[發明專利]利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法

有效

• 申請號: 202010942408.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112184601B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 黎建軍;李保保
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王會祥

本發明提供一種利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法，包括以下步驟：步驟1：分塊；步驟2：計算直方圖；步驟3：計算剪切閾值clip Limit：步驟4：像素點重分配；得到經重分配處理后的直方圖h'(x)；步驟5：直方圖均衡；步驟6：像素點預輸出灰度值重構；步驟7：像素點輸出灰度值重構。本發明改進CLAHE圖像對比度增強算法后圖像可以更好的強調暗區域或亮區域，在近紅外光源下的靜脈圖像中可以更好的強調靜脈區域的特征。

技術領域

本發明涉及一種利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法，特別是引入正弦函數冪指數函數來調整灰度值重映射分布的方法。

背景技術

目前對于靜脈圖像的研究大多都是通過近紅外光源照射靜脈區域再采取濾波及增強對比度的方法來突出靜脈的結構特征。

直方圖均衡化是最常用的圖像增強對比度的方法。直方圖均衡化主要分為全局方法和局部方法兩類。全局增強方法主要是通過修改圖像直方圖分布達到對比度增強的目的；而局部增強方法主要是預先定義一個局部對比度，然后增強該局部對比度達到增強圖像細節的效果經典的局部直方圖均衡技術包括對比度受限自適應直方圖均衡化(contrastlimited adaptive histogram equalization，CLAHE)、子塊重疊直方圖均衡化、子塊部分重疊直方圖均衡化。其中，CLAHE方法結合了自適應直方圖均衡化和對比度受限兩項技術的優點，特別適用于低對比度圖像，而且實現過程不復雜。

一般的全局直方圖均衡化算法存在直方圖均衡化結果不是很“均衡”的問題，均衡化后圖像的灰度級減少，某些細節將會消失；某些圖像經過均衡化后對比度會不自然的過分增強，因此增強的效果并不是很理想。局部方法綜合考慮像素點的位置和灰度信息，處理效果往往優于全局方法。經典的局部直方圖均衡技術包括對比度受限自適應直方圖均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization，CLAHE)、子塊重疊直方圖均衡化、子塊部分重疊直方圖均衡化。其中，CLAHE方法結合了自適應直方圖均衡化和對比度受限兩項技術的優點，特別適用于低對比度圖像，而且實現過程不復雜。但是CLAHE方法對于在近紅外光源下的靜脈圖像中進行處理時并不能較好的強調暗區域即靜脈，導致圖像灰度值均勻則不能很好的突出靜脈特征。

因此，需要對現有技術進行改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高效的利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法，包括以下步驟：

步驟1：分塊；將輸入圖像劃分為c*r個大小相等的不重疊子塊，每個子塊含有的像素數為M；

步驟2：計算直方圖；用h(x)表示子塊的直方圖，x代表灰度級，取值范圍是[0，L-1]，L為可能出現的灰度級數；

步驟3：計算剪切閾值clip Limit：

式中：norm Clip Limit是對比度增強幅度值；

步驟4：像素點重分配；得到經重分配處理后的直方圖h'(x)；

步驟5：直方圖均衡；對經重分配處理后的直方圖h'(x)進行直方圖均衡化處理，均衡結果用f(x)表示；

步驟6：像素點預輸出灰度值重構；根據均衡結果f(x)，得到各子塊各像素點的灰度值，作為參考點，計算預輸出圖像中各點的灰度值g；

步驟7：像素點輸出灰度值重構。

作為對本發明利用改進CLAHE算法增強在近紅外光源下的靜脈圖像的方法的改進：

在步驟4中：