[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

本發明公開了一種圖像對比度增強方法，包括：利用人眼視覺的臨界可見偏差特性，設計臨界可視偏差增強函數和梯度壓擴函數，從增強后的梯度場重建增強圖像。該發明首先計算原始圖像梯度場，根據圖像平均背景亮度獲得臨界可見偏差閾值及臨界可視偏差增強函數，同時，根據梯度幅度值不同而進行不同程度的梯度值壓擴，最后采用梯度場重構方法及線性拉伸處理得到輸出圖像。這種基于圖像對比度增強方法，噪聲抑制和增強效果好，細節清晰，更符合人眼視覺特性；多次重復增強同一圖像的增強圖像，增強后的圖像質量穩定，同時，對質量較好的圖像，通過本方法增強后，不惡化其圖像質量。

技術領域

本發明屬于圖像增強技術領域，具體涉及一種基于臨界可視偏差增強函數的圖像對比度增強方法。

背景技術

圖像增強技術是圖像處理技術的一種，它可以顯著改善圖像質量，使得圖像內容更有層次感并且主觀觀測效果更符合人們需求。現實生活中，圖像往往存在各種問題，例如：拍照時光圈偏小，導致圖像偏暗；場景的對比度較低，而使得圖像重點不突出；曝光過度，導致影像失常，照片泛白等。

目前圖像對比度增強的方法主要有：Chang-Hsing Lee等人在文獻【Imageenhancement approach using the just-noticeable-difference model of the humancisual system,Journal of Electronic Imaging,2012】中將臨界可見偏差JND模型運用到直方圖均衡中，從一定程度上克服了直方圖均衡帶來的圖像灰度級減少、細節缺失的弱點，但仍然不能突出圖像中重要部分的信息?；赗etinex理論的圖像增強算法【許欣，陳強，王平安，孫懷江，夏德深.消除光暈現象的快速Retinex圖像增強，計算機輔助設計與圖形學學報，2008】對高光區域敏感度小，圖像整體顏色泛白，膚色紋理不清晰，高光區域細節信息并沒有得到明顯改善?；趫D像梯度場增強的算法【許欣，陳強，孫懷江，夏德深，結合視覺感知特性的梯度域圖像增強方法，計算機輔助設計與圖形學學報，2009】結合Weber定律進行圖像增強，但Weber定律不適合描述低照度圖像的視覺感知特性?！緞⒘?，基于GPU的圖像梯度場增強算法的研究與實現，電子科技大學碩士論文，2014】直接將JND函數作用于圖像梯度場，對圖像灰度處于128附近的低對比度有較好的增強效果，但對處于其它灰度等級或圖中同時存在有部分質量較好的圖像區域時，增強質量下降，魯棒性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于臨界可視偏差增強函數的圖像對比度增強方法，將符合人眼視覺系統的臨界可見偏差JND與圖像梯度場相結合，設計增強和壓擴函數，實現圖像增強的方法，解決現有圖像增強算法細節缺失、產生光暈現象和增強效果魯棒性欠缺的問題。

本發明所要解決的問題是：如何提供一種細節清晰、增強效果良好、魯棒性好、符合人眼視覺的圖像對比度增強方法。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：提供一種基于臨界可視偏差增強函數的圖像對比度增強方法，其流程如圖1所示，主要包括以下步驟：

步驟101.讀取圖像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得到μ(x,y)，計算方法為：首先對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；其次對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；

將所述計算方法總計執行三次，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)，其公式如下：