[发明专利]一种直方图受限的图像增强方法及装置

说明书

本发明提供了一种直方图受限的图像增强方法及装置，以图像直方图为基础，根据分割参数自动将输入图像的直方图分割为若干分块直方图，并在各分块内做直方图均衡计算，最后合并输出增强图像，可以在保持图像亮度基本不变的条件下，调节增强图像的对比度，消除了直方图均衡增强的过亮问题，解决传统直方图均衡化过增强问题。

技术领域

本发明涉及图像对比度增强技术领域，尤其涉及一种直方图受限的图像增强方法及装置。

背景技术

图像增强的目的是为改善图像的视觉效果，提供直观、清晰、适合于分析的图像。在诸多图像增强算法中，直方图均衡化是一种经典、有效的图像增强方法之一。虽然直方图均衡化算法具有运算速度快、增强效果明显等诸多优点，但仍然存在一些过增强、细节信息丢失等缺陷。对于一幅在[0 255]灰度范围图像，在经过直方图均衡化算法增强后图像会出现过增强现象(即像素亮的变换后会更亮，像素暗的会更暗)，图像的基本特征如平均亮度偏差过大影响了增强图像的视觉效果，从而使得直方图算法应用范围有限。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题之一或者至少部分地解决上述任一问题的直方图受限的图像增强方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明一方面提供了一种直方图受限的图像增强方法，包括：计算灰度输入图像I的灰度级直方图h(i)、概率p(i)，其中，i为灰度级；设置输出图像imageout与输入图像I的尺寸相同，数值设置为零矩阵，设置存放分割的直方图数组hx1和剩余直方图数组hx2，设置可变分割参数px，可变分割参数取值范围[0,0.1]；设置循环变量初始值n0＝1，设置循环计算符合的n0，其中，sum()为求和函数，获取分割的直方图数组hx1，hx1＝h(0h≤n0)，n0＝n0+1；根据分割的直方图数组hx1计算剩余直方图数组hx2，其中，hx2＝h-hx1；将分割的直方图数组hx1中的非0元素去除，通过第一数组h₁记录统计数，通过第一灰度级数组id₁记录对应灰度级；将剩余直方图数组hx2中的非0元素去除，通过第二数组h₂记录统计数，通过第二灰度级数组id₂记录对应灰度级；将第二数组h₂再分割，利用公式jgh₂(x)＝id₂(x+1)-id₂(x)x＝1...n₂-1，记录第二灰度级数组id₂相邻两数之差，差值放入jgh₂数组中，将jgh₂(x)＝预设值的数值放置数组jg₂中，分割块数大小1+length(jg₂)个；设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块直方图，第二公共数组变量idx用于存放第一公共数组变量Hx的灰度级，获取第二数组h₂中各分块直方图Hx，其中，第二数组h₂中各分块直方图Hx的获取方式为：判断数组jg₂是否为空，若为空，确定第二数组h₂中的分块直方图Hx不能分割，则令第一公共数组变量Hx＝h₂，第二公共数组变量idx＝id₂，第二数组h₂中各分块直方图Hx的长度为length(Hx)，若不为空，确定第二数组h₂中的分块直方图Hx可以再次分割，可以分割的块数为1+length(jg₂)个；对1...(1+length(jg₂))中任意分块直方图为Hx＝h₂(T2:jg₂(i))，对应分块直方图的灰度级为idx＝id₂(T2:jg₂(i))，其中i＝1...n₂-1，T2变量在i＝1时，T2＝1，在i＝2...n₂-1时，T2＝1+jg₂(i)；计算各分块直方图Hx的概率累积概率其中i＝1...length(Hx)；对任意分块直方图Hx按如下公式计算，直至所有分块直方图计算完毕，得到输出图像imageout灰度值：其中i＝1...length(Hx)，f(i)为输出图像imageout灰度值，P₁为图像细节、亮度、对比度的调节参数；将第一灰度级数组id₁灰度值映射至输出图像imageout中；输出输出图像imageout。