[發明專利]一種基于分區域插值的直方圖均衡方法和裝置

有效

• 申請號: 200910242018.1
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN101739672A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 盧曉鵬
• 申請（專利權）人: 北京中星微電子有限公司
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40;H04N5/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所 11311
• 代理人: 田明;任曉航

1.一種基于分區域插值的直方圖均衡裝置，包括以下模塊：

圖像輸入模塊，用于采集影像并數字化，以及對圖像的預處理；

分區域直方圖統計模塊，用于將圖像輸入模塊輸入的數據劃分成多個區域，然后對每個區域進行直方圖統計；

有限對比度直方圖調整模塊，用于對直方圖數據以及輸入圖像進行有限對比度調整，改變其直方圖分布，重新分配溢出像素到各個直方圖區間；所述有限對比度直方圖調整模塊對直方圖數據以及輸入圖像進行有限對比度調整，改變其直方圖分布進一步包括以下操作：

首先，統計直方圖中每個區間上像素值大于對比度門限Clip_Lim的像素個數總和Num_TotalExcess；對比度門限Clip_Lim通過以下方式來獲得：

其中，Num_AllPixels為圖像所有像素總數，NBin為直方圖區間個數；α為對比度控制因子；

其次，計算得到每個直方圖中每個像素值上的平均溢出像素，即待分配像素個數Num_AvgBinIncr，以及修正上限Upper_Lim；Num_TotalExcess的計算過程如下：

其中，Hist[k]表示第k個直方圖區間的像素數；

待分配像素個數Num_AvgBinIncr，以及修正上限Upper_Lim的計算過程如下：

Num_AvgBinIncr＝floor(Num_TotalExcess/NBin)；Upper_Lim＝Clip_Lim-Num_AvgBinIncr；

直方圖均衡模塊，用于將有限對比度直方圖調整的結果進行直方圖均衡；

區域映射插值模塊，用于將圖像區域劃分為若干子塊，并對位于不同區域的相鄰子塊進行插值處理；所述區域映射插值模塊執行的插值操作包括：

首先，將圖像區域塊等分為像素行列數相等的2×2子塊，并對每4個對角拼接的相鄰區域中對角拼接處的4個相鄰子塊，即左上方子塊UL、右上方子塊UR、左下方子塊BL、右下方子塊BR進行插值處理：

L'_i,j＝rowRevW×[colRevW×Mapping(L_i,j)_UL+colW×Mapping(L_i,j)_UR]?

+rowW×[colRevW×Mapping(L_i,j)_BL+colW×Mapping(L_i,j)_BR]?

其中，L'_i,j表示所述每個子塊中第i行第j列先后經直方圖均衡化和插值處理后的像素灰度值，rowW、rowRevW分別為正反方向的行插值系數矩陣，colW、colRevW分別為正反方向的列插值系數矩陣，Mapping(L_i,j)_UL、Mapping(L_i,j)_UR、Mapping(L_i,j)_BL、Mapping(L_i,j)_BR分別為左上方子塊、右上方子塊、左下方子塊、右下方子塊中第i行第j列經直方圖均衡化的像素灰度值；

其中，

上述各矩陣中的Rows為每個子塊的行數，cols為每個子塊的列數。

2.如權利要求1所述的一種基于分區域插值的直方圖均衡裝置，其特征在于：

所述圖像輸入模塊包含一個影像獲取單元和一個預處理單元，所述影像獲取單元用于獲取視頻圖像，所獲取的視頻圖像經過預處理單元進行預處理，預處理包括去噪降噪處理；

所述分區域直方圖統計模塊對每個區域進行直方圖統計進一步包括：將輸入的圖像等分成M×N個區域，然后對每個區域進行直方圖統計，包括將灰度區間分為NBin個區間，遍歷整個圖像，根據每個像素灰度或亮度的值決定每個區間內的取值Hist[k],k＝1,...,NBin，如果有像素值落在該區間內，在該區間計數加1。