[發明專利]一種快速有效的圖像增強方法

有效

• 申請號: 201210166747.5
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102722871A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 譚洪舟;朱雄泳
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 李柏林

技術領域

本發明涉及圖像處理技術，尤其涉及一種基于改進的直方圖均衡化算法和改進的反銳化掩模算法結合的快速有效的圖像增強方法。

背景技術

對于識別灰度圖中的信息，例如識別二維條碼圖像中的二維碼信息和文字圖像中的文字信息，由于光照環境的影響，其容易導致灰度圖的質量下降，特別是當光線不足時，則會導致灰度圖中條的灰度值（即用于表示信息的像素點的灰度值）以及空的灰度值（即用于表示空白的像素點的灰度）相對接近，進而造成條的灰度值與空的灰度值的對比度下降，同時引起大量噪聲進而導致細節不夠清晰，因此這樣常常會造成灰度圖的信息識別率低下。而對于灰度圖的信息識別率低下這一問題，應采用灰度圖對比度提升和降噪的手段將質量下降的灰度圖進行處理。

現有的灰度圖對比度提升的技術通常可以分為兩類：全局增強技術和局部增強技術。全局增強技術利用某些轉換函數對灰度圖的亮度通道或顏色通道進行處理，進而使灰度圖達到顯示設備的最大顯示動態范圍從而獲取更多的圖像細節，此技術通常采用線性或非線性函數、直方圖均衡化、模糊對比度集約化等方法來間接提升整幅灰度圖的對比度，然而其對局部細節的提升不足；局部增強技術通常利用灰度圖中的邊緣信息和局部統計信息來對圖像局部細節進行增強，然而，基于最優化轉換函數和平均邊緣灰度對比度檢測方法進而提出的通過拉伸亮度值而提高對比度的方法，其在提高對比度的同時也增強了噪聲。因此如何在提升對比度的同時抑制噪聲，這是一個迫切解決的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種在提升對比度的同時抑制噪聲的快速有效的圖像增強方法。

本發明所采用的技術方案是：一種快速有效的圖像增強方法，該方法步驟包括：

獲取灰度圖；

采用帶背光補償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進行全局對比度的提升，進而得到全局對比度提升的灰度圖；

采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進行局部對比度的提升，進而得到局部對比度提升的灰度圖；

將全局對比度提升的灰度圖和局部對比度提升的灰度圖進行疊加，進而輸出一幅增強圖像的灰度圖。

進一步，?所述步驟采用帶背光補償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進行全局對比度的提升，進而得到全局對比度提升的灰度圖，其包括：

采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進行處理，進而得到待處理灰度圖；

將待處理灰度圖劃分區域后計算出每個子區域的直方圖；

采用帶門限剪切的動態區域劃分方法對每個子區域的直方圖進行處理后，每個子區域的直方圖分別進行獨立的直方圖均衡，進而得到全局對比度提升的灰度圖。

進一步，所述步驟采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進行局部對比度的提升，進而得到局部對比度提升的灰度圖，其包括：

采用拉普拉斯算子對獲取的灰度圖進行邊緣濾波，進而獲得邊緣圖像；

對邊緣圖像的直方圖進行邊緣判別，根據判別結果進而采用直方圖均衡方法對邊緣圖像的直方圖進行邊緣自適應提升后得到局部對比度提升的灰度圖。????

進一步，所述步驟采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進行處理，進而得到待處理灰度圖中，所述壓縮高亮直方圖部分的方法，其采用的公式如下：

其中，表示壓縮后的灰度級k的直方圖，h(k)表示原灰度圖的灰度級k的直方圖，α為常量，n為max(1,1+p₁-p₂)，即n的值為1和1+p₁-p₂中較大的數，而p₁表示低照度區域的比例，p₂表示高照度區域的比例。

進一步，所述步驟將待處理灰度圖劃分區域后計算出每個子區域的直方圖，其具體為，采用5個點將待處理灰度圖劃分4個子區域后計算出每個子區域的直方圖。?

進一步，所述步驟采用帶門限剪切的動態區域劃分方法對每個子區域的直方圖進行處理后，每個子區域的直方圖分別進行獨立的直方圖均衡，進而得到全局對比度提升的灰度圖，其包括：

對每個子區域的直方圖進行動態分配范圍；

采用帶門限剪切的方法對每個子區域的直方圖進行修正；

對每個子區域的直方圖分別進行獨立的直方圖均衡后重建每個子區域內的亮度映射表，根據每個子區域的亮度映射表進而得到全局對比度提升的灰度圖。

進一步，所述步驟對每個子區域進行動態分配范圍，其包括：