[发明专利]一种基于裁剪直方图的图像增强方法

说明书

本发明公开了一种基于裁剪直方图的图像增强方法。该方法步骤如下：计算图像的中值，根据中值将图像分为两个子直方图；分别计算两个子直方图的平均亮度值；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；对每个子直方图进行裁剪处理；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。本发明利用直方图裁剪的算法来控制增强，抑制了噪声，提升了对比度，同时使增强后的图片细节保持良好。

技术领域

本发明涉及图像增强技术领域，特别是一种基于裁剪直方图的图像增强方法。

背景技术

图像增强技术是数字图像处理的研究的重要方向,可以应用到多个领域，如：考古、医学图像处理和分析、摄影图像处理等。图像增强旨在增强图像亮度和保持局部细节的同时，减少噪声影响，提高图像的对比度。

直方图均化HE作为一种经典的图像增强算法，由于其简单、易于实现而得到广泛应用。HE将输入的图像像素均值进行均匀分配，可能导致图像的平均亮度和增强后的图像亮度差异过大，还可能产生噪声和边缘重影。基于直方图均化，研究者又提出了许多具有代表性的图像增强算法，比较有代表性的有对比度保持直方图均化BBHE、双子图像直方图均化DSIHE等，这些算法可能会导致过度增强和细节丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于裁剪直方图的图像增强方法，使图像增强后亮度对比合理且具有良好的细节保持效果。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于裁剪直方图的图像增强方法，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。

进一步地，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)

进一步地，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：