[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

本發明公開了一種基于宇宙演變算法的低對比度圖像增強方法，通過利用宇宙演變算法對歸一化的非完全Beta函數圖像增強應用中最優參數問題優化求解，從而可以快速的獲得最優增強參數；本發明能夠提高圖像的對比度，改善了圖像視覺效果，把圖像細節信息顯示。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域,具體涉及一種基于宇宙演變的低對比度圖像增強方法。

背景技術

目前圖像的應用越來越廣泛，在人類生產、生活的各個領域隨處可見，如社區監控、航空拍攝等等，但是圖像在獲取過程中易受噪聲的影響，存在低對比度情況，因此低對比度圖像增強已成為近年來的研究熱點。傳統空間域、頻率域的圖像增強算法，存在增強效果不佳的缺點，無法獲得圖像的細節信息。針對低對比度圖像難于增強的特性,因此設計一種簡單高效的方法具有重要的研究意義。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術不足，針對圖像對比度低的問題，提供一種基于宇宙演變的低對比度圖像增強方法，提高了圖像的對比度，改善了圖像視覺效果，能夠把圖像細節信息顯示。

本發明的技術解決方案為一種基于宇宙演變的低對比度圖像增強方法，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。

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：