[发明专利]一种具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法

说明书

本发明公开了一种具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法，首先将输入的彩色图像从RGB(Red Green Blue)颜色空间转换为HSV(Hue Saturation Value)颜色空间；利用由单调递减的非线性凹函数得到的增强系数乘上V通道图像即可对V通道进行增强；将S通道图像乘上一个通过近高斯函数线性变化得到的增强系数进行非线性增强；最后将图像从HSV颜色空间转换回RGB颜色空间，得到亮度及饱和度双重增强图像。本发明提供的彩色图像非线性增强方法，能够增强图像的整体亮度及饱和度，从而提高图像的整体质量，适用于各类彩色图像，计算复杂度低、处理效果显著。

技术领域

本发明属于图像、视频的亮度及饱和度增强领域，特别涉及一种具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法。

背景技术

现实生活中受环境因素的多变性及设备条件的影响，正常拍摄的图像及视频所呈现出的效果往往不足以达到人眼的视觉要求。因此，视频图像增强技术应运而生。人们通过图像增强技术对所需的图像及视频进行增强处理，以达到预期的效果。

根据空间域的不同可将图像增强技术分为两类即基于空域增强算法和基于频域的增强算法。具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法是基于空域的增强算法。同样基于空域的增强算法有伽马变换等，伽马变换是根据gamma值的不同可对图像暗区像素和亮区像素分别进行拉伸和压缩。伽马变换在变换过程中虽然能够展现出图像更多的暗区细节，但是与此同时也会丢失部分亮区信息。尽管后来针对于此提出了许多改进算法，但仍没有从根本上解决这些问题，只是在其亮度增强的强度方面进行改善。与现有伽马变换相比，本发明克服了伽马变换的固有缺陷。

具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法通过对参数设置实现自适应，在增强图像亮度及饱和度的同时，也对图像的细节也有一定程度的增强。此方法在对图片及视频的增强过程中，不会造成增强不足或者增强过度现象，弥补了细节丢失的缺陷，以满足人眼视觉特性的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法，对图像的亮度及饱和度进行自适应增强，并且同时能将图像中不明显的细节进行增强，解决了现有的伽马变换相关方法中的增强不足或过度增强以及增强后细节丢失的问题，通过本发明方法能够获得具有良好视觉特性的图像。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有亮度及饱和度双重非线性图像增强方法，包括以下步骤：

步骤a)，接收输入的8比特位的RGB颜色空间的彩色图像，并将所述彩色图像转换到HSV颜色空间；将V通道的图像记为img_v，并将V通道按像素值从小到大进行排序，计算前50％像素的灰度平均值darkmean，然后通过e指数函数计算得到参数值vk；

步骤b)，利用vk及单调递减的非线性凹函数求得V通道图像的每一个像素点对应的增强系数noline_V；将V通道的图像乘上增强系数noline_V即可得到V通道增强后的图像；

步骤c)，将S通道的图像记为img_s，并求取其图像灰度值的平均值，记为meanS；利用近高斯曲线求取其S通道的增强系数gauss；其中高斯曲线的均值默认为128，高斯曲线的方差为自适应参数；

步骤d)，通过对增强系数gauss进行线性调整得到S通道的增强系数noline_S；将S通道的图像乘上增强系数noline_S得到S通道增强后的图像；将增强后的HSV颜色空间图像转换回RGB颜色空间图像，得到最终的亮度及饱和度双重非线性增强图像。

优选的，步骤a)中，所述e指数函数表示如下：

vk＝exp(darkmean/64-1)*90+70。

优选的，步骤b)中，利用vk及单调递减的非线性凹函数求得V通道图像的每一个像素点对应的增强系数noline_V，具体如下：