圖像增強方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種圖像增強方法和系統(tǒng)，其中方法包括：獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，所述信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形；將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像；計算No、NL、Nz，其中，No表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，NL表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值；根據(jù)所述No、NL、Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括：當NL＜Nz且NL≥No時，或當No＞NL≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度提升；當NL＜Nz且NL＜No時，或當NL≥Nz且NL≥No時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制。本方案能提高圖像對比度，同時抑制了邊緣局部噪聲。
【專利說明】圖像增強方法和系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及圖像增強方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常的數(shù)字圖像受拍攝采集時的環(huán)境影響，會出現(xiàn)太暗或太亮的情況，從而使得捕捉到的圖像出現(xiàn)較差的視覺質(zhì)量，如圖像對比度不高、逼真性不強、圖像細節(jié)模糊等等。因此需要對拍攝的數(shù)字圖像使用圖像增強方法進行相關(guān)處理。傳統(tǒng)的圖像增強方法主要有以下兩種:
[0003]色彩拉伸增強方法，通過對某段色彩區(qū)間進行線性拉伸的方式來實現(xiàn)圖像增強。然而該方法的缺點在于:圖像對比度增強效果不明顯，而且各個色彩調(diào)整區(qū)域間的過度邊縫明顯，圖像整體平滑效果欠佳。
[0004]直方圖均衡增強方法，通過將原始直方圖變換為接近均勻分布的直方圖，擴展到整個灰度范圍，從而調(diào)節(jié)圖像的動態(tài)范圍。該方法缺點在于:圖像的灰度極有可能被過多地合并，并導致處理后灰度級過多減少，降低了圖像的灰度層次感；而且該方法不能適應(yīng)輸入圖像的局部亮度特征，這就限制了圖像中某些部位的對比拉伸度，導致處理結(jié)果中背景和小物體的圖像對比度惡化。
[0005]綜上所述，傳統(tǒng)的圖像增強方法，在對圖像進行增強處理時，會存在較為明顯的圖像對比度差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要針對圖像對比度差的問題，提供一種圖像對比度更好的圖像增強方法和系統(tǒng)。
[0007]一種圖像增強方法，包括:
[0008]獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，所述信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0009]將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像；
[0010]計算N。、NL、Nz，其中，N。表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，隊表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值；
[0011]根據(jù)所述N。、NL, Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0012]當Nl < Nz且NL≥N。時，或當N。>NL≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行売度提升；
[0013]當Nl < Nz且NL < N。時，或當NL≥Nz且NL≥N0時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制。
[0014]一種圖像增強系統(tǒng)，包括:
[0015]獲取模塊，用于獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，所述信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0016]劃分模塊，用于將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像；
[0017]計算模塊，用于計算N。、隊、Nz，其中，N。表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，Nl表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值；
[0018]處理模塊，用于根據(jù)所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0019]當Nl < Nz且Nl≥N。時，或當N。>隊≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行売度提升；
[0020]當Nl < Nz且Nl < N。時，或當隊> Nz且隊> N0時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制。
[0021]上述圖像增強方法和系統(tǒng)，先獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，在后續(xù)過程中對信息區(qū)域框內(nèi)的圖像進行處理，針對性的進行處理，節(jié)省了處理時間，提高了處理效率。接著對信息區(qū)域框進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框，并計算N。、Nl, Nz,然后根據(jù)N。、Nl, Nz之間的關(guān)系進行分情況亮度處理，從而實現(xiàn)圖像增強，該方案能適應(yīng)圖像的局部亮度特征，有效的保證高對比區(qū)域的細節(jié)信息，提高陰影區(qū)域?qū)Ρ榷?，同時在較大程度上抑制了邊緣局部噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明圖像增強方法實施例的流程示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例的原始圖像；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例的二值化圖像；
[0025]圖4為本發(fā)明實施例的二值化圖像的外接矩形示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明實施例的原始圖像的信息區(qū)域框示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明圖像增強系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下針對本發(fā)明圖像增強方法和系統(tǒng)的各實施例進行詳細的描述。
[0029]如圖1所示，為本發(fā)明圖像增強方法實施例的流程示意圖，包括步驟:
[0030]步驟SlOl:獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形；
[0031]對于獲取原始圖像中的信息區(qū)域框的方法，可以通過圖像采集軟件直接獲取圖像的外接矩陣的方式，也可以其它方式獲取。
[0032]例如，在一個實施例中，獲取原始圖像中的信息區(qū)域框步驟，包括:
[0033]將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素點；
[0034]對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區(qū)域框；
[0035]分別根據(jù)各高像素點區(qū)域框內(nèi)圖像的最大橫坐標對應(yīng)的像素點、最小橫坐標對應(yīng)的像素點、最大縱坐標對應(yīng)的像素點和最小縱坐標對應(yīng)的像素點獲取外接矩形，其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
[0036]本實施例中，根據(jù)二值化的外接矩陣即可確定原始圖像的外接矩陣，即確定原始圖像的信息區(qū)域框。其中，二值化處理過程可以設(shè)定二值化閾值a，當圖像像素的像素值大于或等于二值化閾值a時，設(shè)為像素值255，該像素點可以稱為高像素點。當圖像像素的像素值小于二值化閾值a時,設(shè)為像素值O,該像素點可以稱為低像素點。如圖2所示,為原始圖，參見圖3，為二值化處理后的二值化圖像。然后對二值化圖像進行掃描，確定外接矩形。確定外接矩陣的方法可以通過在橫軸與縱軸方向上，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)N時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區(qū)域框。N可以根據(jù)實際情況進行設(shè)置，本實施例中設(shè)置N為20，即掃描過程中，20個像素點沒掃描到像素值為255的，將接下來掃到的255像素點設(shè)定到一個獨立的高像素點區(qū)域框。
[0037]例如，參見圖4所示，本實施例中可根據(jù)最上方像素點01±、最左方像素點01左、最右方像素點01右、最下方像素點01 了確定二值化圖像的第一外接矩形410，根據(jù)最上方像素點02±、最左方像素點02左、最右方像素點02右、最下方像素點02了確定二值化圖像的第二外接矩形420，其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。根據(jù)二值化圖像的第一外接矩形410和二值化圖像的第二外接矩形420對應(yīng)的在原圖像中的信息區(qū)域框也確定了，參見圖5所示，獲得原始圖像的第一信息區(qū)域框510和第二信息區(qū)域框520。其中，外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行是指其中外接矩形的兩條平行邊與圖像坐標系的橫坐標平行，外接矩形的另兩條平行邊與圖像坐標系的縱坐標平行。當然，在其他實施例中，外接矩形的邊可以不與橫縱坐標平行。
[0038]在另一個實施例中，可以采用隔行掃描或隔多行掃描的方式來確定信息區(qū)域，因為本發(fā)明只需要選取出大概的信息區(qū)域，并不要求十分精確，因此可以隔行掃描或隔多行掃描的方式來確定信息區(qū)域，提高掃描速度。
[0039]步驟S102:將信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像；
[0040]該步驟可以是先將信息區(qū)域框劃分為若干個子信息區(qū)域框，根據(jù)各子信息區(qū)域框獲得各子信息區(qū)域框內(nèi)圖像。也可以是直接對信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行劃分，得到各子信息區(qū)域框內(nèi)圖像。另外，可以將信息區(qū)域框平均劃分為若干個子信息區(qū)域框，也可以按需要不均分。比如，如圖5，可以將第一信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行均分為4個子信息區(qū)域框，獲得該區(qū)域的第一子信息區(qū)域框內(nèi)圖像511、第二子信息區(qū)域框內(nèi)圖像512、第三子信息區(qū)域框內(nèi)圖像513、第四子信息區(qū)域框內(nèi)圖像514?？梢詫⒌诙畔^(qū)域框內(nèi)圖像進行均分為4個子信息區(qū)域框，獲得該區(qū)域的第一子信息區(qū)域框內(nèi)圖像521、第二子信息區(qū)域框內(nèi)圖像522、第三子信息區(qū)域框內(nèi)圖像523、第四子信息區(qū)域框內(nèi)圖像524。本發(fā)明對劃分塊數(shù)不做限制，可以根據(jù)需要進行劃分。
[0041]在其中一個實施例中，為了提高視覺效果，在步驟SlOl和步驟S102之間，還可以包括:采用以下公式對信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行灰度變換，獲得灰度變換后的信息區(qū)域框內(nèi)圖像?；叶茸儞Q可以是線性灰度變換、分段線性灰度變換、分線性灰度變換。
[0042]在優(yōu)選實施例中，可以采用以下公式對信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換后的信息區(qū)域框內(nèi)圖像，
[0043]M(i，j) = [255/log(256)]*log[0(i, j)+l][0044]其中，M(i，j)表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像灰度變換后的像素值，0(i, j)表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像灰度變換前的像素值。
[0045]然后，對灰度變換后的信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行分塊處理。當然，在其他實施例中，對圖像進行灰度變換步驟可以在S102之后，即可以先進行區(qū)域框內(nèi)圖像劃分，得到子信息區(qū)域框內(nèi)圖像，然后對各子信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行灰度變換，然后進行步驟S103。
[0046]步驟S103:計算m其中，N。表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，隊表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值。
[0047]比如，如圖5所示，計算第一信息區(qū)域框內(nèi)圖像的平均像素平均值Nz，該區(qū)域的第一子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值和像素平均值、第二子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值和像素平均值、第三子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值和像素平均值、第四子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值和像素平均值。同理可得第二信息區(qū)域框內(nèi)N。、H
[0048]步驟S104:根據(jù)N。、Nl, Nz對各子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:
[0049]當Nl < Nz且Nl≥N。時，或當N。>隊≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行売度提升；
[0050]當Nl < Nz且Nl < N。時，或當隊> Nz且隊> N0時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制；
[0051]其中，N。表示亮度處理前子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，隊表示亮度處理前子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值。
[0052]對于對圖像進行亮度提升和亮度抑制的方法，可以根據(jù)實際使用采用不同的技術(shù)手段，本方案提供一種優(yōu)選方案，當隊< Nz且隊> N。時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種圖像增強方法，其特征在于，包括: 獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，所述信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形； 將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像； 計算N。、Nl, Nz，其中，N。表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，Nl表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值； 根據(jù)所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括:當Nl < Nz且Nl≥N。時，或當N。> Nl≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行売度提升； 當Nl < Nz且Nl < N。時，或當Nl≥Nz且Nl≥N0時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，根據(jù)所述N。、Nl,Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理步驟，包括: 當隊< Nz且隊> N。時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，所述獲取原始圖像中的信息區(qū)域框步驟，包括: 將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素占.對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區(qū)域框； 分別根據(jù)各高像素點區(qū)域框內(nèi)圖像的最大橫坐標對應(yīng)的像素點、最小橫坐標對應(yīng)的像素點、最大縱坐標對應(yīng)的像素點和最小縱坐標對應(yīng)的像素點獲取外接矩形，其中，所述外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的圖像增強方法，其特征在于，所述將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像步驟前，還包括: 采用以下公式對信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換后的信息區(qū)域框內(nèi)圖像，

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的圖像增強方法，其特征在于，對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理步驟之后，還包括: 獲取亮度處理后的圖像的各明暗過渡區(qū)域； 分別計算各明暗過渡區(qū)域的像素平均值，當明暗過渡區(qū)域的像素點的像素值與所述像素平均值的差值大于預(yù)設(shè)閾值時，將該像素點的像素值設(shè)置為像素平均值。
6.一種圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取原始圖像中的信息區(qū)域框，其中，所述信息區(qū)域框為原始圖像中圖像的外接矩形； 劃分模塊，用于將所述信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行區(qū)域劃分獲得若干個子信息區(qū)域框內(nèi)圖像； 計算模塊，用于計算N。、^、^，其中，N。表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的中心像素值，隊表示子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值，Nz表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素平均值； 處理模塊，用于根據(jù)所述N。、Nl, Nz對各所述子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度處理，具體包括: 當Nl < Nz且Nl≥N。時，或當N。> Nl≥Nz時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行売度提升； 當Nl < Nz且Nl < N。時，或當Nl≥Nz且Nl≥N0時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度抑制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊用于: 當隊< Nz且隊> N。時，將該子信息區(qū)域框內(nèi)圖像的像素點進行亮度提升包括以下公式，
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取模塊包括: 二值化模塊，用于將原始圖像進行二值化處理，獲得二值化圖像，二值化圖像包括低像素點和高像素點； 高像素點區(qū)域框確認模塊，用于對二值化圖像進行掃描，當相鄰兩個高像素點之間間隔低像素點的個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時，該兩個高像素點劃分為不同的高像素點區(qū)域框； 外接矩陣確認模塊，用于分別根據(jù)各高像素點區(qū)域框內(nèi)圖像的最大橫坐標對應(yīng)的像素點、最小橫坐標對應(yīng)的像素點、最大縱坐標對應(yīng)的像素點和最小縱坐標對應(yīng)的像素點獲取外接矩形，其中，所述外接矩形的邊分別與橫縱坐標平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項所述的圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，所述劃分模塊還包括: 灰度變換模塊，用于采用以下公式對信息區(qū)域框內(nèi)圖像進行非線性灰度變換，獲得灰度變換后的信息區(qū)域框內(nèi)圖像，`
M(i，j) = [255/log(256)]*log[0(i, j)+l] 其中，M(i，j)表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像灰度變換后的像素值，0(i，j)表示信息區(qū)域框內(nèi)圖像灰度變換前的像素值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項所述的圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊還用于: 獲取亮度處理后的圖像的各明暗過渡區(qū)域； 分別計算各明暗過渡區(qū)域的像素平均值，當明暗過渡區(qū)域的像素點的像素值與所述像素平均值的差值大于預(yù)設(shè)閾值時，將該像素點的像素值設(shè)置為像素平均值。
【文檔編號】G06T5/00GK103514588SQ201310470595
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】劉雄偉 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司