[發明專利]基于灰度變換的自適應對比度增強算法

有效

• 申請號: 201610066218.6
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105741245B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 智喜洋;江世凱;胡建明;張偉;孫晅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種基于灰度變換的自適應對比度增強算法，其包括如下步驟：步驟1：通過建立對比度增強閾值與圖像灰度動態范圍間的函數關系，實現閾值的自適應選??；步驟2：根據對比度增強閾值和圖像特性，確定不同灰度動態圖像對比度增強所需的增益系數；步驟3：基于步驟1和2得出的對比度增強閾值和增益系數，對輸入圖像進行灰度線性變換；步驟4：結合灰度變換后的圖像特性進一步修正其灰度動態范圍，并調整圖像亮度。本發明適用于自適應增強灰度圖像以及彩色圖像的對比度，使圖像對比度增強、更加清晰、色調更加鮮明，有效地提高圖像的視覺效果。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及一種基于灰度變換的自適應對比度增強算法。

背景技術

由于受到光學遙感器、成像條件等因素的影響，實際圖像通常存在著對比度下降、目標局部細節信息不明顯等問題，這將影響人眼對目標精細辨識或機器的自動識別能力。在實際應用中，通常采用圖像對比度增強技術來提高人眼的視覺效果，該技術已被廣泛地應用于醫學圖像診斷、遙感圖像增強、計算機視覺以及目標識別等領域。

目前的自適應圖像對比度增強算法主要分為灰度變換法和直方圖調整法兩類。其中，灰度變換法可分為對數變換、指數變換等，該類方法僅是通過調整圖像灰度動態范圍來提高對比度，對視覺效果提升不明顯。直方圖調整可分為直方圖均衡化、直方圖規定化等，該類方法多是針對圖像整體進行全局處理，因此很可能增強圖像細節信息的同時，造成增強后圖像出現噪聲放大、偽像等問題。現有的自適應直方圖均衡化法雖然能夠有效提高圖像的視覺效果，但算法一般較為復雜、計算量大、處理效率較低。

發明內容

本發明的目的是針對現有圖像對比度增強算法存在的圖像局部效果增強不足、易出現噪聲放大、計算復雜等問題，提出一種基于灰度變換的自適應對比度增強算法，適用于自適應增強灰度圖像以及彩色圖像的對比度，使圖像對比度增強、更加清晰、色調更加鮮明，有效地提高圖像的視覺效果。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于灰度變換的自適應對比度增強算法，包括如下步驟：

步驟1：通過建立對比度增強閾值與圖像灰度動態范圍間的函數關系，即圖像對比度增強閾值函數，實現閾值的自適應選取，其中：圖像對比度增強閾值函數為：

式中，A為圖像均值，T為對比度增強閾值，Im_max-Im_min表示圖像灰度動態范圍，m∈[0,1]；

步驟2：根據對比度增強閾值和圖像特性，確定不同灰度動態圖像對比度增強所需的增益系數C：

式中，Am＝min(A,255-A)；

步驟3：基于步驟1和2得出的對比度增強閾值和增益系數，對輸入圖像進行灰度線性變換：

Im_out＝Im_in+(Im_in-T)C，

式中，Im_in為待處理圖像，C為待定對比度增益系數，Im_out為灰度變換結果；

步驟4：結合灰度變換后的圖像特性進一步修正其灰度動態范圍，并調整圖像亮度，具體步驟如下：