[發(fā)明專利]一種低頻小波系數(shù)插值的圖像均衡增強(qiáng)方法

有效

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• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN108269246B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章怡;王海峰;范鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T3/40;G06T5/10
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 常瑩瑩

本發(fā)明公開了一種低頻小波系數(shù)插值的圖像均衡增強(qiáng)方法，包括以下步驟：S1單層分解以得到初始低頻子帶和三個(gè)高頻子帶；S2均衡化計(jì)算以獲得第一低頻子帶，初始低頻子帶具有系數(shù)大于零的初始序列，第一低頻子帶具有系數(shù)大于零的第一序列；S3計(jì)算初始序列不等于零的初始個(gè)數(shù)與第一序列不等于零的第一個(gè)數(shù)之間的差值；S4計(jì)算用于插入第一序列的多個(gè)插入位置和每一插入位置的插入值，以得到第二序列；S5將第二序列的數(shù)值按照系數(shù)從小到大的順序依次替換初始序列的數(shù)值，以得到具有第三序列的第三低頻子帶；S6重構(gòu)第三低頻子帶和三個(gè)高頻子帶，以得到第一圖像。本發(fā)明能夠在增強(qiáng)圖像對比度的同時(shí)增加圖像的灰度級(jí)數(shù)(或灰度層次)、豐富圖像細(xì)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低頻小波系數(shù)插值的圖像均衡增強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

圖像增強(qiáng)是圖像預(yù)處理的基本技術(shù)之一，主要為增加圖像的對比度，突出有用信息。目前圖像增強(qiáng)處理的方法，主要分為空間域和頻率域兩類。空間域主要是直接對圖像像素的灰度值進(jìn)行處理，以調(diào)整灰度分布為出發(fā)點(diǎn)，在整幅圖像范圍內(nèi)進(jìn)行灰度修改。相關(guān)算法以經(jīng)典直方圖均衡方法(HE)及相關(guān)直方圖改進(jìn)算法居多。這些算法雖然具有運(yùn)算速度快、增強(qiáng)效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在灰度級(jí)被合并，出現(xiàn)灰度級(jí)斷層現(xiàn)象，丟失了圖像寶貴的細(xì)節(jié)部分。頻率域增強(qiáng)算法主要有余弦變換(DCT)、傅里葉變換(FFT)、小波變換(DWT)等，主要是將待增強(qiáng)圖像在某個(gè)變換域進(jìn)行變換處理，然后通過相應(yīng)的逆變換獲得增強(qiáng)圖像。余弦變換與傅里葉變換域增強(qiáng)圖像容易去除圖像的細(xì)節(jié)和突變信息，圖像過度平緩等。小波變換是空間和頻率的局部變換，數(shù)字圖像經(jīng)過小波變換可以將圖像分解成各個(gè)尺度的多層低頻與高頻信息，可以有選擇性的對低頻或高頻系數(shù)進(jìn)行增強(qiáng)處理，增強(qiáng)圖像對比度，豐富圖像細(xì)節(jié)信息。小波變換既有效解決空域增強(qiáng)圖像造成灰度級(jí)減少、細(xì)節(jié)丟失等問題，又能在增強(qiáng)圖像的同時(shí)減少噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的空域增強(qiáng)圖像比原圖像灰度級(jí)減少，圖像細(xì)節(jié)易丟失的缺陷，本發(fā)明提供了一種低頻小波系數(shù)插值的圖像均衡增強(qiáng)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種低頻小波系數(shù)插值的圖像均衡增強(qiáng)方法，包括以下步驟：

S1：利用db1二代小波算法對初始圖像進(jìn)行單層分解，以得到初始低頻子帶和三個(gè)高頻子帶；

S2：對所述初始低頻子帶中系數(shù)大于零的部分進(jìn)行均衡化計(jì)算，以獲得取整后的第一低頻子帶，所述初始低頻子帶具有系數(shù)大于零的初始序列，所述第一低頻子帶具有系數(shù)大于零的第一序列；

S3：計(jì)算所述初始序列不等于零的初始個(gè)數(shù)與所述第一序列不等于零的第一個(gè)數(shù)之間的差值；

S4：計(jì)算用于插入所述第一序列的多個(gè)插入位置和每一插入位置的插入值，以得到第二低頻子帶的第二序列，其中，所述插入位置的數(shù)量為所述差值；

S5：將所述第二序列的數(shù)值按照系數(shù)從小到大的順序依次替換所述初始序列的數(shù)值，以得到具有第三序列的第三低頻子帶；

S6：重構(gòu)所述第三低頻子帶和所述三個(gè)高頻子帶，以得到增強(qiáng)后的第一圖像。

優(yōu)選的，S2的所述均衡化計(jì)算具體包括以下步驟：

S201：統(tǒng)計(jì)所述初始序列，記為hca(K)；

S202：計(jì)算所述初始低頻子帶中系數(shù)的最大值與最小值，分別記為K_max和K_min；

S203：計(jì)算所述初始低頻子帶均衡化后的第一低頻子帶，記為ca1(K)，其計(jì)算公式為：

其中，t為系數(shù)的變量；m為初始低頻子帶的行數(shù)；n為初始低頻子帶的列數(shù)；

S204：對所述ca1(K)取整，以得到所述第一低頻子帶。

優(yōu)選的，S3具體包括以下步驟：