[发明专利]一种基于裁剪直方图的图像增强方法

权利要求书

1.一种基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、计算图像的中值，根据中值将图像分为两个子直方图；

步骤2、分别计算两个子直方图的平均亮度值；

步骤3、将两个子直方图的平均亮度值作为分割阈值，将原图分为三个子直方图；

步骤4、对每个子直方图进行裁剪处理；

步骤5、对每个子图像进行均化处理，再进行合并得到完整的增强图像。

2.根据权利要求1所述的基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，步骤1所述计算图像的中值，根据中值将图像分为两个子直方图，具体如下：

假设图像的灰度值范围[0，L-1]，则图像的概率密度函数h(x)定义为：

h(x)＝H(x)/N (1)

上式中，H(x)为灰度值等于x的像素总和，且

输入图像的中值表示为一个灰度值M_e,对应的积累密度函数为0.5；

定义变量z为：

z(x)＝z(x-1)+h(x)，x＝0,1…L-1 (2)

且z(0)＝h(0)；

则M_e定义为：

然后，根据M_e将图像的直方图分割为两个子直方图h_L和h_H：

h_L＝h(x)，x＝0,1…M_e (4)

h_H＝h(x)，x＝M_e+1，…L-1 (5)。

3.根据权利要求2所述的基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，步骤2所述分别计算两个子直方图的平均亮度值，具体如下：

两个子直方图h_L和h_H的平均亮度值分别表示为I_ml和I_mh，则

4.根据权利要求3所述的基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，步骤3所述将两个子直方图的平均亮度值作为分割阈值，将原图分为三个子直方图，具体为：

将I_ml和I_mh当做分割阈值，重新将直方图划分为3个子直方图h₁，h₂，h₃，分别表示为：

h₁(x)＝h(x)，x＝0,1…I_ml (8)

h₂(x)＝h(x)，x＝I_mI+1,…I_mh (9)

h₃(x)＝h(x)，x＝I_mh+1,…L-1 (10)。

5.根据权利要求4所述的基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，步骤4所述对每个子直方图进行裁剪处理，具体如下：

利用每个子直方图灰度值的频率值的均值作为每个子直方图的裁剪阈值，分别表示为c₁，c₂，c₃：

利用裁剪阈值对三个子直方图进行裁剪，得到裁剪后的直方图表示为h₁^c、h₂^c、h₃^c：

对裁剪后的直方图进行归一化处理，得到归一化后的直方图，表示为：

6.根据权利要求5所述的基于裁剪直方图的图像增强方法，其特征在于，步骤5所述对每个子图像进行均化处理，再进行合并得到完整的增强图像，具体如下：

三个子直方图的累加频率CDF分别为C₁，C₂，C₃，计算公式为：

求得每个子直方图的CDF后，使用直方图均化确定变换函数，得到增强的图像表示为p₁、p₂、p₃：

p₁＝I_ml×C₁ (23)

p₂＝(I_ml+1)+(I_mh-I_ml-1)×C₂ (24)

p₃＝(I_mh+1)+(L-I_mh-2)×C₃ (25)

将三幅增强的子图像合并后，得到完整的增强图像。