[发明专利]基于直方图分段变换的图像非线性增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别是涉及一种基于直方图分段变换的图像非线性增强方法。

背景技术

在多光谱信息融合中，红外传感器是通过目标场景的热辐射成像的，细节信息不丰富、对比度低；可见光传感器是通过目标场景的反射成像的，细节信息丰富，对比度易受光照影响。将红外与可见光图像进行融合，可以充分利用其信息的互补性，提高探测系统的探测能力。如果图像对比度低，会影响多光谱融合效果。因此，在进行多光谱融合之前，需要对低对比度的图像进行增强处理。

目前，最典型的空间域增强算法是直方图均衡化算法，它根据图像的累计直方图进行灰度调整，使其灰度分布均匀，以达到增强图像的效果。其灰度级调整策略是：使图像中灰度概率密度较大的像素向附近灰度级扩展，概率密度较小的像素的灰度级收缩，从而让出原来占有的部分灰度级，这样的处理能够拉开灰度级层次，使图像的对比度增强。该算法的具体过程如下：假设图像灰度等级的量化为8bit，则图像灰度范围为[0，255]。若一幅图像总像素为n，共分L个灰度级，n_k代表第k个灰度级r_k出现的频数，则第k灰度级出现的概率为如下式(1)：

pk(rk)=nkn0≤rk≤255,k=0,1,...,L-1...(1)]]>

此时灰度变换函数可以表示为如下式(2)：

T(rk)=Σi=0kpi(ri)...(2)]]>

则原始图像的灰度级r_k经直方图均衡化后的灰度级s为如下式(3)：

s＝255*T(r_k)……………………………(3)

直方图均衡化增强图像的方法实质是减少灰度等级以换取对比度的加大，如果被合并掉的灰度级构成的是重要细节，则直方图均衡化算法增强的图像会损失细节信息，造成图像的对比度过度增强，使处理后的图像视觉效果生硬、不够柔和，有时甚至会造成图像质量的恶化，不能满足人眼视觉特性的需求。

因此，在空间域中，对图像采取何种灰度级变换，减小细节信息损失，避免图像过度增强，使图像视觉效果更符合人眼视觉系统，已经成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于直方图分段变换的图像非线性增强方法，其在空间域中，采取何种灰度级变换函数，在保留零灰度级附近灰度信息的同时，进一步提高图像的清晰度，避免图像过度增强，使图像视觉效果更符合人眼视觉系统。