[发明专利]一种基于亮度检测的自适应视频图像增强方法

说明书

技术领域

本发明属于图像信息处理领域，具体涉及基于亮度检测的自适应视频图像增强方法。

背景技术

图像增强是图像处理的一种基本手段，它往往是各种图像分析与处理时的预处理过程，其主要目的是：1)改善图像的视觉效果，提高图像成分的清晰度；2)使图像变得更有利于计算机处理。图像增强的方法一般分为空间域和变换域两大类：空间域方法直接对图像像素的灰度进行处理，变换域方法在图像的某个变换域中对变换系数进行处理，然后通过逆变换获得增强结果。

低照度图像的细节灰度差别只在几十级以内，且图像灰度值较低。因此，希望通过一种图像增强处理既能看到整幅图像又尽可能突出局部细节。传统的直方图均衡化方法是将一已知灰度概率密度分布图像经过某种变换变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像，其结果是扩展像素值的动态范围，从而达到增强图像整体对比度的效果，是一种常用的灰度增强算法。使用该方法对某些图像进行处理时，其具体增强效果不易控制，处理结果总是得到全局均衡化的直方图。可能存在的问题如下：

1)输出图像的实际灰度变化范围很难达到图像格式所允许的最大灰度变化范围。

2)输出图像的灰度分布直方图虽然接近均匀分布，但其值与理想值仍有可能存在较大的差异，并非是最佳值。

3)输出图像的灰度级有可能被过多地合并，因此容易造成图像、信息的丢失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于亮度检测的自适应视频图像增强方法，改善低照度条件下视频图像的主观视觉效果，同时不造成光照充足画面的显示失真。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于亮度检测的自适应视频图像增强方法，包括：

对待处理的每一帧图像，如该帧图像的亮度值小于预设的正常照度图像的亮度门限值，则对该帧图像待处理区域中的每一像素点Y分量的值进行分段线性变换：如该像素点Y分量的值位于预设的包含Y分量最大值的高亮度值区间，则保持该像素点Y分量的值不变，否则，对该像素点Y分量的值进行令该值增大的线性变换，并用线性变换后得到的值作为增强后该像素点Y分量的值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述线性变换是按以下方式进行的：

将像素点Y分量的整个值范围从小到大划分为第一区间、第二区间和所述高亮度值区间，第一区间和第二区间的边界为第一门限值T₁，第二区间与高亮度值区间的边界为第二门限值T₂；

当像素点Y分量的值位于第一区间时，Y′＝Y(T₁+α)/T₁    (a)；

当像素点Y分量的值位于第二区间时：

Y′＝T₁+α+(Y-T₁)(T₂-T₁-α)/(T₂-T₁)                  (b)；

其中，Y是Y分量原来的值，Y′是Y分量经线性变换后得到的值，α是Y分量调整幅度参数的值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述Y分量调整幅度参数的值α按以下方式确定：

α＝min(Th₂，β(Th₁-Lum))

其中，Lum为当前帧图像的亮度值，Th₁为预设的正常照度图像的亮度门限值，Th₂为预设的Y分量调整幅度的最大值，β为预设的调节因子且满足0＜β＜1，0＜α＜T₂-T₁。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述当前帧图像的亮度值等于该帧图像在RGB色彩空间的亮度值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述当前帧图像的亮度值等于该帧图像待处理区域中全部或部分像素点在RGB色彩空间的亮度值的均值，所述像素点在RGB色彩空间的亮度值是指该像素点R分量、G分量和B分量的值中的最大值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述当前帧图像的亮度值等于该帧图像待处理区域中非极高亮度的像素点在RGB色彩空间的亮度值的均值；所述非极高亮度的像素点是指该像素点R分量、G分量和B分量的值中的最小值小于预设的极高亮度门限值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：