一種圖像處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像處理方法及系統(tǒng)，用以提高圖像的動態(tài)范圍及通透性。本發(fā)明提供的一種圖像處理方法，包括：利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像的灰度直方圖；根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，確定圖像的灰度映射關(guān)系；根據(jù)圖像的灰度映射關(guān)系，確定圖像每一像素點的輸出亮度從而得到輸出圖像。
【專利說明】一種圖像處理方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像處理方法及圖像處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我們通過攝像機或相機獲得的一些圖片，由于拍攝場景不同，會獲得不同的圖像效果，例如對于晴天場景的拍攝可以獲得較好的圖像效果，但是對于雨天、霧天等場景的拍攝，往往拍出的圖像發(fā)蒙，或者偏暗，細節(jié)不夠豐富，圖像整體通透性不夠，因此，如何能自適應(yīng)地提高圖像的動態(tài)范圍獲得層次分明信息豐富的圖像是圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前已有的技術(shù)一般是通過gamma變換、曲線變換、直方圖均衡化或規(guī)定化等來實現(xiàn)圖像的動態(tài)范圍提升，但是這些方法無法很好的做到自適應(yīng)，使得動態(tài)范圍和通透性同時滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種圖像處理方法及系統(tǒng)，用以提高圖像的動態(tài)范圍及通透性。
[0005]本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理方法，包括:
[0006]利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像的灰度直方圖；
[0007]根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，計算圖像的灰度映射關(guān)系;
[0008]利用圖像的灰度映射關(guān)系，確定圖像每一像素點的輸出亮度從而得到輸出圖像。
[0009]本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理系統(tǒng)，包括:
[0010]灰度直方圖確定單元，用于利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像塊的灰度直方圖；
[0011]灰度映射關(guān)系確定單元，用于根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，確定圖像的灰度映射關(guān)系；
[0012]輸出圖像確定單元，用于利用圖像的灰度映射關(guān)系，確定圖像的輸出亮度從而得到輸出圖像。
[0013]本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理方法及系統(tǒng)，根據(jù)圖像的初始亮度，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，計算出圖像的灰度映射關(guān)系并利用此灰度映射關(guān)系根據(jù)圖像每一像素點的初始亮度確定出圖像的輸出亮度，提高了圖像的動態(tài)范圍和通透性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理方法的主要流程示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理方法的詳細流程示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例所述的根據(jù)直方圖計算7對映射關(guān)系的示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例所述的由7對映射關(guān)系插值出灰度拉升曲線的示意圖；[0018]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明實施例提供了一種圖像處理方法及系統(tǒng)，用以提高圖像的動態(tài)范圍及通透性。
[0020]本發(fā)明實施例提供的一種圖像處理方法，參見圖1，該方法包括:
[0021]步驟101,利用圖像每一像素點的初始売度，確定該圖像的灰度直方圖；
[0022]步驟102，根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，計算圖像的灰度映射關(guān)系；
[0023]步驟103，利用圖像的灰度映射關(guān)系，確定圖像每一像素點的輸出亮度，從而得到輸出圖像。具體地，例如，如果圖像是灰度圖，則根據(jù)輸出亮度直接輸出處理過的灰度圖；如果圖像是彩色圖像，則需要根據(jù)初始亮度，以及該彩色圖像的初始顏色通道值和獲取的輸出亮度，獲得輸出顏色，進而獲得輸出圖像；
[0024]較佳地，所述利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像的灰度直方圖，包括:
[0025]利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度；例如，如果圖像是灰度圖，則直接使用初始亮度確定該灰度圖的灰度直方圖；如果圖像是彩色圖像，則計算出每一像素點的初始亮度，根據(jù)此初始亮度確定該彩色圖像的灰度直方圖；
[0026]根據(jù)圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度，確定該圖像的灰度直方圖。
[0027]較佳地，利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行Y指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的Y指數(shù)變換后的亮度
[0028]較佳地，所述利用圖像的指數(shù)變換后的亮度，統(tǒng)計圖像的灰度直方圖，包括:
[0029]將指數(shù)變換后的亮度劃分灰度級，并將多個灰度級合并為一個灰度統(tǒng)計區(qū)間；
[0030]根據(jù)所述灰度統(tǒng)計區(qū)間,確定圖像的灰度直方圖。
[0031]較佳地，所述根據(jù)所述灰度直方圖，確定圖像的灰度映射關(guān)系，包括:
[0032]根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，逐層計算出多對映射關(guān)系;
[0033]根據(jù)多對映射關(guān)系和最低灰度級以及最高灰度級，利用插值法計算出每個圖像的灰度映射關(guān)系。
[0034]較佳地，根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的算法，逐層計算出七對映射關(guān)系。
[0035]較佳地，所述插值法包括:線性插值法、B樣條插值法或貝塞爾曲線插值法。
[0036]較佳地，所述插值法為線性插值法。
[0037]下面結(jié)合附圖和具體的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行詳細說明，在本優(yōu)選實施例中，假設(shè)需要處理的圖像是彩色圖像。需要說明的是，本具體實施例是為了說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但不限制本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0038]參見圖2，為本發(fā)明實施例提供的圖像處理方法的流程圖，其方法包括:
[0039]步驟201，計算圖像每一像素點的初始亮度；
[0040]具體地，初始亮度的計算為:[0041]Y=0.299R+0.587G+0.114B ；
[0042]其中，Y為初始亮度，R、G、B為三個顏色分量；
[0043]步驟202，將初始亮度進行Y指數(shù)變換，得到圖像每一像素點的指數(shù)變換后的亮度；具體為:
[0044]Y = (Y/Y—) Υ*Y—;
[0045]其中，Y’為指數(shù)變換后的亮度，Ymax為最大灰度級別對應(yīng)的亮度，Y為可調(diào)因子，取值范圍為(Tl，Y越大圖像的暗部越亮，本方案中默認取值為1/1.8。
[0046]步驟203，利用圖像每一像素點的指數(shù)變換后的亮度，確定該圖像的灰度直方圖；
[0047]具體地，將圖像的指數(shù)變換后的亮度劃分灰度級，并將多個灰度級合并為一個灰度統(tǒng)計區(qū)間，以減少直方圖的存放資源；根據(jù)所述灰度統(tǒng)計區(qū)間，確定圖像的灰度直方圖。
[0048]步驟204，根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，確定圖像的灰度映射關(guān)系；
[0049]具體地，針對圖像的直方圖分布情況，采用均衡化和等比化相結(jié)合的算法，逐層找出7對映射關(guān)系，如圖3所示，先找出灰度級為Ctl的亮度點，再找出灰度級為Ccitl和Ccu的亮度點，接下來找出灰度級為C_，C001, C010, C011的亮度點；假設(shè)直方圖的最小灰度級為O，最大灰度級為Ymax，根據(jù)均衡化先找出中心點Atl,即確保圖像區(qū)域中亮度值為Atl的左右
(即亮度大于Atl和小于Atl)兩邊的像素個數(shù)相當
【權(quán)利要求】
1.一種圖像處理方法，其特征在于，該方法包括: 利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像的灰度直方圖； 根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，確定圖像的灰度映射關(guān)系; 利用圖像的灰度映射關(guān)系，根據(jù)圖像每一像素點的初始亮度確定圖像每一像素點的輸出亮度從而得到輸出圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于，所述利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像的灰度直方圖，包括: 利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度； 根據(jù)圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度，確定該圖像的灰度直方圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理方法，其特征在于，利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行Y指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的Y指數(shù)變換后的売度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理方法，其特征在于，所述利用圖像的指數(shù)變換后的亮度，統(tǒng)計圖像的灰度直 方圖，包括: 將指數(shù)變換后的亮度劃分灰度級，并將多個灰度級合并為一個灰度統(tǒng)計區(qū)間； 根據(jù)所述灰度統(tǒng)計區(qū)間，確定圖像的灰度直方圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理方法，其特征在于，所述根據(jù)所述灰度直方圖，確定圖像的灰度映射關(guān)系，包括: 根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，逐層計算出多對映射關(guān)系；根據(jù)多對映射關(guān)系和最低灰度級以及最高灰度級，利用插值法計算出每個灰度級的灰度映射關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于，根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的算法，逐層計算出七對映射關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于，所述插值法包括:線性插值法、B樣條插值法或貝塞爾曲線插值法。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于，所述插值法為線性插值法。
9.一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 灰度直方圖確定單元，用于利用圖像每一像素點的初始亮度，確定該圖像塊的灰度直方圖； 灰度映射關(guān)系確定單元，用于根據(jù)所述灰度直方圖，利用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，確定圖像的灰度映射關(guān)系。 輸出圖像確定單元，用于利用圖像的灰度映射關(guān)系，確定圖像每一像素點的輸出亮度，從而得到輸出圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度直方圖確定單元，包括: 初始亮度指數(shù)變換單元，用于利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度；灰度直方圖確定子單元，用于根據(jù)圖像的每一像素點的指數(shù)變換后的亮度，確定該圖像的灰度直方圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初始亮度指數(shù)變換單元利用圖像每一像素點的初始亮度，將圖像的每一像素點的初始亮度進行Y指數(shù)變換，輸出圖像的每一像素點的Y指數(shù)變換后的亮度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度直方圖確定子單元，具體用于: 將圖像指數(shù)變換后的亮度劃分灰度級，并將多個灰度級合并為一個灰度統(tǒng)計區(qū)間； 根據(jù)所述灰度統(tǒng)計區(qū)間，確定圖像的灰度直方圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度映射關(guān)系確定單元，具體用于: 根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，逐層計算出多對映射關(guān)系； 根據(jù)多對映射關(guān)系和最低灰度級以及最高灰度級，利用插值法計算出圖像的灰度映射關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度映射關(guān)系確定單元根據(jù)所述灰度直方圖采用均衡化和等比化相結(jié)合的方法，逐層計算出七對映射關(guān)系。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度映射關(guān)系確定單元根據(jù)多對映射關(guān)系和最低灰度級以及最高灰度級，利用插值法計算出每個圖像塊的灰度映射關(guān)系時，所述插值法包括:線性插值法、B樣條插值法或貝塞爾曲線插值法。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述灰度映射關(guān)系確定單元根據(jù)多對映射關(guān)系和最低灰度級以及最高灰度級，利用線性插值法計算出圖像的灰度映射關(guān)系。
【文檔編號】G09G5/10GK103778900SQ201210406037
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】程敏, 張興明, 傅利泉, 朱江明, 吳軍, 吳堅 申請人:浙江大華技術(shù)股份有限公司