[發明專利]基于HSL空間和自適應反雙曲正切函數的圖像增強算法

有效

• 申請號: 201310006603.8
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103065287A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 俞大海;孫芳;單玉堂;王冠;李震;岳明;張夢
• 申請（專利權）人: 天津光電高斯通信工程技術股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 天津濱?？凭曋R產權代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

1.一種基于HSL空間和自適應反雙曲正切函數的圖像增強算法，其特征在于，所述算法包括以下步驟：

(1)對圖像進行RGB到HSL的空間變換，獲得H色相、S飽和度、L亮度三個分量子圖；

(2)根據得到的L分量子圖，利用自適應反雙曲正切算法進行增強處理，獲得的增強子圖像L^enh；

(3)對獲得的增強子圖像L^enh進行中值濾波去除噪音；

(4)將去除噪音后的增強子圖像L^enh，與步驟(1)中的H分量子圖、S分量子圖進行RGB轉換，得到最終圖像結果。

2.根據權利要求1所述的算法，其特征在于：所述步驟(1)中的RGB到HSL變換方法包括以下步驟：

(1)對獲取到的RGB彩色圖像進行歸一化，使得R，G，B三個分量子圖的值是在0到1之間的實數；

對所述RGB彩色圖像中每一個像素的R，G，B值進行歸一化，其計算方法如下：

r＝F(R_x，y)；g＝F(G_x,y)；b＝F(B_x，y)

其中，x，y為該像素的坐標值；F(C_x，y)為歸一化后的結果；max(C)為R，G，B的最大值；r、g、b為每一個像素歸一化后的R，G，B值。

(2)將RGB圖像轉換為HSL色彩空間，獲得H、S、L三個分量子圖；

所述RGB轉換HSL的計算方法如下：?

其中，max是該像素r，g，b的最大值；min是該像素r，g，b的最小值。h為轉換后該像素的色相值，s為轉換后該像素的飽和度值，l為轉換后該像素的亮度值。

3.根據權利要求1所述的算法，其特征在于：所述步驟(2)中根據得到的L分量子圖，利用自適應反雙曲正切算法進行增強處理，獲得的增強子圖像L^enh的步驟如下：

(1)根據分量子圖L大小和所述分量子圖L的灰度值計算整幅子圖的平均值，計算公式如下：

其中，M為分量子圖L的長，N為分量子圖L的高，X_ij為圖像中坐標在(i，j)處的灰度值，子圖中的灰度值范圍在[0，1]之間；Mean為整幅子圖的平均值；

(2)用如下公式計算整幅子圖的方差Variance：

(3)用如下公式計算整幅子圖的增強量g：?

g＝0.1×Variance^0.5

(4)用如下公式計算計算整幅子圖的偏移量bia：

bia＝(2×Mean)^0.25

(5)對子圖中每一個像素X(i，j)，用如下自適應反雙曲正切公式計算增強量Enhance(X_ij)，并替換原灰度值，獲得的增強子圖像L^enh：

。

4.根據權利要求1所述的算法，其特征在于：所述步驟(3)中進行中值濾波處理，所述中值濾波公式如下：

f(x，y)＝Med{L(i-k，j-r)，k，r∈W}

其中，f(x，y)為中值濾波處理后的圖像，L為增強子圖像L^enh，W為濾波窗口，i、j為增強子圖像L^enh每一個像素的坐標值，k、r為濾波窗口模板的長和寬。

5.根據權利要求4所述的算法，其特征在于：所述中值濾波的濾波窗口為圓形或正方形。

6.根據權利要求4所述的算法，其特征在于：所述中值濾波的濾波窗口是半徑為2-9的圓形二維模板。

7.根據權利要求1所述的算法，其特征在于：所述步驟(4)中的RGB轉換方法，包括如下步驟：

(1)根據H分量子圖、S分量子圖和去除噪音后的增強子圖像L^enh，計算出轉換后RGB圖像的每個顏色向量Color_R、Color_G、Color_B的值，計算方法如下：

當s=0時，Color_R=Color_G=Color_B＝l

當s≠0時，?

p＝2×l-q

t_G＝h_k

if?t_C＜0→t_C＝t_C+1.0?for?each?C∈{R，G，B}

if?t_C＞1→t_C＝t_C-1.0?for?each?C∈{R，G，B}

for?each?C∈{R，G，B}

其中，s為S分量子圖的飽和度值，h為H分量子圖的色相值，l為去除噪音后的增強子圖像L^enh的亮度值，Color_R，Color_G，Color_B分別為轉換后RGB圖像的紅、綠、藍值；

(2)將轉換后RGB圖像的每一個Color_R，Color_G，Color_B都恢復到取值區間[0-255]，得到最終的圖像。?