[发明专利]一种基于直方图的隧道表面图像自适应增强方法

权利要求书

1.一种基于直方图的隧道表面图像自适应增强方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.获取地铁隧道表面图像数据：通过图像获取装置获取地铁隧道表面的图像，将获取到的隧道表面图像进行初步筛选，选取无缺失和纹理信息丰富的反射率影像；

S2.图像直方图自适应去噪修正：对图像采用直方图进行自适应去噪修正由于外界因素的干扰对获取的隧道表面图像带有的噪声；所述步骤S2中图像直方图自适应去噪修正的具体步骤为：

(1)判断噪声：对隧道表面图像进行直方图的x轴方向进行统计，对于x轴上相邻的三个点，如果中间点在y轴上的值和其他两点在y轴上的值相差大于3倍但小于5倍，判断为低噪声区域；如果相差大于5倍以上，判断为高噪声区域；

(2)低强度噪声区域去噪：对于检测到的低噪声区域，采取滤波窗口大小为5的一维中值滤波进行去噪；

(3)高强度区域去噪：对于检测到的高噪声区域，采取滤波窗口大小为7的一维中值滤波进行去噪；

S3.图像直方图均衡化：经过步骤S2的图像去噪修正处理后，采用直方图均衡化方法，使图像灰度分布均匀，增大反差；

S4.影像细节增强：采取基于零阶优化的图像细节复原方法恢复增强隧道表面图像的纹理细节特征信息；所述步骤S4中图像细节增强的具体步骤为：

(1)获取残差细节影像：对原始含噪声影像，采用步骤S2和步骤S3对原始含噪影像进行去噪并均衡化处理得到影像I₁,然后对I₁继续采用骤S2-S3对其进行二次去噪并均衡化处理得到I₂，残差细节影像由I₂减去I₁得到；

(2)复原残差细节：将步骤(1)得到的残差细节影像，加上步骤(1)中得到的I₁中，得到复原影像细节特征信息；

(3)迭代细节复原：将步骤(2)得到的影像I₁重新代入步骤(1)-(2)中，重复执行三次，最终得到隧道表面图像增强结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于直方图的隧道表面图像自适应增强方法，其特征在于：所述步骤S1中将获取的隧道表面的图像进行初步筛选的条件为：在获取到影像后，剔除影像信息缺失五分之一集以上的影像，对于带有明显白点、空洞丢失和严重位置偏移的影像，也进行剔除。

3.根据权利要求1所述的一种基于直方图的隧道表面图像自适应增强方法，其特征在于：所述步骤S3中直方图均衡化的具体步骤为：

(1)计算直方图分布概率：统计每一个灰度在整个图像中像素个数的占比，总和为1，记第i个灰度的直方图分布概率为p(i)；

(2)计算直方图概率累计值：记第i个灰度的计算直方图概率累计值为s(i)，计所述累计值s(i)的公式为：

s(1)＝p(0)+p(1)

s(i)＝p(0)+p(1)+…+p(i)

(3)求取像素映射关系：记第i个灰度的像素映射关系为ss(i)，原图像中的灰度值为pix,则累计值s(i)的计算过程为：

s(i)＝int{[max(pix)-min(pix)]*s(i)+0.5}。