[發明專利]一種基于均勻規一化的UM的圖像增強方法及系統

在審

• 申請號: 201911277346.5
• 申請日: 2019-12-08
• 公開（公告）號: CN111080549A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 向佐勇
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種基于均勻歸一化的UM的圖像增強方法及系統，該方法包括：步驟1，讀取原始圖像A，獲得圖像的最大行數m及最大列數n；步驟2，判斷原圖是彩色圖像還是灰度圖，如是彩色圖像則分別讀取RGB各分量像素矩陣，如是灰度圖像直接讀取像素矩陣；步驟3，循環從像素矩陣逐行逐列獲取每個像素A(i，j)；步驟4，若A(i，j)位于圖像的邊緣的像素維持不變V(i，j)＝A(i，j)步驟5若A(i，j)位于圖像中間則進行如下5×5鄰域操作，進行如下的循環操作：其中其中Y_i為中心像素X在當前5×5模板中的八個直接相鄰像素，Z_j為當前5×5模板中的中心像素的的16個間接領域，k為大于零的常數，一般取大于1小于2的實數(不僅限于此)，a＝0.104為固定常數；步驟6得到增強后圖像V。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及圖像增強方法及系統。

背景技術

圖像處理是多媒體領域中重要的研究對象之一，廣泛應用于智能手機、數碼相機以及個人電腦等具有顯示屏幕的設備上。原始拍攝獲取的圖像會存在噪聲，需要通過圖像增強技術增強圖像中的有用信息，從而改善圖像的視覺效果，針對給定圖像應用場合。

圖像增強技術通過增強圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強調某些感興趣的特征，擴大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質量、豐富信息量，加強圖像判讀和識別效果，滿足某些特殊分析的需要。

圖像增強技術可以分為兩大類：頻率域法和空間域法。比較著名的圖像增強算法包括基于空域的拉普拉斯法，經典UM算法，基于頻域的HE算法、 CLAHE算法，還有retinex算法(包括SSR，MSR)等。

經典的UM算法是這樣的：

Z(X)＝X+kH(X)

其中X為輸入信號，H(X)為高通信號，k為增強系數，Z(X)為輸出信號也就是增強后的結果，它的關鍵在于尋找包含在輸入信號里的高通信號。

經典UM算法應該廣泛，但也有三個缺點，第一，對噪點敏感，容易放大噪點；第二，容易產生overshot現象；第三，算法至少有三個參數，參數比較難于選擇。

發明內容

本申請提供了基于像素間相互影響作用的均勻規一化UM(UNUM)圖像增強方法及系統一種圖像處理方法及系統，以提高圖像增強效果。

區別于經典的UM算法，我們不是尋找高通分量，而是尋找當前塊中中心像素受到其它像素的影響份量，并從中心像素中消除，得到的份量便是我們需要增強的份量，在5x5塊中可表示為如下：

其中Y_i為中心像素X的八個直接相鄰像素，Z_j為中心像素的的16個間接領域，a_i與b_j為Y_i和Z_j對X的影響因子，k為增強系數。

考慮到中心像素受到周圍鄰域的影響為一個整體，所以限定進一步假定每個直接鄰域對中心像素的影響作用是均勻相等的，即八個直接領域像素對中心像素的影響因子a，同樣也假定16個間接領域像素對中心像素的影響作用是均勻相等的，考慮到傳遞作用，這16個間接領域像素對中心像素的影響因子則為a²，考慮到周圍領域像素的影響作用為一個整體，即所有的影響因子之和為1，即：

解得a＝0.104

由此得到下面的增強公式

其中Y_i為中心像素X在當前5x5模板中的八個直接相鄰像素，Z_j為當前5x5模板中的中心像素的的16個間接領域