高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法
2023-05-31 00:12:46
專利名稱：高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法
技術領域：
本發明屬於圖像處理技術領域，是利用修改的Zadeh-X變換方法自適應地快速獲得高照度圖像的質量最佳化數字圖像的方法。
背景技術：
圖像平均亮度AL > 127.5的圖像稱為高亮度圖像，來源於景物(成像對象)的高照度。圖像亮度越高，人眼的對比度解析度越低，圖像的視覺質量越差。本發明人之前提出了一種獲取質量最好彩色圖像的方法(專利號ZL200910190834. 2)，能夠通過掃描Zadeh-X變換的變換參數Delta的值以獲取彩色圖像質量評價函數NCAF的最大值，來獲得原始彩色圖像對應的質量最佳質量圖像。但是該方法需要逐個改變Zadeh-X變換的變換參 數Delta的值來實現，耗時長，不利於彩色圖像的實時處理，不能用於視頻領域。
發明內容
本發明的目的是提供一種能快速地、自適應地實現高照度數字圖像最佳化的方法。為達到本發明的目的，本發明提出一種高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法，其關鍵在於包括下列步驟步驟I :選擇高照度下獲得的數字圖像為源圖像S，獲取源圖像S每個像素點的紅、綠、藍三種分量的色度值R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)，作出紅、綠、藍三種分量的色度譜，並計算每個像素點的亮度值L (x，y)，得到源圖像S的平均亮度AL ；色度譜可以按照中國專利《用於底層圖像挖掘的圖像灰度/色度信息的高分辨檢測方法》(專利號200610054324.9)中的方法進行，使用該方法獲取色度譜，可以得到具有一個色度級的高解析度的色度譜，更有利於步驟2中邊界值的確定。源圖像S的平均亮度AL通過下式計算得到AL=^
MxNp0j^其中，L(x，y)是源圖像S像素點(x，y)的亮度值，M、N是源圖像S在X、Y方向上的像素數。像素點(X，y)的亮度值L(x，y)可以通過該像素點(x，y)紅、綠、藍三種分量的色度值R(x, y)、G(x, y)、B(x, y)根據下式計算得到L(x,y) = ~=(^]r2 (Xy) + G2(x,y) + B2 (x,y)式中，;^為定義域約束常數，使L (x，y)在
內變化。本發明處理的是高照度下獲取的數字圖像，因此AL > 127.5。圖像特異參量AL是圖像自適應最佳化的關鍵參量。
步驟2 :生成源圖像S的標準化圖像B，標準化圖像B可通過以下方法獲得(I)分別搜索源圖像S紅、綠、藍三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg、Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取Leftr、Leftg、Leftb中的最大值設定為Left,取Rightr、Rightg、Rightb 中最小值設定為 Right ；(2)確定Zadeh-X變換的變換參數Theta和Delta Theta = Left ；Delta = Right-Left ；(3)對源圖像S的紅、綠、藍三分量分別進行Zadeh-X變換，生成變換後的數字圖像為標準化圖像B ;所述Zadeh-X變換方法如下 nk,x,y)=k^-y)---T^a
,Delta約束條件為
k,T(k,x,y) > kT{k,x,y) =
0，r(A，x,少)<0上式中，0(x, y)表示源圖像S像素點(x，y)的紅、綠、藍三種分量的色度值；T(k，x，y)表示變換後標準化圖像B像素點(x，y)的紅、綠、藍三種分量的色度值；k = 255。標準化圖像B相對於源圖像S而言，亮度和對比度都得到了提高，從人眼的視覺效果來看，質量得到了改善。步驟3 :對標準化圖像B進行快速最佳化，得到最佳化圖像Z ；快速最佳化通過修改的Zadeh-X變換實現，修改的Zadeh-X變換為T(k, x,y) = k PSx^~I-et-a + Theta
Delta在修改的Zadeh-X變換中，兩個變換參數Delta和Theta分別取值為Delta = 5 X (255-AL)0.811Theta = 255這樣修改的Zadeh-X變換為r(W)卞激券,+255
k,T(k,x,y)> k約束條件為Jdu) = j
0,T(k,x,y)<0上式中，0(x, y)表示標準化圖像B像素點(x，y)的紅、綠、藍三種分量的色度值；T(k，x，y)表示變換後最佳化圖像Z像素點(x，y)的紅、綠、藍三種分量的色度值；k = 255 ；AL為源圖像S的平均亮度。本發明在步驟3快速最佳化過程中選取的Delta是在研究高照度下數字圖像的特點後，經過大量的試驗總結而得到，在實際應用中，不需要手動掃描，只需經過一次變換就能自適應的實現高亮度圖像質量的最佳化。圖像質量最佳化的自適應變換是本發明的關鍵，自適應的基礎是原始圖像的平均亮度，而平均亮度又是圖像特異的。
灰度圖像的紅、綠、藍三分量的色度值都是相同的，得到的三種分量的色度譜也是相同的，我們可以認為它是一種特殊的彩色圖像。灰度圖像的亮度即灰度。在標準化過程中，可以採用上述的標準化變換方法對該灰度圖像的灰度值進行變換，即，首先得到灰度譜，然後將灰度譜的左邊界值Left賦值給Theta，將灰度譜右邊界值Right與左邊界值Left的差，即Right-Left，賦值給Delta，然後通過Zadeh-X變換，就可以得到灰度圖像的標準化圖像。在最佳化過程中，直接對標準化灰度圖像的灰度進行修改的Zadeh-X變換，就可以實現灰度圖像的質量最佳化。本發明的顯著效果是利用Zadeh-X變換方法，經過兩個主要的步驟，即標準化和快速最佳化，經過一次流程運算，就可以得到高照度數字圖像的最佳化圖像。本發明不需要經過多次掃描就能自適應地實現高照度數字圖像的最佳化，極大的節約了處理時間，實現對數字圖像質量最佳化的實時處理，有效應用於視頻處理領域。
圖I本發明的流程圖；圖2 (a)是實施例I中的源圖像，圖2 (b)是圖2 (a)的最佳化圖像；圖3(a)是實施例2中的源圖像，圖3(b)是圖3(a)的最佳化圖像。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例I :如圖I所示的流程一種高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法，包括下列步驟步驟I :選擇高照度下獲得的數字圖像圖2 (a)為源圖像S，獲取源圖像S每個像素點的紅、綠、藍三種分量的色度值R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)，按照中國專利《用於底層圖像挖掘的圖像灰度/色度信息的高分辨檢測方法》(專利號200610054324.9)中的方法，作出紅、綠、藍三種分量的色度譜，並計算每個像素點的亮度值L(x，y)，得到源圖像S的平均亮度 AL = 140.1861 ；步驟2 :生成源圖像S的標準化圖像B，標準化圖像B可通過以下方法獲得(I)分別搜索源圖像S紅、綠、藍三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg, Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取Leftr、Leftg、Leftb中的最大值設定為Left,取Rightr、Rightg、Rightb 中最小值設定為 Right ；(2)確定Zadeh-X變換的變換參數Theta和Delta Theta = Left ；Delta = Right-Left ；(3)對源圖像S的紅、綠、藍三分量分別進行Zadeh-X變換，生成變換後的數字圖像為標準化圖像B ;所述Zadeh-X變換方法如下
權利要求
1.一種高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法，其特徵在於包括下列步驟 步驟I:選擇高照度下獲得的數字圖像為源圖像S，獲取源圖像S每個像素點的紅、綠、藍三種分量的色度值R(x，y)>G(x, y)、B(x，y)，作出紅、綠、藍三種分量的色度譜，並計算每個像素點的亮度值L (x，y)，得到源圖像S的平均亮度AL ； 步驟2 :生成源圖像S的標準化圖像B，標準化圖像B可通過以下方法獲得 (1)分別搜索源圖像S紅、綠、藍三種分量色度譜的左邊界值Leftr、Leftg、Leftb和右邊界值Rightr、Rightg、Rightb,取 Leftr、Leftg、Leftb 中的最大值設定為 Left,取 Rightr、Rightg、Rightb中最小值設定為Right ； (2)確定Zadeh-X變換的變換參數Theta和DeltaTheta = Left ；Delta = Right-Left ； (3)對源圖像S的紅、綠、藍三分量分別進行Zadeh-X變換，生成變換後的數字圖像為標準化圖像B ; 所述Zadeh-X變換方法如下
全文摘要
一種高照度下數字圖像快速自適應最佳化方法，包括下列步驟(一)選擇高照度下獲得的數字圖像為源圖像，獲取源圖像每個像素點紅、綠、藍三種分量的色度值，作出紅、綠、藍三種分量的色度譜，並計算自適應最佳化的關鍵參量源圖像的平均亮度；(二)生成源圖像的標準化圖像；(三)對標準化圖像進行快速最佳化，得到最佳化圖像。本發明的有益效果是不需要經過多次掃描就能根據原始圖像的平均亮度，自適應地實現高照度數字圖像的最佳化，極大的節約了處理時間，實現對數字圖像質量最佳化的實時處理，有效應用於視頻處理領域。
文檔編號G06T5/00GK102800061SQ201210233478
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者熊興良, 王志芳, 謝正祥 申請人:重慶醫科大學