[發明專利]子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法及系統

在審

• 申請號: 201811228052.9
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109658363A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 付青青;陶佩;吳愛平
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

1.一種子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法包括以下步驟：

S1、修改傳統的BOHE算法中模板的移動路徑，使當前子塊與前一個子塊之間僅存在一個步長移動的非重疊區域，形成快速BOHE算法；

S2、在快速BOHE算法中引入限定對比度方法，根據設定灰度級所占像素數目的上限閾值，減小快速BOHE算法中像素累加概率密度函數的斜率；

S3、使用限定對比度的快速BOHE算法對原圖像進行多層處理，并將多層處理的結果以子塊為單位進行融合。

2.根據權利要求1所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述快速BOHE算法將模板第一次覆蓋區域的直方圖作為基準直方圖，并在此后模板每次移動時，僅需計算當前子塊與前一個子塊的非重疊區域的直方圖來創建當前子區域的直方圖。

3.根據權利要求1所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述快速BOHE算法中，模板的移動路徑為自第一行起，以步長為1從行左至行右，并在行右以步長為1向下至第二行，然后再從以步長為1從行右至行左，以此類推，直到遍歷完整個圖像。

4.根據權利要求1所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，根據快速BOHE算法中的灰度轉換函數推算得知：像素轉換后的灰度與其累加概率密度成正比。

5.根據權利要求4所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述灰度轉換函數的公式如下：

上式中，r表示原灰度值，p表示概率密度函數，L表示圖像的灰度級數，s表示轉換后的灰度值。

6.根據權利要求1所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，步驟S2包括以下分步驟：

S21、設置一個灰度級所占像素數目的上限閾值β,將原直方圖h(n)(n＝0,1,2,...L-1.)中超過閾值β的像素數目更新為β，并將超過閾值β的像素數目進行累加,得到直方圖中超過閾值的總數，記為Excess；

S22、記m＝Excess/L；如果h(n)(n＝0,1,2,...L-1.)<β-m，令h(n)＝h(n)+m,Excess＝Excess-m；

S23、如果β-m<h(n)(n＝0,1,2,...L-1.)<β，令h(n)＝β,Excess＝Excess+h(n)-β；

S24、繼續分布剩下的像素數，如果此時Excess>0，h(n)(n＝0,1,2,...L-1.)<β，h(n)＝h(n)+1，Excess＝Excess-1，直到Excess＝0。

7.根據權利要求1所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，步驟S3包括以下分步驟：

S31、使用引入了限定對比度的快速BOHE算法對原始圖像分別進行三層處理；

S32、將上述處理后的三層圖像分別分成數量大小一致的子塊，以子塊為單位進行一一對應融合。

8.根據權利要求7所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述三層處理中，第一層選用模板大小為原圖像的1/2，第二層選用模板大小為原圖像的1/4，第三層選用模板大小為原圖像的1/8。

9.根據權利要求8所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法，其特征在于，所述第一層、第二層、第三層的灰度級所占像素數目的上限閾值分別為子塊平均灰度像素數目的2倍，3倍，4倍。

10.一種子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡系統，其特征在于，所述子塊自適應融合的多層子塊重疊直方圖均衡方法包括以下功能模塊：

算法修正模塊，用于修改傳統的BOHE算法中模板的移動路徑，使當前子塊與前一個子塊之間僅存在一個步長移動的非重疊區域，形成快速BOHE算法；

限定對比度引入模塊，用于在快速BOHE算法中引入限定對比度方法，以根據設定灰度級所占像素數目的上限閾值，減小快速BOHE算法中像素累加概率密度函數的斜率；

分層處理融合模塊，用于使用限定對比度的快速BOHE算法對原圖像進行多層處理，并將多層處理的結果以子塊為單位進行融合。