[发明专利]一种非线性变换的图像增强方法

说明书

本发明公开了一种非线性变化的图像增强方法，包括如下步骤：对输入图像的灰度值进行线性拉伸，扩展灰度谱带宽，得到标准化图像；计算标准化图像的均值、中值和标准化图像的直方图所占动态范围的中间值，将均值、中值或标准化图像的直方图所占动态范围的中间值作为分隔值，将标准化图像按像素大小分成两个区域；计算两个区域的像素强度平均值，根据像素强度平均值计算两个区域的幂函数参数；利用幂函数参数分别对相应的区域进行校正，得到校正后的两个子图像；对校正后的两个子图像进行合并，得到最终的增强图像；本发明提供的方法克服了现有技术在不同场景图像亮度和对比度调整上参数非自适应等不足，提高处理效率，扩大适用范围。

技术领域

本发明涉及图像和视频处理领域，特别是指一种非线性变换的图像增强方法。

背景技术

受光照条件、设备以及用户操作等影响，多数情况下获取的图片都不具备良好的亮度和对比度，细节不够突出。因此，对不同场景图像亮度和对比度的调整得到了广泛关注。目前常见的处理方法有线性变换、对数变换、伽马校正等，线性变换主要采取分段调整的方式，对某一段灰度级对应像素进行指定程度的增强；对数变换和伽马校正属于非线性变换，灰度级不同，调整程度就有所差异，具体取决于参数大小。此类方法的不足是其参数无法自适应。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种非线性变换的图像增强方法，克服了现有技术在不同场景图像亮度和对比度调整上参数非自适应等不足，提高处理效率，扩大适用范围。

本发明采用如下技术方案：

一种非线性变化的图像增强方法，包括如下步骤：

对输入图像的灰度值进行线性拉伸，扩展灰度谱带宽，得到标准化图像；

计算标准化图像的均值、中值和标准化图像的直方图所占动态范围的中间值，将均值、中值或标准化图像的直方图所占动态范围的中间值作为分隔值，将标准化图像按像素大小分成两个区域；

计算两个区域的像素强度平均值，根据像素强度平均值计算两个区域的幂函数参数；

利用幂函数参数分别对相应的区域进行校正，得到校正后的两个子图像；

对校正后的两个子图像进行合并，得到最终的增强图像。

具体地，所述对输入图像的灰度值进行线性拉伸，扩展灰度谱带宽，得到标准化图像，具体包括：

ingray＝(ingray-min(ingray(:)))/(max(ingray(:))-min(ingray(:)))*255

其中ingray为输入图像各灰度值。

具体地，所述计算两个区域的像素强度平均值，根据像素强度平均值计算两个区域的幂函数参数；具体包括：

gamma1＝darkmean/SP

gamma2＝lightmean/SP

其中，两个区域分为暗区和亮区，darkmean暗区像素强度平均值，lightmean亮区的像素强度平均值，SP为分割值，gamma1为暗区幂函数参数和gamma2为亮区幂函数参数。

具体地，所述计算两个区域的像素强度平均值，根据像素强度平均值计算两个区域的幂函数参数，还包括：对幂函数参数利用指数函数进一步调整，具体为：

gamma1＝gamma1.^alpha

gamma2＝gamma2.^beta

其中，暗区指数参数为alpha，alpha1，亮区指数参数为beta，beta1。

具体地，利用幂函数参数分别对相应的区域进行校正，得到校正后的两个子图像；具体步骤为：