[發明專利]一種基于宇宙演變的低對比度圖像增強方法

在審

• 申請號: 202110385810.3
• 申請日: 2021-04-11
• 公開（公告）號: CN113034402A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 邵明省
• 申請（專利權）人: 邵明省
• 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

1.一種基于宇宙演變的低對比度圖像增強方法，其特征在于,實現步驟如下：

步驟1：輸入低對比度待增強圖像，為低對比度待增強圖像在像素點(,)處的原始灰度值，對低對比度待增強圖像每個像素點灰度值進行歸一化變換：

其中,為歸一化灰度值，為低對比度待增強圖像所有像素點的最大灰度值，為低對比度待增強圖像所有像素點的最小灰度值。

步驟2：對歸一化圖像每個像素點進行增強處理：

其中,函數F為非完全Beta函數，為歸一化圖像每個像素點進行增強處理的結果。

非完全Beta函數定義為：

其中, 為歸一化后圖像的灰度值變量,為非完全Beta函數，、為非完全Beta函數的參數，010，010，t為積分變量，為的逆變換。

圖像質量評價函數：

其中, 、分別為圖像的寬和高，單位均為像素，為增強后圖像的灰度均值，值越大，圖像灰度分布越均勻，圖像對比度越高，圖像質量越好。

把圖像質量評價函數作為非完全Beta的適應度函數，這樣當宇宙演變算法獲得、最優組合值時，圖像的增強效果才能最佳。

步驟3：根據圖像灰度值范圍，對每個像素點進行反變換：

其中,和分別為歸一化圖像像素灰度值范圍中的最大和最小灰度值，與結果圖像的位數有關，對于8位結果圖像，=255，=0，為反變換得到的增強圖像。

步驟4：輸出增強圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于宇宙演變算法的自適應圖像增強方法，其特征在于：

所述的步驟2包括如下步驟：

步驟2.1：讀入低對比度待增強圖像，宇宙由若干單宇宙群組成，初始化宇宙演變算法，包括迭代總次數，宇宙的單宇宙群數量，單宇宙群內部宇宙數量，整個宇宙群中最優宇宙初始空間位置。

設第個單宇宙群表示為：,第個單宇宙群的宇宙總數，第個單宇宙群中第個宇宙的適應度為，在自適應選擇策略下其被選擇的概率為：

冪指數為：

其中，表示個單宇宙群的最優適應度，是個單宇宙群的平均適應度，是動態調整系數。

步驟2.2：為了保持單宇宙群內部宇宙的多樣性，在值域范圍內的宇宙才進行信息交流，在值域范圍之外的宇宙，只能被動接收其它宇宙的信息，某個單宇宙群第個宇宙時刻的信息交流度為：

其中，為相同層宇宙到第個宇宙的間距，為該單宇宙群的宇宙總數，隨機因子服從均勻分布，為宇宙交流信息初始時的信息度，單位為TB,為宇宙的信息吸收系數，，宇宙只能接收信息，，宇宙只能發送信息，為宇宙的膨脹系數。

步驟2.3：宇宙位置更新為：

隨進化次數的增加，搜索空間逐漸減小，大大減弱宇宙解的多樣性，從而在算法后期容易陷入局部解的狀況，為增加解的多樣性，增強算法跳出局部解的能力，對宇宙位置進行更新。在每代解中，選取適應度值最差的個解作為逃逸解：

其中：為逃逸因子，是當代宇宙解的總數。并將逃逸解中最優的解定義為最佳逃逸宇宙，以此宇宙作為所有逃逸宇宙中心，使其跳出局部解。

步驟2.4：判斷是否滿足預設的最大運行迭代次數300次；若否，則回轉執行所述的步驟2.1;

若是,輸出全局最優宇宙位置對應的最優、參數，進入步驟3。