[发明专利]一种模拟人眼的图像中心增强处理方法

说明书

本发明提供一种模拟人眼的图像中心增强处理方法，突出图像中心区域，具有更强的视觉冲击。该方法利用非线性函数调制重采样率，对图像进行重采样处理，以给与图像中心区域更多像素分配，以此来凸显图像中间区域，削弱边缘细节，模拟人眼的非线性视神经分配机制，从而使得照片呈现更接近人眼感受。

技术领域

本发明涉及图像处理。

背景技术

人类通过眼睛获取自然界的图像信息，但是由于人类眼睛由眼球、晶状体、中间凹等一系列特殊的结构组成，人脑中接收到的信息是倒置的、扭曲的、非线性的。得益于人类强大的大脑，通过人眼获取的图像经过大脑的处理，其方向以及图像扭曲得到修正，同时对人眼的盲点区域进行脑补。人脑在处理视觉信息时，往往优先处理视场的中间区域，这是由于中间区域往往是人想要关注的区域，故在视觉处理中，中间区域会得到适当的强调(例如视场中心被分配更多的神经元)，而图像边缘区域则被一定程度削弱。

相机在工作时，感光/成像单元没有类似人眼的非线性视神经分配机制，会对中心与非中心区域给与较一致的感光处理。从直观感受来说，就是人通过双眼感受外界时，视场中心的景物会形成更强大的视觉冲击，而拍成照片则大大减少了这种中心的影响力，例如未经处理的风景照，很难形成人眼带来的宏伟感受。

另一方面，人类在获取外界的视觉信息时会对不同图像信息进行分配加工，这一过程可以称之为视觉注意机制^[1]，它是减小大脑处理信息负担的一种重要的调节机制。通过对视觉注意机制的研究，不但有助于探索人类大脑视觉信息的处理机制，而且对图像处理也有一定的指导意义。

现实中，人眼能看到的信息是庞大的，但是，人眼却不能像相机那样，在不调整焦距和观察角度的前提下，清晰的观察视野范围内的大量细节，而只能对感兴趣的某个物体进行细致的观察，但是这并不影响人类认识世界。可以理解为，大脑只对输送过来的视觉信息中感兴趣的部分进行了感知处理，而其他部分只进行了粗糙的处理，显然这样的处理方式可以降低大脑的工作负担，集中注意力。通过对人眼视觉注意机制的分析，可以得知，在大多数场景下，人脑只对看到的一部分图像进行感知处理，而其他部分的信息往往是模糊的、粗略的、不重要的。

相机工作时，如能将视觉注意机制引入到图像处理，则可以实现强调图像某一部分，简化冗余信息的作用，将计算资源优先分配给那些观察者更想注意的图像区域，必将极大地提高现有图像分析方法的工作效率^[2]。

现在已经有一种图像处理技术称之为背景虚化，即通过将拍摄物背后的远景焦外虚化，削弱远景的细节信息，使得近景与远景呈现出一种层次感，以达到视觉冲击力，并有效突出感兴趣的观察物，但是该技术没有实现人类视觉中重点区域与非重点区域的比例大小不同的问题，故本发明提供一种模拟人眼视觉处理的图像中心增强的算法，为此种问题提供一种解决思路，以期更好的模拟人类眼中的世界。

鉴于上述问题，从原始的相机照片中凸显感兴趣区域，模拟视觉注意机制，从而使得照片呈现更接近人眼感受，具有一定的现实意义，也对后续图像处理提供了一种优化资源分配的思路。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于模拟人眼的视神经分配机制，提供一种对图像中心区域敏感的算法，能够突出、增强图像中心区域，削弱边缘。

技术方案

本发明的目的是这样实现的：

设原始数码照片有M行(高)N列(宽)像素点。对这个M×N像素的图像首先进行升采样处理，即对原始图像进行二维插值，升采样或插值倍数为K，得到KM×KN像素的放大图像，可记作D₁。