[發(fā)明專利]一種圖像增強(qiáng)方法和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711051843.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN107563984A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志華;龍明珠;謝翔;李國(guó)林;麥宋平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 解婷婷,栗若木

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤指一種圖像增強(qiáng)方法和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

在自主照明條件下拍攝圖片，如管道、隧道、生物腔體、夜間監(jiān)控等，由于光照條件較差，存在極暗和光照不均勻區(qū)域，因此采集到的圖像質(zhì)量較差，存在對(duì)比度較低，細(xì)節(jié)不清楚等問(wèn)題。圖像的質(zhì)量直接影響著對(duì)場(chǎng)景的判斷，因此對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)極為重要。

目前對(duì)于圖像增強(qiáng)的方法主要有直方圖均衡、非銳化掩蔽、和Retinex圖像增強(qiáng)算法。直方圖均衡由于其簡(jiǎn)便性被廣泛應(yīng)用，非銳化掩蔽主要用于細(xì)節(jié)增強(qiáng)，Retinex算法著重于增強(qiáng)高動(dòng)態(tài)范圍圖像的對(duì)比度。然而這些方法均不能有效的增強(qiáng)圖像，因?yàn)樗麄冎焕昧藞D像自身的信息，沒有考慮到自主照明條件下場(chǎng)景復(fù)雜的環(huán)境和場(chǎng)景圖像本身的特點(diǎn)。至于多張圖像的增強(qiáng)，往往需要控制相機(jī)拍照模式從同一場(chǎng)景獲取多張圖像，比如多曝光圖像、多焦距圖像等等。然而在很多應(yīng)用中，如生物腔體內(nèi)窺等，由于腔體和拍攝裝置都在不停的運(yùn)動(dòng)，不能保證同一場(chǎng)景被多次拍攝，并且腔體內(nèi)拍攝裝置的拍照模式也是不可控的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種圖像增強(qiáng)方法和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，提高圖像的質(zhì)量，使其對(duì)比度提高，細(xì)節(jié)清晰。

為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像增強(qiáng)方法，包括：

將待處理圖像從紅色綠色藍(lán)色RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到色調(diào)飽和度亮度HSI顏色空間；

對(duì)所述待處理圖像的亮度分量進(jìn)行直方圖分布統(tǒng)計(jì)和直方圖均衡，得到預(yù)處理圖像的像素值；

用指導(dǎo)圖像的亮度分量的直方圖分布校正所述預(yù)處理圖像的亮度分量的直方圖分布，獲取校正后的圖像的亮度分量，所述指導(dǎo)圖像為與所述待處理圖像內(nèi)容相關(guān)且質(zhì)量較所述待處理圖像高的圖像的全部或局部或所述待處理圖像的局部；

用所述校正后的圖像的亮度分量將圖像從HSI顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB顏色空間。

進(jìn)一步地，所述直方圖均衡采用基于對(duì)數(shù)變換的對(duì)比度受限的直方圖均衡方法。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述待處理圖像的亮度分量進(jìn)行直方圖分布統(tǒng)計(jì)和直方圖均衡，得到預(yù)處理圖像的像素值，包括：

對(duì)所述待處理圖像的每個(gè)像素點(diǎn)執(zhí)行以下操作，獲得預(yù)處理圖像的像素值：

獲取以當(dāng)前像素點(diǎn)為中心的一圖像塊作為待處理圖像塊；對(duì)所述待處理圖像塊的亮度分量進(jìn)行直方圖分布統(tǒng)計(jì)；

根據(jù)所述直方圖分布構(gòu)建所述待處理圖像塊的對(duì)數(shù)直方圖；利用所述對(duì)數(shù)直方圖構(gòu)建所述待處理圖像塊的疊加對(duì)數(shù)直方圖，并對(duì)得到的直方圖進(jìn)行歸一化處理；對(duì)所述歸一化處理后的直方圖進(jìn)行直方圖均衡，得到預(yù)處理圖像的像素值。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述直方圖分布構(gòu)建所述待處理圖像塊的對(duì)數(shù)直方圖，包括：

采用下式構(gòu)建所述待處理圖像塊的對(duì)數(shù)直方圖：h(r_k)＝log(1+n(r_k))，其中n(r_k)為以像素值為r_k的像素點(diǎn)為中心的圖像塊的直方圖分布。

進(jìn)一步地，所述利用所述對(duì)數(shù)直方圖構(gòu)建所述待處理圖像塊的疊加對(duì)數(shù)直方圖，包括：

采用下式構(gòu)建所述待處理圖像塊的疊加對(duì)數(shù)直方圖h_a(r_k)：

h_a(r_k)＝h(r_k)+α·h_max

h_max＝max(h(r_k)),r₀≤r_k≤r_L-1，0＜α＜1。

進(jìn)一步地，用指導(dǎo)圖像的亮度分量的直方圖分布校正所述預(yù)處理圖像的亮度分量的直方圖分布，包括：對(duì)所述預(yù)處理圖像的直方圖分布進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮后再用所述指導(dǎo)圖像的直方圖分布對(duì)其進(jìn)行校正。

進(jìn)一步地，所述用指導(dǎo)圖像的亮度分量的直方圖分布校正所述預(yù)處理圖像的亮度分量的直方圖分布，獲取校正后的圖像的亮度分量，包括：

分別計(jì)算統(tǒng)計(jì)所述預(yù)處理圖像和指導(dǎo)圖像亮度分量的直方圖分布；

對(duì)所述預(yù)處理圖像的直方圖分布進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮后再與指導(dǎo)圖像的直方圖分布進(jìn)行融合，獲取校正后的目標(biāo)直方圖；

對(duì)所述目標(biāo)直方圖進(jìn)行直方圖規(guī)定化處理，得到校正后的圖像的亮度分量。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述預(yù)處理圖像的直方圖分布進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮后再與指導(dǎo)圖像的直方圖分布進(jìn)行融合，獲取校正后的目標(biāo)直方圖，包括：