[发明专利]一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法

权利要求书

1.一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取当前帧待处理的灰度图像；

步骤二：基于迭代算法自动计算所述灰度图像对应的灰度直方图的有效灰度级阈值；步骤二包括以下步骤：

步骤二一：设置有效灰度级阈值TH的初始值为t0；

步骤二二：根据有效灰度级阈值TH确定有效直方图H_valid(i)，有效直方图H_valid(i)的表达式如下：

其中，H(i)为灰度级i对应的像素数，i∈[0,2ⁿ-1]，n为所述灰度图像的位深；

步骤二三：计算所有有效直方图H_valid(i)的像素总和S_valid，计算公式如下：

其中，M＝2ⁿ-1；

步骤二四：设灰度图像总像素数为S_sum，则有效灰度级像素数占比P_valid为：

步骤二五：判断有效灰度级像素数占比P_valid是否低于预设比例P_Set，若是，则令有效灰度级阈值TH加1后跳转至步骤二二，重新计算有效灰度级像素数占比P_valid，直至有效灰度级像素数占比P_valid达到预设比例P_Set，得到所述灰度直方图的有效灰度级阈值；

步骤三：根据所述有效灰度级阈值对所述灰度直方图进行灰度等间距密度均衡变换，在变换过程中，计算灰度级在增强后图像对应的映射灰度值时，对灰度级等间距重排后的间距进行阈值限制以及对映射灰度值进行灰度偏置校正，灰度等间距密度均衡变换完成后得到所述灰度图像对应的增强后图像；

灰度等间距密度均衡变换的过程包括以下步骤：

步骤三一：对所述灰度图像进行直方图统计；

步骤三二：在[0,2ⁿ-1]范围内依次遍历每个灰度级i，根据灰度级i对应的像素数H(i)进行灰度级排序映射，灰度级排序映射的方式如下：

其中，TH为有效灰度级阈值；当灰度级i对应的像素数H(i)大于或等于阈值TH时，将该灰度级置为有效灰度级，那么该灰度级在增强变换后对应的灰度级序号S(i)为前一个灰度级序号S(i-1)加1；当灰度级i对应的像素数H(i)小于TH时，将该灰度级置为无效灰度级，有效灰度级个数保持不变，那么该灰度级在增强变换后对应的灰度级序号S(i)与前一个灰度级序号S(i-1)保持一致；

步骤三三：计算灰度级i在增强后图像对应的映射灰度值p，映射灰度值p的计算公式如下：

p＝S(i)*Dis+G_bias (5)

其中，G_bias为灰度偏置，Dis为灰度级等间距重排后的间距，其计算公式如下：

其中，m为增强后图像的位深，C为有效灰度级个数，且C＝S(2ⁿ-1)+1，D_Set为间距限定阈值；

灰度偏置G_bias的计算方法如下：

假定所述灰度图像的灰度均值为G_M，该均值在所述灰度图像中的灰度级相对位置与增强后中间有效灰度级在增强后图像中的灰度级相对位置近似相等，由此，可以得到如式(7)所示等式：

由式(7)可以得到灰度偏置G_bias的表达式，如式(8)所示：

其中，n为所述灰度图像的位深。

2.根据权利要求1所述的一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法，其特征在于，

所述预设比例P_Set的值为99％。

3.根据权利要求1所述的一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法，其特征在于，

增强后图像的位深m的值为8。

4.根据权利要求1所述的一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法，其特征在于，

间距限定阈值D_Set的取值范围为2～10。

5.根据权利要求1所述的一种用于实时图像增强的图像自适应增强算法，其特征在于，

当所述灰度图像是由彩色图像从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间并经过亮度通道与其他颜色通道分离后得到的灰度图像时，在得到所述灰度图像对应的增强后图像之后，还包括以下步骤：将所述增强后图像从所述HSV颜色空间转换回所述RGB颜色空间，得到所述彩色图像对应的彩色增强后图像。