[发明专利]基于灰度变换的自适应对比度增强算法

说明书

本发明公开了一种基于灰度变换的自适应对比度增强算法，其包括如下步骤：步骤1：通过建立对比度增强阈值与图像灰度动态范围间的函数关系，实现阈值的自适应选取；步骤2：根据对比度增强阈值和图像特性，确定不同灰度动态图像对比度增强所需的增益系数；步骤3：基于步骤1和2得出的对比度增强阈值和增益系数，对输入图像进行灰度线性变换；步骤4：结合灰度变换后的图像特性进一步修正其灰度动态范围，并调整图像亮度。本发明适用于自适应增强灰度图像以及彩色图像的对比度，使图像对比度增强、更加清晰、色调更加鲜明，有效地提高图像的视觉效果。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于灰度变换的自适应对比度增强算法。

背景技术

由于受到光学遥感器、成像条件等因素的影响，实际图像通常存在着对比度下降、目标局部细节信息不明显等问题，这将影响人眼对目标精细辨识或机器的自动识别能力。在实际应用中，通常采用图像对比度增强技术来提高人眼的视觉效果，该技术已被广泛地应用于医学图像诊断、遥感图像增强、计算机视觉以及目标识别等领域。

目前的自适应图像对比度增强算法主要分为灰度变换法和直方图调整法两类。其中，灰度变换法可分为对数变换、指数变换等，该类方法仅是通过调整图像灰度动态范围来提高对比度，对视觉效果提升不明显。直方图调整可分为直方图均衡化、直方图规定化等，该类方法多是针对图像整体进行全局处理，因此很可能增强图像细节信息的同时，造成增强后图像出现噪声放大、伪像等问题。现有的自适应直方图均衡化法虽然能够有效提高图像的视觉效果，但算法一般较为复杂、计算量大、处理效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有图像对比度增强算法存在的图像局部效果增强不足、易出现噪声放大、计算复杂等问题，提出一种基于灰度变换的自适应对比度增强算法，适用于自适应增强灰度图像以及彩色图像的对比度，使图像对比度增强、更加清晰、色调更加鲜明，有效地提高图像的视觉效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于灰度变换的自适应对比度增强算法，包括如下步骤：

步骤1：通过建立对比度增强阈值与图像灰度动态范围间的函数关系，即图像对比度增强阈值函数，实现阈值的自适应选取，其中：图像对比度增强阈值函数为：

式中，A为图像均值，T为对比度增强阈值，Im_max-Im_min表示图像灰度动态范围，m∈[0,1]；

步骤2：根据对比度增强阈值和图像特性，确定不同灰度动态图像对比度增强所需的增益系数C：

式中，Am＝min(A,255-A)；

步骤3：基于步骤1和2得出的对比度增强阈值和增益系数，对输入图像进行灰度线性变换：

Im_out＝Im_in+(Im_in-T)C，

式中，Im_in为待处理图像，C为待定对比度增益系数，Im_out为灰度变换结果；

步骤4：结合灰度变换后的图像特性进一步修正其灰度动态范围，并调整图像亮度，具体步骤如下：