[实用新型]一种图像对比度增强方法

权利要求书

1.一种图像对比度增强方法，主要包括以下步骤：

步骤101.读取图像的R、G、B分量图像，对每个分量图像执行步骤102至步骤110；

步骤102.求取输入图像I(x,y)的梯度▽I(x,y)；

步骤103.对输入图像的每个像素点(x,y)，计算其平均背景亮度μ(x,y)；

步骤104.根据图像平均背景亮度计算每个像素点的临界可见偏差阈值JND(x,y)；

步骤105.求取图像梯度模值，与图像临界可见偏差相结合，得到临界可视偏差增强函数V_JND(x,y)；

步骤106.根据图像梯度，构造梯度压扩函数Φ(x,y)，对大的梯度值进行压缩、小的梯度值扩展，零值附近的梯度值抑制；

步骤107.将压扩函数Φ(x,y)和临界可视偏差增强函数V_JND(x,y)作用于▽I(x,y)上，获得增强后的梯度G(x,y)＝▽I(x,y)×V_JND(x,y)×Φ(x,y)；

步骤108.计算增强后梯度场的散度div(G)；

步骤109.通过求解泊松方程▽²I_Re(x,y)＝div(G)，从增强后的梯度重建亮度图像I_Re(x,y)；

步骤110.对重建出的亮度图像像素取值I_Re(x,y)重新线性拉伸至0∽255区间内，其计算方法如下：

求取图像I_Re(x,y)的像素最大值Imax_Re和像素最小值Imin_Re，则线性拉伸后的图像为：

I_Reunify(x,y)＝255*(I_Re(x,y)-Imin_Re)/(Imax_Re-Imin_Re)；

步骤111.合并经步骤102至步骤110操作后的R、G、B三个分量图像，得到最终增强后的图像。

2.根据权利要求1所述的图像对比度增强方法，其特征在于，步骤103所述的平均背景亮度μ(x,y)具体通过以下快速方法获得：

步骤201.对I(x,y)进行行方向的1×3均值滤波，均值滤波器模板为[1/31/31/3]的行向量；

步骤202.对I(x,y)进行列方向的3×1均值滤波，均值滤波器模板为[1/31/31/3]^T的列向量其中T表示转置，将行向量转置为列向量；

将步骤201至步骤202总计执行三次，得到μ(x,y)。

3.根据权利要求1所述的图像对比度增强方法，其特征在于，步骤104所述的临界可见偏差阈值JND(x,y)，其计算公式如下：

若μ(x,y)≤127，则

JND(x,y)＝21*(1-sqrt(μ(x,y)/127))+4；

否则：

JND(x,y)＝3*(μ(x,y)-128)/128+4；

其中，μ(x,y)是步骤103中求出的平均背景亮度值。

4.根据权利要求1所述的图像对比度增强方法，其特征在于，步骤105所述的临界可视偏差增强函数V_JND(x,y)的计算公式如下：

V_JND(x,y)＝2-logsig{[|▽I(x,y)|-JND(x,y)]/10}；

其中logsig{·}是S型传输函数。

5.根据权利要求1所述的图像对比度增强方法，其特征在于，步骤106所述的梯度压扩函数Φ(x,y)，其具体公式如下：

Φ(x,y)＝β×exp{-β²/(2σ²)}/σ²

其中β＝||▽I(x,y)||，σ是可调节参数，对不同图像可以对σ进行调整以得到更好的增强效果，σ一般取值为[45，80]。

6.根据权利要求1所述的图像对比度增强方法，其特征在于，步骤102所述的梯度▽I(x,y)以一阶前向差分近似求出，即：

▽I(x,y)≈(I(x+1,y)-I(x,y),I(x,y+1)-I(x,y))；

步骤108所述的散度div(G)用后向一阶差分逼近，即：

div(G)＝G_x(x,y)–G_x(x-1,y)+G_y(x,y)–G_y(x,y-1)。