[發明專利]一種基于顯示器與人眼視覺特性的圖像對比度增強方法

有效

• 申請號: 201810366574.9
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108537758B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李力;陳果;金偉其;劉明聰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T3/40;G09G5/10
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

1.一種基于顯示器與人眼視覺特性的圖像對比度增強方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟1、獲取呈矩陣分布的多個像素組成的圖像，并提取該圖像的灰度信息；

步驟2、根據顯示內容的細節豐富程度和人眼觀察距離的大小，將圖像劃分為S個圖像子塊，圖像子塊劃分數S正比于圖像細節的豐富程度，反比于觀測距離的大小；

步驟3、分別統計每個圖像子塊的直方圖信息，所述的圖像子塊數量為S個，計算每個圖像子塊的直方圖對應的累計直方圖分布函數c_ij(k)，k為對應的灰階值,i、j分別為對應每個圖像子塊位置；

步驟4、測量顯示器的亮度曲線；

步驟5、根據步驟4測量的顯示器亮度曲線和如公式(1)所示的人眼視覺閾值響應曲線，計算顯示器在各個灰階下的人眼閾值，并且根據步驟4測量的顯示器亮度曲線和顯示器各個灰階對應的人眼閾值亮度遍歷顯示器的每個灰階，得到目標直方圖分布c₀(k)；

式中，L為輸入亮度，L_threshold為對應的最小可分辨亮度，即JND(Just NoticeableDifference)曲線；

步驟6、將步驟3得到的各個圖像子塊的累計直方圖分布函數c_ij(k)和步驟5得到目標直方圖分布c₀(k)，利用最小化目標函數的方法進行每個圖像子塊的直方圖規定化，得到每個圖像子塊灰階的映射曲線f_ij(k)，所述的圖像子塊數量為S個，所述的目標函數如公式(2)所示：

cost＝|c_ij(k)-c₀(k)| (2)

式中，c_ij是原始圖像中每個圖像子塊的累計直方圖函數；c₀是目標函數的累計直方圖分布函數；

步驟7、利用步驟6得到的每個圖像子塊灰階的映射曲線f_ij(k)得到每個圖像子塊中心像素的映射值；

步驟8、利用差值的方法得到每個圖像子塊中其余像素值；

步驟9、根據步驟7得到每個圖像子塊中心像素點像素值和步驟8得到其余像素點像素值，輸出圖像細節對比度高于人眼在背景下視覺閾值的圖像，即輸出對比度增強的圖像。

2.如權利要求1所述的一種基于顯示器與人眼視覺特性的圖像對比度增強方法，其特征在于：步驟4中測量顯示器的亮度曲線任選以下兩種方式，

方式一：采用顯示器校色儀或者亮度計測量顯示器的亮度曲線；

方式二：如果沒有顯示器校色儀，選擇標準伽馬曲線作為顯示器亮度曲線替代。

3.如權利要求1或2所述的一種基于顯示器與人眼視覺特性的圖像對比度增強方法，其特征在于：步驟8具體的插值方法為，對于任意一個待計算的像素點，定義四個相鄰的圖像子塊的中心像素點為A、B、C、D，根據步驟7計算得到四個中心像素點A、B、C、D的像素值為g_A、g_B、g_C、g_D，利用雙線性插值得到待計算像素點的像素值E為

E＝(1-D_y)(1-D_x)g_A+(1-D_y)D_xg_B+D_y(1-D_x)g_C+D_xD_yg_D (3)

式中，D_x表示待計算像素點水平方向相對于A點的歸一化距離，D_y表示待計算像素點垂直方向相對于A點的歸一化距離。