[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

本發明公開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，涉及顯示技術領域。本發明主要步驟為根據實際測量或者標準顯示器件亮度曲線和人眼最小分辨閾值曲線得到目標累計直方圖分布；利用目標累計直方圖分布對每個圖像子塊累計直方圖進行規定化得到每個圖像子塊中心像素的像素值；將每個圖像子塊其余像素進行插值處理得到對應像素值，得到輸出對比度增強圖像。本發明要解決的技術問題是：基于顯示器與人眼視覺特性實現圖像對比度增強，能夠提升目標對比度使之不小于人眼在特定背景下的視覺閾值，同時也能夠避免對圖像對比度較大的部分的過分增強，并對圖像噪聲具有抑制作用。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及基于顯示器件和人眼視覺特性的圖像對比度增強方法。

背景技術

圖像對比度增強是圖像處理的重要分支，可提高人眼對場景目標圖像細節的分辨能力，被廣泛應用于軍事、遙感、醫療和工業監測等領域。圖像全局和局域直方圖均衡化是常見的圖像對比度增強方法，其通過使圖像的灰度均勻分布在全部灰度范圍內以實現圖像增強。全局直方圖均衡化計算簡單快速、便于硬件化，但未考慮圖像局部特性，導致局部對比度增強有限，局部的灰階分布范圍較小。因此發展了局域直方圖均衡化方法。自適應的直方圖均衡(AHE， Adaptive Histogram Equalization)是典型的局域直方圖均衡化算法，其將圖像分為若干子塊，對每個子塊分別進行直方圖均衡化，但算法同時也會放大圖像分布均勻區域的噪聲。有限的自適應直方圖均衡(CLAHE，Contrast Limited AdaptiveHistogram Equalization)，通過閾值來限定累計直方圖的斜率，修剪直方圖的尖峰部分并分配到其他灰階。但是這種修剪的方法有時會導致圖像背景提升，造成目標和背景相似，降低增強效果。

圖像在顯示器顯示時，當圖像上的細節(不管是否增強)相對于背景的亮度差小于人眼最小可分辨閾值時，細節就會被掩埋而不能被人眼所識別。為了克服這個問題，產生許多基于顯示器特性和人眼閾值對比度的圖像對比度增強方法。Haonan Su等提出一種考慮環境照度的圖像增強方法，根據人眼在不同的環境照度下的對比度閾值實現顯示內容的增強。Greg Ward和James A.Ferwerda 分別提出基于人眼視覺特性和顯示器亮度范圍的色調映射方法，保證高動態圖像在顯示時人眼感知對比度不會下降。但這類方法都將顯示器件作為一個整體來考慮，對于類似手機屏幕等視場較小的顯示器件較實用；對于視場較大的顯示器件，這種處理方法不符合人眼的視覺規律。因為人眼清晰視覺成像的中央凹區域所占的人眼視場較小，當人眼著重觀察局部時，主要依靠占據小視場的中央凹區域進行感知，此時將整個顯示器件作為整體考慮就不合適。

因此需要設計一種綜合考慮人眼視覺特定和顯示器特性圖像對比度增強方法，方法既要考慮人眼的對比度閾值特定和中央凹結構特性，又要考慮目前市面上廣泛使用的顯示器件的特性，避免應為顯示器的缺陷丟失圖像細節。

發明內容

針對現有技術方圖像增強法中目標和背景難以區分的問題，本發明公開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要解決的技術問題是：基于顯示器與人眼視覺特性實現圖像對比度增強，能夠提升目標對比度使之不小于人眼在特定背景下的視覺閾值，同時也能夠避免對圖像對比度較大的部分的過分增強，并對圖像噪聲具有抑制作用。

本發明目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開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，主要步驟為根據實際測量或者標準顯示器件亮度曲線和人眼最小分辨閾值曲線得到目標累計直方圖分布；利用目標累計直方圖分布對每個圖像子塊累計直方圖進行規定化得到每個圖像子塊中心像素的像素值；將每個圖像子塊其余像素進行插值處理得到對應像素值，得到輸出對比度增強圖像。

本發明公開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，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。