[发明专利]一种视频图像对比度增强方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频图像显示领域，尤其涉及视频一种图像对比度增强方法和装置。

背景技术

由于阴极射线管电视(CRT)的显示特性是非线性的，目前使用的视频图像信号为了适应阴极射线管电视(CRT)显示的要求，在视频图像信号发送端都预先作了Gamma校正，所以电视接收到的视频图像信号并不是线性的。而对于等离子体电视(PDP)、液晶电视(LCD)等电视而言，其显示特性是线性的，为了显示经过预校正的视频信号，必须对视频信号进行反Gamma校正。为了增强视频图像的显示效果，对比度增强技术是提高视频图像画面显示质量的一项重要的技术手段。但对于现有的技术而言，往往两者是分开进行的，造成在进行对比度增强时灰度级损失，特别是低灰度级损失非常严重，而限制了对比度增强的效果的进一步提升。直方图均衡化是一种重要的图像对比度增强的技术手段，但其增强效果是不可控的，对于视频图像、特别是电视显示来说是不适用的，其增强效果太强引起了图像的失真。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于反Gamma校正的可控灰度直方图均衡化视频图像对比度增强方法及其实现上述方法的装置。

为了实现上述任务，本发明采取的技术方案是这样的：一种视频图像对比度增强方法，其特征在于，包括下列步骤：

接收一帧视频图像，对其进行灰度直方图统计得到归一化灰度直方图P(k)；

根据接收到的反Gamma校正系数r计算得到归一化基础直方图P_c(k)；

归一化直方图P(k)和归一化基础直方图P_c(k)根据接收到的对比度增强系数C按比例叠加得到归一化计算直方图P_a(k)；

使用归一化计算直方图P_a(k)按照直方图均衡化的方法得到灰度映射函数；同时采用上一帧图像运算得到的灰度映射函数对接收到的视频图像进行灰度变换得到对比度增强后的视频图像数据。

所述的归一化基础直方图是根据设定的反Gamma校正系数计算的，计算的方法如下：首先设定反Gamma校正的系数，反Gamma校正系数取值在1～2.5之间，设定反Gamma校正系数后，做出反Gamma校正函数，基础直方图通过对反Gamma校正函数进行差分得到。

具体处理步骤如下：

首先，根据输入的图像数据计算出一帧图像的归一化灰度直方图P(k)，(k＝0，1，2 L H-1)，即灰度k在图像中出现的次数和总像数数的比值，其中k为灰度值，H为图像的灰度等级，P(k)为灰度分布的概率密度0≤P(k)≤1；

计算得到归一化基础直方图，首先设定反Gamma校正系数为r，计算得到反Gamma校正函数，G_r(k)＝(k/H)^r，其中k为灰度值，H为图像灰度等级，得归一化基础直方图为：

P_c(k)＝G_r(k)-G_r(k-1)，(k＝1，2 LH-1)P_c(0)＝0；

归一化计算直方图的计算过程如下：设定对比度增强系数为C，归一化计算直方图P_a(k)＝C*P(k)-(1-C)*P_c(k)，(k＝0，1，L，H-1)；其中k为灰度值，C为对比度增强系数，取值范围为0～1；

灰度映射函数的计算：最终的灰度映射函数由归一化计算直方图计算得到，计算的方法为：Go(k)=H*Σi=0kPa(i);]]>其中G_o为输出的灰度值，k为输入的灰度值，H为图像灰度等级；灰度映射函数计算完后进行缓存，在下一帧图像变换时使用。

同时根据上一帧图像计算的到灰度映射函数对当前输入的图像进行变换得到对比度增强并经过反Gamma校正的图像。