[发明专利]一种基于局部对比度的图像锐化方法

说明书

本发明涉及图像锐化方法，具体涉及一种基于局部对比度的图像锐化方法，本发明为了解决现有的锐化掩模算法在图像高对比度的边缘会过度增强图像的对比度，从而造成锐化图像的边缘附近存在严重的灰度跳变区域，进而影响锐化图像主观效果的缺点，而提出一种基于局部对比度的图像锐化方法，首先通过RGB转YUV方法提取不包含彩色成分的亮度图像。其次提出一种图像锐化模型，对Y通道数据进行高斯滤波并且计算Y通道的Weber对比度；再次利用一个具有S形状的分段函数对Weber对比度进行拉伸，从而增强了图像的局部细节和纹理特性；最后，利用YUV转RGB方法，将锐化后的Y通道与未经处理的U、V通道数据转换为RGB图像，从而实现图像锐化。本发明适用于图像锐化工具。

技术领域

本发明涉及图像锐化方法，具体涉及一种基于局部对比度的图像锐化方法。

背景技术

真实的亮度图像需要经过很多步骤才能转化为可以直接显示的数字灰度图像。由于电子器件设计不够精密，材料存在缺陷等问题，造成这些成像步骤会为生成的灰度图像引入一定程度的图像模糊现象。典型的引起图像模糊的成像步骤包括：图像传感器CCD或者CMOS对一定区域内的光子的数量做积分，从而模糊了原本清晰的模拟亮度信号；颜色重建过程的差值方法降低了图像色彩的清晰度等。

由于图像锐化技术能够抑制由成像过程引入的图像模糊问题，因此该技术被越来越多地应用于数字图像处理领域中。现今较为流行的图像锐化方法是锐化掩模(unsharpmask,USM)算法。USM存在的主要问题是在图像高对比度的边缘，过度地增强图像的对比度，从而造成锐化图像的边缘附近存在严重的灰度跳变区域。这一区域降低了锐化图像的图像质量，影响了锐化图像的主观效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的锐化掩模算法在图像高对比度的边缘会过度增强图像的对比度，从而造成锐化图像的边缘附近存在严重的灰度跳变区域，进而影响锐化图像主观效果的缺点，而提出一种基于局部对比度的图像锐化方法。

一种基于局部对比度的图像锐化方法，包括：

步骤一、输入RGB图像；

步骤二、将所述RGB图像转换为YUV数据；

步骤三、对所述YUV数据其中的Y通道数据进行高斯滤波并计算出所述Y通道数据的Weber对比度u(x,y)；

步骤四、构建一个用于对所述Weber对比度进行拉伸变换处理的分段函数f(u(x,y))；

步骤五、通过如下公式将所述Y通道数据进行处理：

其中，I(x,y)为处理后的数据；F(x,y)为Y通道数据；ω_c为高斯矩形窗中心像素的权重；G为高斯核函数，表达式为：

其中σ²是高斯核的尺度；

F*G表示原始图像与高斯核函数进行卷积运算；

步骤六、将经过步骤五处理后的Y通道数据对应的YUV数据转换为RGB图像并输出。

本发明的有益效果为：1、抑制了伪边缘的情况，即避免出现图形轮廓附近产生明暗对比剧烈的过渡区域；2、提升了图像整体的清晰度；3、本发明相比于锐化掩模算法，信息熵提高了6.3％，标准差提高了4.9％，平均欧式距离提高了9.4％。

附图说明

图1为本发明的基于局部对比度的图像锐化方法的流程图；

图2为本发明中对比度拉伸函数的曲线图；

图3为本发明仿真实验中的原始图像；

图4为仿真实验中通过USM算法对图3进行锐化后的图像；