上拉伸的最大幅度TH_MAX和對比度向下 拉伸的最大幅度TH_MIN ;