[發明專利]基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法、裝置、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 201910404895.8
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110136084A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 吳愛國;王志群;戚文念
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明提供了一種基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法，包括依次執行如下步驟：第一步驟：將輸入的YUV圖像從YUV空間轉換到RGB顏色空間；第二步驟：RGB提取HSV空間的V分量并進行初步伽馬校正，從而得到伽瑪校正圖像；第三步驟：使用離散小波變換將伽馬校正后的圖像分解為低頻系數和高頻系數。本發明的有益效果是：將具有根據圖片紋理性質自動設置切割點clip point的Auto CLAHE方法與具有分離圖片高低頻信息的離散小波變換DWT方法結合，并應用伽馬校正增強圖像對比度方法對圖片進行處理，在有效增強圖像對比度同時，能抑制不利因素，如噪聲等的增強。

技術領域

本發明涉及視頻圖像處理領域，尤其涉及一種基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法、裝置、系統及存儲介質。

背景技術

在視頻圖像處理中，對比度增強是一種很重要的處理技術，可以有效提高視覺質量。一般來說，對比度越大，圖像越清晰醒目，色彩也越鮮明；而對比度小，視覺上會覺得整個畫面暗沉沉的。高對比度對于圖像的清晰度、細節表現、灰度層次表現都有很大提高。一般采用自適應直方圖均衡化(AHE)、對比度限制的自適應直方圖均衡化(CLAHE)方法等提高圖像對比度。但這些方法仍舊存在明顯不足，如AHE有過度放大圖像中相同區域噪聲問題，CLAHE相比于AHE具有限制這種不利放大的功能，但抑制效果具有局限性，且面臨著對比度過度拉伸問題。

發明內容

本發明提供了一種基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法，包括依次執行如下步驟：

第一步驟：將輸入的YUV圖像從YUV空間轉換到RGB顏色空間；

第二步驟：RGB提取HSV空間的V分量并進行初步伽馬校正，從而得到伽瑪校正圖像；

第三步驟：使用離散小波變換將伽馬校正后的圖像分解為低頻系數和高頻系數；

第四步驟：使用伽馬校正、Auto CLAHE增強低頻系數并保持高頻系數不變以限制噪聲增強；

第五步驟：采用第四步驟的新低頻系數與保留的高頻系數進行逆離散小波變換操作來重建圖像，得到改善的圖片；

第六步驟：將改善的圖片和原始圖像的HSV空間的V分量之間的比例作為輸入YUV圖像的尺度縮放因子，縮放原始YUV圖像以得到最終的輸出圖像。

作為本發明的進一步改進，在所述第四步驟中，切割點clip point自動設置的Auto CLAHE方法，其步驟具體如下：

步驟1：圖像補塊；

對原始灰度圖進行補塊padding操作，使處理對象的尺寸擴展為子塊的整數倍，將補塊后的圖片分成不相互重疊的子塊區域，總的圖片塊數表示為M×N，圖片長寬按照最接近256的整數倍數填充，填充方法遵從從上到下呈鏡像將原圖像像素拷貝到要擴充的padding區域，原圖像的第一行拷貝到上邊沿補充的最后一行；

步驟2：直方圖生成；

根據矩陣圖像中的灰階計算每個子塊區域的直方圖，直方圖橫坐標為灰階大小k，縱坐標為灰階為k的像素數量；

步驟3：自動直方圖切割；

通過切割點clip point計算子塊區域對比度限制的直方圖，像素數量超過clippoint設置值的像素將被切割掉；

步驟4：灰階映射和插值；

通過四個不同的映射mapping，使用雙線性插值來計算子塊像素的新灰度分配，以消除區域邊界偽影；

步驟5：圖像去塊；

對圖像去除多余的padding空間，恢復為原圖像尺寸；

步驟6：全局直方圖均衡化；