[發明專利]一種提高圖像信息可感知度的圖像局部對比度增強方法

有效

• 申請號: 201410709147.8
• 申請日: 2014-11-30
• 公開（公告）號: CN105719260B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 朱楓;蔡鐵峰;郝穎明;吳清瀟;付雙飛;周靜;歐錦軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗;周秀梅

本發明是一種提高圖像信息可感知度的圖像局部對比度增強方法，保真圖像局部信息的前提下盡量使圖像中所有信息能被人眼清晰地感知到。保真圖像局部信息是通過確保每一個像素與它周圍一定范圍內像素的灰度大小關系人眼感知不倒序來實現的。在此保真約束下，本發明從0開始一起同步拉大圖像中所有灰度差不為0的相鄰像素之間灰度值大小關系人眼可感知度，當部分相鄰像素灰度大小關系人眼可感知度無法進一步拉大時，繼續拉大其余相鄰像素間灰度大小關系可感知度，直到所有相鄰像素間灰度大小關系人眼可感知度都已經拉大到設定的可感知度閾值或者無法進一步拉大為止。本發明可用于增強各種原因導致的低對比度圖像。

技術領域

本發明屬于圖像對比度增強技術領域，具體的說是一種提高圖像信息可感知度的圖像局部對比度增強方法。

背景技術

霧霾等惡劣成像條件或者曝光時間等成像參數設置不合理等原因會使圖像對比度過低，從而使人眼看不清圖像中存在的景物。圖像增強方法通過增大圖像對比度能使圖像中原本看不清的景物被人眼看清。

現有的圖像增強方法可以粗略地分為兩類：全局對比度增強方法和局部對比度增強方法。全局對比度增強方法通過灰度級映射得到增強圖像，具有運算簡單快速的特點，具有代表性的圖像增強方法為：線性拉伸和直方圖均衡。圖像在使用全局對比度增強方法處理后，在圖像中的一些局部區域內，可能會出現部分景物因為對比度增大得不夠而人眼看不清的情況。局部對比度增強方法根據像素所在局部區域的圖像信息確定每個像素灰度值，相對全局對比度增強方法能進一步的增強圖像局部對比度。許多局部對比度增強方法都基于全局對比度增強方法，這些方法把圖像分解成許多局部區域，然后在每個區域內使用全局方法增強圖像，并由增強后的局部區域融合得到全幅圖像。另外retinex,unsharpmasking等方法通過凸顯圖像高頻分量使人眼可以更清楚地看清圖像細節信息。由于圖像增強過程中像素會與其相鄰以及它所在局部區域內其它像素之間灰度大小關系會發生改變，這些局部圖像增強方法都會導致振鈴效應等圖像失真。Kartic Subr等人提出了以圖像局部對比度最大為優化目標,并基于貪婪算法的圖像增強方法，該方法把圖像劃分成子區域，然后在子區域內同比例地線性拉大圖像對比度，由于子區域的劃分可能會把圖像中同一個景物劃分成不同的區域，該方法也不能完全做到圖像局部信息保真，另外同比例地增大像素間灰度差甚至同比例增大像素間灰度差人眼可感知度不利于使圖像中所有信息都被人眼看清。以兩對相鄰像素為例，其中一對可感知度很大，再增加灰度差可感知度幾乎沒有提高，另一對可感知度很小，灰度差的增加會帶來明顯的可感知度的提高，此時如果灰度差的增量總和是固定的，則應優先拉大感知度小的相鄰像素間灰度差。

綜上所述，已有的圖像局部對比度增強方法都無法在圖像局部內做到信息保真，使圖像出現失真情況，即使能在一定程度上做到圖像局部信息保真的增強方法,它所采用的增強策略也不利于圖像中所有信息都被人眼看清。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種提高圖像信息可感知度的圖像局部對比度增強方法，用于增強各種原因導致的低對比度圖像。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種提高圖像信息可感知度的圖像局部對比度增強方法，包括以下步驟，：

把圖像中的局部相鄰像素對分成三類：直接相鄰且灰度值不等像素對、不直接相鄰但局部相鄰且灰度值不等像素對、局部相鄰且灰度值相等像素對，所述直接相鄰指的是對于兩個像素其中一個像素在另外一個像素4鄰域或者8鄰域內，局部相鄰指的是對于兩個像素其中一個像素在另外一個像素的指定大小的周圍范圍內；生成每個像素的狀態標志位，用于標記在計算像素灰度值過程中像素所處的狀態；

由分類結果中的局部相鄰且灰度值相等像素對，找出由局部相鄰且灰度值相等像素對關聯起來的像素，構成像素子集；

構造人眼可感知度序列V＝＜v₀,v₁,v₂,...＞，其中v₀＝0；