圖像增強方法和系統的製作方法
2023-06-14 05:29:41 1
圖像增強方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種圖像增強方法和系統，其中方法包括：獲取原始圖像中的信息區域框，其中，所述信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形；將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像；計算No、NL、Nz，其中，No表示子信息區域框內圖像的中心像素值，NL表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值；根據所述No、NL、Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括：當NL＜Nz且NL≥No時，或當No＞NL≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度提升；當NL＜Nz且NL＜No時，或當NL≥Nz且NL≥No時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制。本方案能提高圖像對比度，同時抑制了邊緣局部噪聲。
【專利說明】圖像增強方法和系統【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像處理【技術領域】，特別是涉及圖像增強方法和系統。
【背景技術】
[0002]通常的數字圖像受拍攝採集時的環境影響，會出現太暗或太亮的情況，從而使得捕捉到的圖像出現較差的視覺質量，如圖像對比度不高、逼真性不強、圖像細節模糊等等。因此需要對拍攝的數字圖像使用圖像增強方法進行相關處理。傳統的圖像增強方法主要有以下兩種:
[0003]色彩拉伸增強方法，通過對某段色彩區間進行線性拉伸的方式來實現圖像增強。然而該方法的缺點在於:圖像對比度增強效果不明顯，而且各個色彩調整區域間的過度邊縫明顯，圖像整體平滑效果欠佳。
[0004]直方圖均衡增強方法，通過將原始直方圖變換為接近均勻分布的直方圖，擴展到整個灰度範圍，從而調節圖像的動態範圍。該方法缺點在於:圖像的灰度極有可能被過多地合併，並導致處理後灰度級過多減少，降低了圖像的灰度層次感；而且該方法不能適應輸入圖像的局部亮度特徵，這就限制了圖像中某些部位的對比拉伸度，導致處理結果中背景和小物體的圖像對比度惡化。
[0005]綜上所述，傳統的圖像增強方法，在對圖像進行增強處理時，會存在較為明顯的圖像對比度差的問題。
【發明內容】
[0006]基於此，有必要針對圖像對比度差的問題，提供一種圖像對比度更好的圖像增強方法和系統。
[0007]一種圖像增強方法，包括:
[0008]獲取原始圖像中的信息區域框，其中，所述信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0009]將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像；
[0010]計算N。、NL、Nz，其中，N。表示子信息區域框內圖像的中心像素值，隊表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值；
[0011]根據所述N。、NL, Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0012]當Nl NL≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行売度提升；
[0013]當Nl < Nz且NL < N。時，或當NL≥Nz且NL≥N0時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制。
[0014]一種圖像增強系統，包括:
[0015]獲取模塊，用於獲取原始圖像中的信息區域框，其中，所述信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0016]劃分模塊，用於將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像；
[0017]計算模塊，用於計算N。、隊、Nz，其中，N。表示子信息區域框內圖像的中心像素值，Nl表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值；
[0018]處理模塊，用於根據所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0019]當Nl 隊≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行売度提升；
[0020]當Nl < Nz且Nl Nz且隊> N0時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制。
[0021]上述圖像增強方法和系統，先獲取原始圖像中的信息區域框，在後續過程中對信息區域框內的圖像進行處理，針對性的進行處理，節省了處理時間，提高了處理效率。接著對信息區域框進行區域劃分獲得若干個子信息區域框，並計算N。、Nl, Nz,然後根據N。、Nl, Nz之間的關係進行分情況亮度處理，從而實現圖像增強，該方案能適應圖像的局部亮度特徵，有效的保證高對比區域的細節信息，提高陰影區域對比度，同時在較大程度上抑制了邊緣局部噪聲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明圖像增強方法實施例的流程示意圖；
[0023]圖2為本發明實施例的原始圖像；
[0024]圖3為本發明實施例的二值化圖像；
[0025]圖4為本發明實施例的二值化圖像的外接矩形示意圖；
[0026]圖5為本發明實施例的原始圖像的信息區域框示意圖；
[0027]圖6為本發明圖像增強系統實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下針對本發明圖像增強方法和系統的各實施例進行詳細的描述。
[0029]如圖1所示，為本發明圖像增強方法實施例的流程示意圖，包括步驟:
[0030]步驟SlOl:獲取原始圖像中的信息區域框，其中，信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0031]對於獲取原始圖像中的信息區域框的方法，可以通過圖像採集軟體直接獲取圖像的外接矩陣的方式，也可以其它方式獲取。
[0032]例如，在一個實施例中，獲取原始圖像中的信息區域框步驟，包括:
[0033]將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素點；
[0034]對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數大於設定個數時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區域框；
[0035]分別根據各高像素點區域框內圖像的最大橫坐標對應的像素點、最小橫坐標對應的像素點、最大縱坐標對應的像素點和最小縱坐標對應的像素點獲取外接矩形，其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
[0036]本實施例中，根據二值化的外接矩陣即可確定原始圖像的外接矩陣，即確定原始圖像的信息區域框。其中，二值化處理過程可以設定二值化閾值a，當圖像像素的像素值大於或等於二值化閾值a時，設為像素值255，該像素點可以稱為高像素點。當圖像像素的像素值小於二值化閾值a時,設為像素值O,該像素點可以稱為低像素點。如圖2所示,為原始圖，參見圖3，為二值化處理後的二值化圖像。然後對二值化圖像進行掃描，確定外接矩形。確定外接矩陣的方法可以通過在橫軸與縱軸方向上，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數大於設定個數N時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區域框。N可以根據實際情況進行設置，本實施例中設置N為20，即掃描過程中，20個像素點沒掃描到像素值為255的，將接下來掃到的255像素點設定到一個獨立的高像素點區域框。
[0037]例如，參見圖4所示，本實施例中可根據最上方像素點01±、最左方像素點01左、最右方像素點01右、最下方像素點01 了確定二值化圖像的第一外接矩形410，根據最上方像素點02±、最左方像素點02左、最右方像素點02右、最下方像素點02了確定二值化圖像的第二外接矩形420，其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。根據二值化圖像的第一外接矩形410和二值化圖像的第二外接矩形420對應的在原圖像中的信息區域框也確定了，參見圖5所示，獲得原始圖像的第一信息區域框510和第二信息區域框520。其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行是指其中外接矩形的兩條平行邊與圖像坐標系的橫坐標平行，外接矩形的另兩條平行邊與圖像坐標系的縱坐標平行。當然，在其他實施例中，外接矩形的邊可以不與橫縱坐標平行。
[0038]在另一個實施例中，可以採用隔行掃描或隔多行掃描的方式來確定信息區域，因為本發明只需要選取出大概的信息區域，並不要求十分精確，因此可以隔行掃描或隔多行掃描的方式來確定信息區域，提高掃描速度。
[0039]步驟S102:將信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像；
[0040]該步驟可以是先將信息區域框劃分為若干個子信息區域框，根據各子信息區域框獲得各子信息區域框內圖像。也可以是直接對信息區域框內圖像進行劃分，得到各子信息區域框內圖像。另外，可以將信息區域框平均劃分為若干個子信息區域框，也可以按需要不均分。比如，如圖5，可以將第一信息區域框內圖像進行均分為4個子信息區域框，獲得該區域的第一子信息區域框內圖像511、第二子信息區域框內圖像512、第三子信息區域框內圖像513、第四子信息區域框內圖像514。可以將第二信息區域框內圖像進行均分為4個子信息區域框，獲得該區域的第一子信息區域框內圖像521、第二子信息區域框內圖像522、第三子信息區域框內圖像523、第四子信息區域框內圖像524。本發明對劃分塊數不做限制，可以根據需要進行劃分。
[0041]在其中一個實施例中，為了提高視覺效果，在步驟SlOl和步驟S102之間，還可以包括:採用以下公式對信息區域框內圖像進行灰度變換，獲得灰度變換後的信息區域框內圖像。灰度變換可以是線性灰度變換、分段線性灰度變換、分線性灰度變換。
[0042]在優選實施例中，可以採用以下公式對信息區域框內圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換後的信息區域框內圖像，
[0043]M(i，j) = [255/log(256)]*log[0(i, j)+l][0044]其中，M(i，j)表示信息區域框內圖像灰度變換後的像素值，0(i, j)表示信息區域框內圖像灰度變換前的像素值。
[0045]然後，對灰度變換後的信息區域框內圖像進行分塊處理。當然，在其他實施例中，對圖像進行灰度變換步驟可以在S102之後，即可以先進行區域框內圖像劃分，得到子信息區域框內圖像，然後對各子信息區域框內圖像進行灰度變換，然後進行步驟S103。
[0046]步驟S103:計算m其中，N。表示子信息區域框內圖像的中心像素值，隊表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值。
[0047]比如，如圖5所示，計算第一信息區域框內圖像的平均像素平均值Nz，該區域的第一子信息區域框內圖像的中心像素值和像素平均值、第二子信息區域框內圖像的中心像素值和像素平均值、第三子信息區域框內圖像的中心像素值和像素平均值、第四子信息區域框內圖像的中心像素值和像素平均值。同理可得第二信息區域框內N。、H
[0048]步驟S104:根據N。、Nl, Nz對各子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0049]當Nl 隊≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行売度提升；
[0050]當Nl < Nz且Nl Nz且隊> N0時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制；
[0051]其中，N。表示亮度處理前子信息區域框內圖像的中心像素值，隊表示亮度處理前子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值。
[0052]對於對圖像進行亮度提升和亮度抑制的方法，可以根據實際使用採用不同的技術手段，本方案提供一種優選方案，當隊 N。時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，
[0053]
【權利要求】
1.一種圖像增強方法，其特徵在於，包括: 獲取原始圖像中的信息區域框，其中，所述信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形； 將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像； 計算N。、Nl, Nz，其中，N。表示子信息區域框內圖像的中心像素值，Nl表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值； 根據所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:當Nl Nl≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行売度提升； 當Nl < Nz且Nl < N。時，或當Nl≥Nz且Nl≥N0時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制。
2.根據權利要求1所述的圖像增強方法，其特徵在於，根據所述N。、Nl,Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理步驟，包括: 當隊 N。時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，
3.根據權利要求1所述的圖像增強方法，其特徵在於，所述獲取原始圖像中的信息區域框步驟，包括: 將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素佔.對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數大於設定個數時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區域框； 分別根據各高像素點區域框內圖像的最大橫坐標對應的像素點、最小橫坐標對應的像素點、最大縱坐標對應的像素點和最小縱坐標對應的像素點獲取外接矩形，其中，所述外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的圖像增強方法，其特徵在於，所述將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像步驟前，還包括: 採用以下公式對信息區域框內圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換後的信息區域框內圖像，
5.根據權利要求1至3任意一項所述的圖像增強方法，其特徵在於，對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理步驟之後，還包括: 獲取亮度處理後的圖像的各明暗過渡區域； 分別計算各明暗過渡區域的像素平均值，當明暗過渡區域的像素點的像素值與所述像素平均值的差值大於預設閾值時，將該像素點的像素值設置為像素平均值。
6.一種圖像增強系統，其特徵在於，包括: 獲取模塊，用於獲取原始圖像中的信息區域框，其中，所述信息區域框為原始圖像中圖像的外接矩形； 劃分模塊，用於將所述信息區域框內圖像進行區域劃分獲得若干個子信息區域框內圖像； 計算模塊，用於計算N。、^、^，其中，N。表示子信息區域框內圖像的中心像素值，隊表示子信息區域框內圖像的像素平均值，Nz表示信息區域框內圖像的像素平均值； 處理模塊，用於根據所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區域框內圖像的像素點進行亮度處理，具體包括: 當Nl Nl≥Nz時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行売度提升； 當Nl < Nz且Nl < N。時，或當Nl≥Nz且Nl≥N0時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度抑制。
7.根據權利要求6所述的圖像增強系統，其特徵在於，所述處理模塊用於: 當隊 N。時，將該子信息區域框內圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，
8.根據權利要求6所述的圖像增強系統，其特徵在於，所述獲取模塊包括: 二值化模塊，用於將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素點； 高像素點區域框確認模塊，用於對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數大於設定個數時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區域框； 外接矩陣確認模塊，用於分別根據各高像素點區域框內圖像的最大橫坐標對應的像素點、最小橫坐標對應的像素點、最大縱坐標對應的像素點和最小縱坐標對應的像素點獲取外接矩形，其中，所述外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
9.根據權利要求6至8任意一項所述的圖像增強系統，其特徵在於，所述劃分模塊還包括: 灰度變換模塊，用於採用以下公式對信息區域框內圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換後的信息區域框內圖像，`
M(i，j) = [255/log(256)]*log[0(i, j)+l] 其中，M(i，j)表示信息區域框內圖像灰度變換後的像素值，0(i，j)表示信息區域框內圖像灰度變換前的像素值。
10.根據權利要求6至8任意一項所述的圖像增強系統，其特徵在於，所述處理模塊還用於: 獲取亮度處理後的圖像的各明暗過渡區域； 分別計算各明暗過渡區域的像素平均值，當明暗過渡區域的像素點的像素值與所述像素平均值的差值大於預設閾值時，將該像素點的像素值設置為像素平均值。
【文檔編號】G06T5/00GK103514588SQ201310470595
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】劉雄偉 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司