[发明专利]获取质量最好灰度图像的方法

摘要

本发明公开一种质量最好灰度图像的产生方法，按下列步骤进行：选择灰度图像为源图像，获取源图像每个像素点的灰度值，并检测源图像的灰度谱；建立灰度图像质量评价函数NCAF；利用Zadeh-X变换方法对源图像进行Zadeh-X变换，计算出变换图像的信息熵、平均对比度、归一化灰度差，获得该变换图像对应的灰度图像质量评价函数NCAF的值；确定灰度图像质量评价函数NCAF的最大值对应的Delta值，根据该值和灰度起始值Theta，利用Zadeh-X变换方法对源图像进行Zadeh-X变换，变换图像即为质量最好图像。本发明能够获得质量最好的灰度图像，且结果符合人类视觉主观认识。

主权项

1、一种获取质量最好灰度图像的方法，其特征在于按如下步骤进行：(一)选择灰度图像为源图像，获取源图像每个像素点的灰度值，搜索源图像的最大灰度值和最小灰度值；(二)建立灰度图像质量评价函数NCAF，所用公式为：NCAF＝InEn×AC×NGD其中，InEn表示图像信息熵，AC表示图像平均对比度，NGD表示图像的归一化灰度差；所述图像信息熵InEn由下式获得：$\mathrm{InEn}=-\underset{i=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}p\left(i\right){\mathrm{Log}}_{2}p\left(i\right)$式中，p(i)表示图像第i灰度级上像素数分布的概率，当p(i)＝0时，令Log2p(i)＝0；所述图像平均对比度AC由下式获得：$\mathrm{AC}=\frac{1}{\sqrt{2}}\sqrt{{\mathrm{AC}}_x^2+{\mathrm{AC}}_y^2}$其中，ACx、ACy分别表示图像X、Y方向的平均对比度，ACx、ACy的计算公式分别为：${\mathrm{AC}}_x=\frac{1}{(M-1)\×(N-1)}\underset{y=0}{\overset{N-2}{\mathrm{\Σ}}}\underset{x=0}{\overset{M-2}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{Gray}(x,y)-\mathrm{Gray}(x+1,y)|$${\mathrm{AC}}_y=\frac{1}{(M-1)\×(N-1)}\underset{y=0}{\overset{N-2}{\mathrm{\Σ}}}\underset{x=0}{\overset{M-2}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{Gray}(x,y)-\mathrm{Gray}(x,y+1)|$上两式中，Gray(x，y)为图像像素点(x，y)的灰度值，M、N为图像在X、Y方向的像素数；图像的归一化灰度差NGD由下式获得：$\mathrm{NGD}=\frac{\mathrm{AOG}-|\mathrm{AOG}-\mathrm{AG}|}{\mathrm{AOG}}$上式中，|·|为绝对值算符，AOG表示人类视觉最佳平均灰度；AG表示图像平均灰度值；所述图像平均灰度值AG由下式获得：$\mathrm{AG}=\frac{1}{M\×N}\underset{y=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{x=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Gray}(x,y)$式中，Gray(x，y)为图像像素点(x，y)的灰度值，M、N为图像在X、Y方向的像素数；(三)利用Zadeh-X变换方法对源图像进行Zadeh-X变换，计算出变换图像的信息熵InEn、平均对比度AC、归一化灰度差NGD，获得该变换图像对应的灰度图像质量评价函数NCAF的值；源图像的平均灰度值AG0≤127.5时，所述Zadeh-X变换方法所用公式为：$T(x,y)=K\frac{O(x,y)-\mathrm{Theta}}{\mathrm{Delta}}$源图像的平均灰度值AG0＞127.5时，所述Zadeh-X变换方法所用公式为：$T(x,y)=K\frac{O(x,y)-\mathrm{Theta}}{\mathrm{Delta}}+255$上两个Zadeh-X变换方法所用公式的约束条件为：$T(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}255,& T(x,y)>255\\ 0,& T(x,y)\<0\end{array}\right.$其中，O(x，y)表示源图像的灰度值，变化范围是[0，255]；T(x，y)表示变换图像的灰度值，变化范围是[0，255]；Theta和Delta分别表示变换的灰度起始值和灰度层次；K表示伸缩因子，取值范围为[1，255]，为了使转换后的图像灰度分布更均匀，取K＝255；变换具体步骤如下：A、确定灰度层次Delta的起点值和灰度起始值Theta；B、将灰度起始值Theta和灰度层次Delta代入Zadeh-X变换方法所用公式，灰度起始值Theta为固定值，灰度层次Delta从起点值开始按每次增1变化，每个灰度层次Delta值对应一个变换图像，根据每个变换图像对应的信息熵InEn、平均对比度AC、归一化灰度差NGD，计算每个变换图像的灰度图像质量评价函数NCAF值，直到获得灰度图像质量评价函数NCAF的最大值；(四)确定灰度图像质量评价函数NCAF的最大值对应的灰度层次Delta，根据该灰度层次Delta和灰度起始值Theta，利用Zadeh-X变换方法对源图像进行Zadeh-X变换，获得的变换图像即为质量最好图像。