[發明專利]一種基于直方圖統計的自適應拉伸方法及系統

有效

• 申請號: 202010565289.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111724301B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 周云;米冠宇;李京輝;呂堅;闕隆成
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T3/20
• 分類號: G06T3/20;G06T5/40
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了一種基于直方圖統計的自適應拉伸方法及系統，本發明的方法包括：步驟一、讀取原始圖像的灰度直方圖；步驟二、通過對原始圖像的灰度直方圖進行統計，確定有效灰度范圍為[Csubgt;min/subgt;，Csubgt;max/subgt;]；步驟三、以(Csubgt;min/subgt;+Csubgt;max/subgt;)/2為直方圖拉伸的中心坐標，將有效灰度范圍進行拉伸并獲取拉伸后的灰度值上下界；步驟四、按照步驟二得到的中心坐標點和步驟三獲得的灰度值上下界，將原始圖像的灰度直方圖由中心坐標點向上下界坐標位置進行拉伸，得到原始圖像的拉伸灰度直方圖。本發明通過對直方圖中的統計數據加以處理，濾掉直方圖中數據特征特別少的灰度部分，將有效灰度數據在特定的范圍進行拉伸，優化了傳統直方圖拉伸中可能帶來的噪聲干擾。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于直方圖統計的自適應拉伸方法。

背景技術

直方圖均衡化廣泛應用在圖像增強處理中，是以累積計分布函數變換為基礎的直方圖修正法，用于產生一副灰度級分布具有均勻概率密度的圖像，擴展了像素的取值動態范圍。許多圖像的灰度值是非均勻分布的，其中灰度值集中在一個小區間內的圖像是很常見的，直方圖均衡化是一種通過重新均勻地分布各灰度值來增強圖像對比度的方法。一般來說，直方圖修正能提高圖像的主觀質量。直方圖均衡化處理的中心思想是把原始圖像的灰度直方圖從比較集中的某個灰度區間變成在全部灰度范圍內的均勻分布。但是有一些固有缺點：它對處理的數據不加選擇，它可能會增加背景噪聲的對比度并且降低有用信號的對比度；直方圖主峰有時會大幅移動，造成畫面整體由明變暗或是由暗變明；同時，對拉伸的灰階范圍不加限制，在場景較為單一的情況下會將圖像整體對比度拉伸過高。這些缺陷導致傳統的直方圖均衡算法在不同場景的效果有很大差異，用在視頻中往往還會導致視頻閃爍。

發明內容

為例解決現有圖像增強技術存在的處理效果不佳，且適用性差的技術問題，本發明提供了一種基于直方圖統計的自適應拉伸方法。本發明通過對直方圖中的統計數據加以處理，濾掉直方圖中數據特征特別少的灰度部分，將有效灰度數據在特定的范圍進行拉伸，優化了傳統直方圖拉伸中可能帶來的噪聲干擾，提高了增強效果。

本發明通過下述技術方案實現：

一種基于直方圖統計的自適應拉伸方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、讀取原始圖像的灰度直方圖；

步驟二、通過對原始圖像的灰度直方圖進行統計，確定有效灰度范圍為[C_min，C_max]，其中，C_min表示灰度最小值，C_max表示灰度最大值，(C_min+C_max)/2表示有效灰度范圍的中心點坐標；

步驟三、以(C_min+C_max)/2為直方圖拉伸的中心坐標，將有效灰度范圍進行拉伸并獲取拉伸后的灰度值上下界；

步驟四、按照步驟二得到的中心坐標點和步驟三獲得的灰度值上下界，將原始圖像的灰度直方圖由中心坐標點向上下界坐標位置進行拉伸，得到原始圖像的拉伸灰度直方圖。

優選的，本發明的步驟二具體包括：

步驟2.1對原始圖像的灰度直方圖，從灰度為0的坐標點沿灰度坐標軸向正方向開始統計，直到找出第一個統計點個數大于M的灰度值，將該灰度值作為灰度最小值C_min；M為第一閾值；

步驟2.2對原始圖像的灰度直方圖，從灰度為255的坐標點沿灰度坐標軸向負方向開始統計，直到找出第一個統計點個數大于N的灰度值，將該灰度值作為灰度最大值C_max；N為第二閾值。

優選的，本發明的M和N取值范圍為0＜M，N＜10000。

優選的，本發明的步驟三具體包括：