[发明专利]一种图像亮度的增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种图像亮度的增强方法。

背景技术

随着通信技术的日益发展，CMMB(China Mobile MultimediaBroadcasting，中国移动数字多媒体广播)已进入商用化阶段，随着CMMB手机电视业务的开通，用户可以直接通过移动多媒体终端收看电视节目，更加及时、方便地获取信息。可以预见，在未来的几年里，此类业务的客户量将会迅速增加。而发展此类业务的一个关键就是提高视频图像的品质，以期获得更优的视觉感受。

受制于显示能力，移动多媒体终端显示的图像画面往往较为昏暗，这会使图像细节难以辨识，缺乏层次感，影响视觉效果。通常需要采用图像增强技术来解决这类问题。

传统的图像增强方法主要是通过灰度变换、直方图处理等技术来实现，这些技术通过扩大图像亮度的动态范围，改变图像像素分布来提高图像的亮度，能够通过较低的计算量获取一定的图像增强效果。下面将对这些技术进行简单介绍。

(1)灰度变换技术

通过将图像的亮度等级按照一定的函数关系映射到其它亮度等级来实现图像增强。映射函数可以采用分段线性函数，幂次(又称伽玛)函数等等。这种技术能有效提高图像亮度，并且计算简单，可通过查表实现。但采用这种方法对动态图像进行处理时，使用固定的参数，缺乏对源图像场景的自适应处理能力。

(2)直方图处理技术

主要通过改变图像的亮度概率密度函数来实现，能有效扩大像素值的动态范围，增强图像的亮度，提高层次感，但同时一些亮度等级的合并容易导致图像的细节部分产生失真。

现有技术的上述图像亮度增强方法或者缺乏对动态图像的自适应处理能力，或者需要进行较复杂的处理，无法在CMMB终端得到较好的图像亮度增强效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种对软硬件能力要求不高、具备动态图像自适应能力的图像亮度增强方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种图像亮度的增强方法，将亮度分量值空间按照由小到大的顺序划分为连续的N+2个亮度区间M₀，M₁，...，M_N，M_N+1，分别为每一亮度区间分配一大于0的伽玛值G₀，G₁，...，G_N，G_N+1，并对图像帧进行如下处理：

计算该图像帧的亮度平均值avr，若avr的值属于亮度区间M_i，则将G_i设定为该图像帧的伽玛值γ；

根据所述伽玛值γ将该图像帧各像素的亮度分量值y替换为

其中，所述亮度分量值空间中包含所有用于表示亮度分量的大于或等于0的值，且最大的亮度分量值为L；表示向下取整，0≤α≤0.5；G_i＜G_i+1，i＝0，1，...，N，N＞1。

此外，设所述图像帧的中心点坐标为[x₀，y₀]，包含S个像素点；采用如下方法计算所述图像帧的亮度平均值avr：

计算以[x₀，y₀]为中心点、包含int(β×S)个像素点的矩形区域的亮度平均值avr1，以及所述矩形区域以外区域的亮度平均值avr2；

所述图像帧的亮度平均值avr＝(a×avr1+b×avr2)/(a+b)；

其中，0.2≤β≤0.8，0≤b/a≤0.5，a＞0，b≥0，int(·)表示取整。

此外，采用如下方法计算所述图像帧的亮度平均值avr：

计算所述图像帧的前景区域的亮度平均值avr1，以及背景区域的亮度平均值avr2；

所述图像帧的亮度平均值avr＝(a×avr1+b×avr2)/(a+b)；

其中，0≤b/a≤0.5，a＞0，b≥0。

此外，所述伽玛值G₀、G₁、...、G_N、G_N+1都大于等于0.6且小于等于1.0。

此外，所述伽玛值G₀、G₁、...、G_N、G_N+1依序成递增的等差数列，且差值Δ的取值范围为：0.15≤Δ≤0.3。

此外，所述α＝0.5。