[发明专利]基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法

权利要求书

1.一种基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于包括如下步骤：采 用基于FPGA架构或DSP架构或FPGA+DSP架构的实时处理平台，首先对动态范围过宽,图像数 据宽度≥14位的红外图像的灰度图像，进行分段线性变换获得适合的动态范围内的灰度图 像，再将图像灰度分布区间分隔成两段乃至多段，然后对灰度图像进行分段线性变换；在每 层POSHE处理前，先对其各子块的直方图截取然后均匀分配到各灰度级上，并调整图像灰度 分布各区间的分割点和变换直线的斜率，对任意灰度区间进行扩展或压缩；变换结果采用 子块部分重叠直方图均衡化处理，将邻域内的子块变换函数通过加权求和计算得到当前子 块的直方图变换函数，用此直方图变换函数对当前子块进行直方图均衡化处理；最后采用 多尺度Retinex算法或基于Retinex算法的改进算法，对直方图均衡后的灰度图进行非线性 拟合处理，然后对子块部分重叠直方图均衡化处理后的灰度图像进行直方图分布修正，重 新分配图像像素值，实现图像灰度值在多段直方图区间的非线性拉伸，使动态范围内的直 方图分布变得更均匀。

2.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 子块部分重叠直方图均衡化处理技术采用POSHE算法或基于POSHE算法。

3.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 在对灰度图像进行分段线性变换中，首先，对灰度图像进行全局搜索，找到最大灰度值max 和最小灰度值min，将红外图像的灰度范围确定为[min，max]。

4.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 图像灰度直方图采用三段式分段线性变换，在[min，max]内选取适当的阈值f_t2和f_t2，其中， f_t1<f_t2。

5.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 在[0，255]范围内选取两个阈值g_t1和g_t2，按照如下灰度线性变换公式进行灰度线性变换，

式中：[min,max]为原始图像的动态范围，f为原始图像某一点的像素灰度值_。

6.根据权利要求5所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 变换后图像的动态范围为[0,255]，在[0，255]范围内选取两个阈值g_t1和g_t2，g为灰度值f经 过变换后得到的灰度值，g_t1<g_t2。

7.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 子块部分重叠直方图均衡化处理技术采用基于POSHE算法，将灰度图像分为四个子块，步长 为子块的一半，整个图像灰度分布区域被分成了9块，分别用a、b、c、d、e、f、g、h、i来标记，移 动四次的子块用1、2、3、4来标记，目标区域e是四个子块的重叠部分，分别进行了四次直方 图均衡化运算，然后分别对四个子块进行均衡化处理，以此类推，最后对子块重叠的区域进 行加权处理。

8.根据权利要求1所述的基于局部直方图均衡的灰度图像拟合增强方法，其特征在于， 设各个子块的直方图变换函数分别为T1(r_k)、T2(r_k)、T3(r_k)、T4(r_k)，则目标区域e某点的 POSHE算法变换输出公式为

其中，是目标区域e内灰度值为k的像素经过POSHE处理后的灰度值；是目标区域e 内的灰度值为k的像素。