[發明專利]一種圖像對比度增強方法

有效

• 申請號: 201510053151.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104700365B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 傅志中;黎媛;牛婷婷;李曉峰;周寧
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 李明光

1.一種圖像對比度增強方法，包括以下步驟：

步驟101.讀取圖像的R、G、B分量圖像，對每個分量圖像執行步驟102至步驟110；

步驟102.求取輸入圖像I(x,y)的梯度▽I(x,y)；

步驟103.對輸入圖像的每個像素點(x,y)，計算其平均背景亮度μ(x,y)；

所述平均背景亮度μ(x,y)具體通過以下方法獲得：

步驟201.對I(x,y)進行行方向的1×3均值濾波，均值濾波器模板為[1/3 1/3 1/3]的行向量；

步驟202.對I(x,y)進行列方向的3×1均值濾波，均值濾波器模板為[1/3 1/3 1/3]T的列向量，其中T表示轉置，將行向量轉置為列向量；

將步驟201至步驟202總計執行三次，得到μ(x,y)；

步驟104.根據圖像平均背景亮度計算每個像素點的臨界可見偏差JND(x,y)；

所述臨界可見偏差JND(x,y)，其計算公式如下：

若μ(x,y)≤127，則

JND(x,y)＝21*(1-sqrt(μ(x,y)/127))+4；

否則：

JND(x,y)＝3*(μ(x,y)-128)/128+4；

其中，μ(x,y)是步驟103中求出的平均背景亮度值；

步驟105.求取圖像梯度模值，與圖像臨界可見偏差相結合，得到臨界可視偏差增強函數VJND(x,y)＝2-logsig{[||▽I(x,y)||-JND(x,y)]/10}，其中logsig{·}是S型傳輸函數；

步驟106.根據圖像梯度，構造梯度壓擴函數Φ(x,y)，對大的梯度值進行壓縮、小的梯度值擴展，零值附近的梯度值抑制；

所述梯度壓擴函數Φ(x,y)，其具體公式如下：

Φ(x,y)＝β×exp{-β2/(2σ2)}/σ2

其中β＝||▽I(x,y)||，σ是可調節參數，對不同圖像可以對σ進行調整以得到更好的增強效果，σ取值為[45，80]；

步驟107.將壓擴函數Φ(x,y)和臨界可視偏差增強函數VJND(x,y)作用于▽I(x,y)上，獲得增強后的梯度G(x,y)＝▽I(x,y)×VJND(x,y)×Φ(x,y)；

步驟108.計算增強后梯度場的散度div(G)；

步驟109.通過求解泊松方程▽2IRe(x,y)＝div(G)，從增強后的梯度重建亮度圖像IRe(x,y)；

步驟110.對重建出的亮度圖像像素取值IRe(x,y)重新線性拉伸至0-255區間內，其計算方法如下：

求取圖像IRe(x,y)的像素最大值ImaxRe和像素最小值IminRe，則線性拉伸后的圖像為：

IReunify(x,y)＝255*(IRe(x,y)-IminRe)/(ImaxRe-IminRe)；

步驟111.合并經步驟102至步驟110操作后的R、G、B三個分量圖像，得到最終增強后的圖像。

2.根據權利要求1所述的圖像對比度增強方法，其特征在于，步驟102所述的梯度▽I(x,y)以一階前向差分近似求出，即：

▽I(x,y)≈(I(x+1,y)-I(x,y),I(x,y+1)-I(x,y))；

步驟108所述的散度div(G)用后向一階差分逼近，即：

div(G)＝Gx(x,y)–Gx(x-1,y)+Gy(x,y)–Gy(x,y-1)。