專利名稱：一種圖像增強方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像增強方法和裝置。
背景技術(shù)：
圖像處理領(lǐng)域中，主要應(yīng)用計算機或光學設(shè)備對圖像進行處理，以改善圖像視覺效果。處理所使用的處理模型是根據(jù)人眼對光亮度觀察的特性確定的，目的是提高圖像的可判讀性。圖像增強是圖像處理涉及的內(nèi)容之一，指按特定需要釆用相應(yīng)的技術(shù)手段強調(diào)圖像中的某些特征信息而抑制其它信息，使處理后的圖像更適合于圖像的后續(xù)處理或其他特定應(yīng)用。圖像增強主要包括邊緣增強、紋理增強、目標區(qū)域增強以及對比度增強等。現(xiàn)有技術(shù)中，圖像增強技術(shù)沒有統(tǒng)一為一種算法，而是由于各種不同目的而產(chǎn)生了多種算法，這些算法可以根據(jù)處理空間的不同，劃分為基于空間域的圖像增強算法和基于轉(zhuǎn)換域的圖像增強算法?；诳臻g域的圖像增強算法又可以分為空域
的轉(zhuǎn)換增強算法、空域的濾波增強算法以及空域的彩色增強算法；基于轉(zhuǎn)換域的圖像增強算法可以分為頻率域平滑增強算法、頻率域的銳化增強算法以及頻域彩色增強算法。
現(xiàn)有技術(shù)中的圖像增強技術(shù)存在的問題在于目前的圖像增強方法雖然很多，但都是針對整個圖像所進行的圖像增強，雖然起到了對整個圖像進行增強的效果，可是圖像中的許多局部區(qū)域由于并沒有得到增強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種圖像增強方法和設(shè)備，用于在實現(xiàn)整個圖像增強的同時，實現(xiàn)對圖像中的局部區(qū)域的增強。
本發(fā)明提供了一種圖像增強方法，包括在待處理圖像中選取若干個中心點；
6以選取的每一所述中心點為中心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根
據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；
將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強。
其中，所述在待處理圖像中選取若干個中心點包括
將待處理圖像劃分為若干個部分，將每一個部分的幾何中心點，作為所 選取的中心點；或
隨機在待處理圖像中選取若干個點，作為所選取的中心點；或
隨機在待處理圖像中選取若干個區(qū)域，計算每一區(qū)域內(nèi)亮度的方差；當 一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于一預(yù)設(shè)的門限值時，將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心點作為 所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨機選取區(qū)域并計算每一 區(qū)域內(nèi) 亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選取到一定數(shù)量的中心點。其中，所述以選取的每一所述中心點為中心，在所述中心點四周進行區(qū) 域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的 區(qū)域，包括
以選取的每一所述中心點為中心，在四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū) 域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相比的變化程度與 一預(yù)設(shè)的門限值進 行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方差與擴散前區(qū)域的亮度方差相比的 變化程度與一預(yù)設(shè)的門卩艮值進行比較的結(jié)果，判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界； 判斷結(jié)果為是時將擴散后區(qū)域中新加入的像素作為邊界，不可向邊界外的區(qū) 域進行擴散；否則繼續(xù)進行區(qū)域擴散；
對所有中心點進行擴散處理后，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域。
其中，所述以選取的中心點為中心，在四周進行區(qū)域擴散包括 以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素加入到中心點所在的區(qū) 域中；或
以包括特定數(shù)量像素的區(qū)域為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個包括特 定數(shù)量像素的區(qū)域加入到中心點所在的區(qū)域中；或
以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到中心點所在的區(qū)域中。
其中，所述對所有中心點進行擴散處理后，還包括 當存在包括像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域時，將其合并到相鄰的區(qū)域中； 和/或判斷所述待處理圖像中存在不屬于任何區(qū)域的像素時，在所述不 屬于任何區(qū)域的像素中重新選取中心點在四周進行區(qū)域擴散。
其中，所述將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強后，還包括
對所述增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。
其中，所述對增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理包括
獲取位于不同區(qū)域邊緣的連續(xù)若干個像素；
獲取所述連續(xù)若干個像素的亮度平均值；
對于所述連續(xù)若干個像素中的中間像素，將亮度值設(shè)置為所述亮度平均 值；位于所述中間像素兩側(cè)的其他像素，其亮度值根據(jù)所述像素距所述中間 像素的距離由其所在區(qū)域的亮度值線性變化為所述亮度平均值。
其中，所述根據(jù)待處理圖像的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不 重疊的區(qū)域前，還包括
所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述彩色圖像轉(zhuǎn)換為亮度圖像；
所述將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強后，該包括
將所述增強處理后的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像。
本發(fā)明還提供一種圖像增強裝置，包括
中心點選取單元，用于在待處理圖像中選取若干個中心點；
圖像分割單元，用于以所述中心點選取單元選取的每一所述中心點為中
心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處
理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；
圖像增強單元，用于將所述圖像分割單元分割得到的互不重疊區(qū)域中的
圖像分別進行增強。
其中，所述中心點選取單元包括
第一中心點選^C子單元，用于將待處理圖像劃分為若干個部分，將每一個部分的幾何中心點，作為所選取的中心點；或
第二中心點選取子單元，用于隨機在待處理圖像中選取若干個點，作為 所選耳又的中心點；或
第三中心點選取子單元，用于隨機在待處理圖像中選取若干個區(qū)域，計 算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差；當一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于 一預(yù)設(shè)的門限值時， 將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心點作為所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨 機選取區(qū)域并計算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選 取到一定數(shù)量的中心點。
其中，所述圖像分割單元包括
擴散子單元，用于以所述中心點選取單元選耳又的每一中心點為中心，在 四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相 比的變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方 差與擴散前區(qū)域的亮度方差相比的變化程度與 一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié) 果，判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界；判斷結(jié)果為是時將擴散后區(qū)域中新加入 的像素作為邊界，不可向邊界外的區(qū)域進行擴散；否則繼續(xù)進行區(qū)域擴散；
區(qū)域分割子單元，用于在所述擴散子單元對所有中心點進行擴散處理后， 獲取將待處理圖像分割后得到的多個互不重疊的區(qū)域。
其中，所述擴散子單元具體用于
以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素加入到中心點所在的區(qū) 域中；或
以包括特定數(shù)量像素的區(qū)域為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個包括特 定數(shù)量像素的區(qū)域加入到中心點所在的區(qū)域中；或
以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到中心點 所在的區(qū)域中。
其中，所述圖像分割單元還包括
后處理子單元，用于當在所述擴散子單元對所有中心點進行擴散處理后， 判斷存在包括像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域時，將其合并到相鄰的區(qū)域中； 和/或判斷所述待處理圖像中存在不屬于任何區(qū)域的像素時，在所述不屬于任
9何區(qū)域的像素中重新選取中心點在四周進行區(qū)域擴散。
其中，所述圖像增強裝置還包括邊緣處理單元，用于對所述圖像增強 單元增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。 其中，所述邊緣處理單元包括
邊緣像素選擇子單元，用于獲取位于不同區(qū)域邊緣的連續(xù)若干個像素； 邊緣像素處理子單元，用于獲取所述連續(xù)若干個像素的亮度平均值；對 于所述連續(xù)若干個像素中的中間像素，將亮度值設(shè)置為所述亮度平均值；位 于所述中間像素兩側(cè)的其他像素，其亮度值根據(jù)所述像素距所述中間像素的 距離由其所在區(qū)域的亮度值線性變化為所述亮度平均值。 其中，所述圖^3曾強裝置還包括
第一圖像轉(zhuǎn)換單元，用于當所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述彩色 圖像轉(zhuǎn)換為亮度圖像，并將轉(zhuǎn)換后的圖像提供給所述圖像分割單元；
第二圖像轉(zhuǎn)換單元，用于當所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述圖像
增強單元增強處理后的圖像、或所述邊緣處理單元進行邊緣處理后的圖像， 轉(zhuǎn)換為彩色圖像。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
通過使用本發(fā)明，在待處理圖像中選取若干個中心點，并在中心點四周 進行區(qū)域擴散根據(jù)，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息將待處理的圖像進行區(qū)域劃 分，之后對每個區(qū)域中的圖像分別進行圖像增強處理。與傳統(tǒng)的全圖像增強 處理方法相比，可以使得圖像的局部信息能夠得到更有效的增強處理，取得 更好的圖像處理效果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實 施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作筒單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講， 在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明中圖像增強方法的流程圖；圖2是本發(fā)明中圖像增強方法的另一流程圖； 圖3是本發(fā)明中區(qū)域分割方法的流程圖4是本發(fā)明中區(qū)域分割前和區(qū)域分割后矩陣中元素的值的變化示意圖;
圖5是本發(fā)明中對不同區(qū)域邊緣進行處理的示意圖6是本發(fā)明中圖像增強裝置的結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明中圖像增強裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不 是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明中提供一種圖像增強方法，如圖1所示，包括以下步驟
步驟sl01、在待處理圖像中選取若干個中心點。
步驟s102、以選取的每一中心點為中心，在中心點四周進行區(qū)域擴散， 根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域。
步驟sl03、將互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強。
通過使用本發(fā)明提供的方法，在待處理圖像中選取若干個中心點，并在 中心點四周進行區(qū)域擴散根據(jù)，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息將待處理的圖像 進行區(qū)域劃分，之后對每個區(qū)域中的圖像分別進行圖像增強處理。與傳統(tǒng)的 全圖像增強處理方法相比，可以使得圖像的局部信息能夠得到更有效的增強 處理，取得更好的圖像處理效果。
以下結(jié)合一個具體的應(yīng)用場景，描述本發(fā)明中圖像增強方法的具體應(yīng)用。
如圖2所示，該圖像增強方法包括
步驟s201、將待處理圖像轉(zhuǎn)換為亮度圖像。
具體的，當待處理圖像為彩色圖像時，首先將彩色圖像裝換為亮度圖像， 亮度圖像也可以稱為亮度圖像。如果圖像本身為亮度圖像，則本步驟和最后 的由亮度圖像到彩色圖像的轉(zhuǎn)換步驟均可以進行省略。將彩色圖像裝換為亮
ii度圖像的方法很多，其基本思想是將每個像素的紅、綠、藍三色的值進行加 權(quán)得到該像素的亮度值。考慮到人眼對不同顏色的敏感度不同，本發(fā)明應(yīng)用 場景中利用下面的公式(l)實現(xiàn)由彩色圖像到亮度圖像的轉(zhuǎn)換。
j(x》,)="* 力+ yg * G(X,力+ ff(X,力 , a + 〃 + ;K
其中，a為像素中紅色值的加權(quán)系數(shù)，-為像素中綠色值的加權(quán)系數(shù)，y
為像素中藍色值的力口斗又系數(shù)，可以選擇"=0.31, " = 0.59, y = 0.10。 (x,力為像
素在圖像中的坐標，i (jc,力為像素中紅色的值，G(x,力為像素中綠色的值，
S(x,力為像素中綠色的值，/(x,力為像素的亮度值。本發(fā)明中對于該彩色圖像
裝換為亮度圖像所使用的具體算法和公式不做限定，加權(quán)系數(shù)也可以根據(jù)需
要進行調(diào)整。
步驟s202、將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域。
具體的，該步驟為圖像增強處理流程的核心步驟。區(qū)域劃分的目的是將
圖像根據(jù)亮度信息分割成若干個不同的區(qū)域，要求這些區(qū)域能覆蓋整個圖像，
且不同區(qū)域之間互不重合。本步驟中進行區(qū)域劃分的目的是找出圖像中亮度
集中、對比度差的區(qū)域。
具體的，該步驟中的區(qū)域分割方法如圖3所示，包括以下步驟
步驟s301、根據(jù)待處理圖像中像素的數(shù)量創(chuàng)建矩陣，矩陣中的每一個元
素對應(yīng)待處理圖像中的一個像素。在開始進行區(qū)域分割前，將矩陣中每一個
元素的值設(shè)置為統(tǒng)一的初始值，如將初始值設(shè)置為0。
步驟s302、在圖像中選取若干個中心點并分別進行編號。
該編號可以為1、 2、 3、 4...的連續(xù)數(shù)字，也可以采耳又其他編號方法，此
處僅以使用連續(xù)數(shù)字進行的編號為例。該中心點的選耳又方法可以為
方法l:將待處理圖像使用任意形狀(如矩形、正方形、正六邊形或其他
形狀)劃分為若干個部分，將每一個部分的幾何中心點，作為所選取的中心點。
方法2:隨機在待處理圖像中選取若干個點，作為所選取的中心點。 方法3:隨機在待處理圖像中選取若干個區(qū)域，計算每一區(qū)域內(nèi)亮度的方
12差；當一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于一預(yù)設(shè)的門限值時，將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心 點作為所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨機選取區(qū)域并計算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選取到一定數(shù)量的中心點。 使用該方法3的出發(fā)點在于當一小區(qū)域內(nèi)亮度的方差很小時，說明該小區(qū) 域內(nèi)對比度較差，不是亮度變化明顯的區(qū)域，可以用于進行中心點的選取。
除了以上方式外，還可以釆用其他方法進行中心點的選^C。
步驟s303、選取一中心點，以選取的中心點為中心，在四周的區(qū)域中選 擇一可擴散方向進行區(qū)域擴散，并計算擴散后區(qū)域的亮度的均值和方差。
具體的，在第一次進行區(qū)域擴散時，中心點周圍的所有區(qū)域均可作為擴 散方向，可以采耳又以下擴散方式
方式l:以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素加入到中心點所 在的區(qū)域中，并將矩陣中與新加入的像素相對應(yīng)的元素的值修改為中心點的 編號。
方式2:以小區(qū)域為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個小區(qū)域(如2*2像 素組成的區(qū)域或者3*3像素組成的區(qū)域)加入到中心點所在的區(qū)域中，并將 矩陣中與新加入的像素相對應(yīng)的元素的值修改為中心點的編號。
方式3:以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到 中心點所在的區(qū)域中，并將矩陣中與新加入的像素相對應(yīng)的元素的值修改為 中心點的編號；隨著區(qū)域的增大，每次加入到中心點所在區(qū)域的像素數(shù)量將 不斷增加。
除了以上方式外，還可以采用其他方式不斷將中心點四周的像素加入到 中心點所在的區(qū)域中。
步驟s304、根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相比的 變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方差與 擴散前區(qū)域的亮度方差相比的變化程度與 一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果， 判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界；是邊界則進行步驟s305，否則返回步驟s303。
當擴散后區(qū)域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相比，變化程度超過 一預(yù)設(shè)的門限值(如5%或其他門限值)時；或當擴散后區(qū)域的亮度方差與擴散前區(qū)域的亮度方差相比，變化程度超過一預(yù)設(shè)的門限值(如5%或其他門限 值)時，說明新加入的像素與擴散前區(qū)域相比有明顯的亮度變化，可以認為 其是邊界。上述根據(jù)亮度均值、以及亮度方差可以分別作為判斷是否為邊界 的標準，或結(jié)合使用作為判斷是否為邊界的標準。
步驟s305、將擴散后區(qū)域中新加入的像素作為邊界，不可向邊界外的區(qū) 域進行擴散。
步驟s306、以選取的中心點為中心，判斷是否四周的區(qū)域中是否存在可 擴散方向，是則進行步驟s303,否則進行步驟s307。
步驟s307、判斷是否還有未選取的中心點，是則進行步驟s303，否則進 行步驟s308。
未選取的中心點是指之前處理過程中未加入到任何區(qū)域的中心點，當一 個中心點位于以其他之前已選取的中心點為中心擴散得到的區(qū)域中時，說明 該中心點的亮度與其他已經(jīng)擴散區(qū)域的亮度相似，不需要再次選取。
步驟s308、根據(jù)矩陣中的每一個元素的值獲取區(qū)域分割結(jié)果。圖4所示 為區(qū)域分割前和區(qū)域分割后矩陣中元素的值的變化的 一示意圖，可以發(fā)現(xiàn)， 對待處理圖像的所有像素進行區(qū)域劃分后，得到編號分別為1 4的4個互不 重疊的區(qū)域。
需要說明的是，在上述步驟s301 s308所描述的流程后，根據(jù)不同的情 況，還可以進行以下處理(1 )判斷是否存在包括像素數(shù)量很少的區(qū)域，對 包括的像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域，將其合并到相鄰的區(qū)域中，該預(yù)設(shè)值 可以根據(jù)待處理圖像的大小進行設(shè)置；(2)判斷矩陣中是否存在值未發(fā)生變 化的元素，即值始終為初始值的元素，這是由于中心點選擇不當造成的；若 存在，則在這些值未發(fā)生變化的元素中重新選取中心點，再次執(zhí)行上述步驟 s302 ~ s308所描述的流程。
通過上述步驟，可以將圖像中亮度相似的區(qū)域分割出來，將這些區(qū)域分 別標記。這些區(qū)域是需要進行增強的區(qū)域，因為這些區(qū)域的亮度相似，區(qū)域 中的細節(jié)變化無法顯示出來。
步驟s203、對將分割得到的互不重疊區(qū)域中的圖像，分別進行直方圖均
14衡。
具體的，本步驟中需要將步驟s202中劃分得到的多個互不重疊的區(qū)域中
的圖像分別進行增強處理。本發(fā)明中采用的增強方法是常用的直方圖均衡化 方法。通過計算一個區(qū)域的直方圖，然后進行均衡化處理，這樣，本區(qū)域的 圖像得到了增強。通過每個區(qū)域的直方圖均衡化，圖像中需要增強的區(qū)域都 得到了增強，改善了每個區(qū)域的顯示效果，這是全圖直方圖均衡化達不到的。
直方圖均衡化處理的核心思想是把原始圖像的亮度直方圖從比較集中的 某個亮度區(qū)間變成在全部亮度范圍內(nèi)的均勻分布。直方圖均衡化就是對圖像 的亮度進行非線性拉伸，重新分配圖像像素的亮度值，使一定亮度范圍內(nèi)的 像素數(shù)量大致相同。直方圖均衡化就是把給定圖像的直方圖分布改變成"均 勻"分布直方圖分布。
直方圖均衡化的基本思想是把原始圖的直方圖轉(zhuǎn)換為均勻分布的形式， 這樣就增加了像素亮度值的動態(tài)范圍從而可達到增強圖像整體對比度的效
果。設(shè)原始圖像在(x, y)處的亮度為f，而改變后的亮度為g,則對圖像增 強的方法可表述為將在(x, y)處的亮度f映射為g。在亮度直方圖均衡化處 理中對圖像的映射函數(shù)可定義為g = EQ(f),這個映射函數(shù)EQ(f)必須滿足 兩個條件
(1 ) EQ(f)在0 < f《L-l范圍內(nèi)是一個單值單增函數(shù)，其中L為圖像的亮 度級數(shù)。這是為了保證增強處理沒有打亂原始圖像的亮度排列次序，原圖各 亮度級在轉(zhuǎn)換后仍保持^v黑到白(或從白到黑)的排列。
(2)對于(Kf《L-l，有(Kg《L-l，這個條件保證了轉(zhuǎn)換前后亮度值動 態(tài)范圍的一致性。
例如，累計分布函凄t ( Cumulative Distribution Function ， CDF )可以滿足
上述兩個條件，并且通過該函數(shù)可以完成將原圖像f的分布轉(zhuǎn)換成g的均勻分 布。此時的直方圖均衡化映射函數(shù)為累計分布函數(shù)，根據(jù)該累計分布函數(shù)可 以由源圖像的各像素亮度值直接得到直方圖均衡化后各像素的亮度值。在實 際處理轉(zhuǎn)換時， 一般先對原始圖像的亮度情況進行統(tǒng)計分析，并計算出原始 直方圖分布，然后根據(jù)計算出的累計直方圖分布求出f到g的亮度映射關(guān)系。
15在重復上述步驟得到源圖像所有亮度級到目標圖像亮度級的映射關(guān)系后，按 照這個映射關(guān)系對源圖像各點像素進行亮度轉(zhuǎn)換，即可完成對源圖的直方圖 均衡化。
需要說明的是，本發(fā)明中涉及的圖像增強處理方法并不限于上述直方圖 均衡化方法，可以根據(jù)處理效果的實際需要采用其他更為復雜或簡單的圖像 增強處理方法。
步驟s204、對直方圖均衡處理后互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。
具體的，經(jīng)過上述分區(qū)域的直方圖均衡化處理后，各個需要增強的區(qū)域 得到了增強，但是區(qū)域連接的地方可能出現(xiàn)由于相鄰像素位于不同的增強區(qū) 域而經(jīng)歷了不同的直方圖均衡化的過程，從而可能使得相鄰的區(qū)域出現(xiàn)明顯 的亮度階躍，這種地方在視覺上看起來會不太舒服，需要進行特別的處理。 本發(fā)明中采用的邊緣處理方法是進行邊界區(qū)域的亮度平滑，取邊界區(qū)域的連 續(xù)m個像素，然后進行平均，中間的像素取平均值，兩側(cè)的像素采用線性變 化的方式由原區(qū)域的亮度值逐漸變化到平均亮度值，這樣經(jīng)過過渡，原來邊 界處的亮度階躍可以消除，改善視覺效果。
以圖5所示的情況為例，在區(qū)域1和區(qū)域2的邊緣左右各取3個像素， 通?？梢赃x擇位于邊緣區(qū)域的點的法線方向上的像素。假設(shè)對于像素1 像素 6,取像素1至像素6的亮度的平均值，將像素3和像素4的亮度值設(shè)置為該 平均值。對于像素1和像素2，設(shè)置其亮度值使得區(qū)域1至像素3的亮度值為 線性變化；對于像素5和像素6，設(shè)置其亮度值使得像素4至區(qū)域2的亮度值 為線性變化。對于像素7~像素12,其設(shè)置方法與上述像素1~像素6的亮度設(shè) 置方法相似，在此不進行重復描述。
需要說明的是，本發(fā)明中涉及的區(qū)域邊緣處理并不限于上述圖5所示的 方法，可以根據(jù)處理效果的實際需要采用其他更為復雜或筒單的邊緣處理方 法。
步驟s205 、將邊緣處理后的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像。
經(jīng)過邊緣處理后，得到分區(qū)增強后的亮度圖像，需要由亮度圖像轉(zhuǎn)換到 彩色圖像。這里認為圖像增強不改變原色度關(guān)系，則利用公式(l)通過反轉(zhuǎn)換可以得到每個像素的紅綠藍對應(yīng)的值，實現(xiàn)由亮度圖像到亮度圖像的轉(zhuǎn)換。 具體的，對于公式(l)，"為像素中紅色值的加權(quán)系數(shù)， 〃為像素中綠色值的 加權(quán)系數(shù)，,為像素中藍色值的加權(quán)系凄t,可以選擇《 = 0.31, / = 0.59, y = 0.10。 (x,力為像素在圖像中的坐標，i (x，力為像素中紅色的值，G(x,W為像素中綠色 的值，S(x，力為像素中綠色的值，/(x，力為像素的亮度值，在a、 p、 y、 /(x,y)、 7 (x,力AS(x，力'7 (x,力/G(x,力以及B(Jc，力/G(x,力為已知的情況下，可以才艮據(jù)公 式(1 )獲得i (x,力、G0c，力以及5(x,力的值，從而實現(xiàn)了亮度圖像到彩色圖像 的轉(zhuǎn)換。在步驟s201中對于該彩色圖像裝換為亮度圖像所使用的具體算法和 公式進行變化時，該步驟同樣進行相應(yīng)變化即可，仍能夠?qū)崿F(xiàn)亮度圖像到彩 色圖像的轉(zhuǎn)換。
通過使用本發(fā)明提供的方法，在待處理圖像中選取若干個中心點，并在 中心點四周進行區(qū)域擴散根據(jù)，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息將待處理的圖像 進行區(qū)域劃分，之后對每個區(qū)域中的圖像分別進行圖像增強處理。與傳統(tǒng)的 全圖像增強處理方法相比，可以使得圖像的局部信息能夠得到更有效的增強 處理，取得更好的圖像處理效果。
本發(fā)明還提供一種圖像增強裝置，如圖6所示，包括
中心點選取單元10，用于在待處理圖像中選取若干個中心點；
圖像分割單元20,用于以中心點選耳又單元10選取的每一所述中心點為中 心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處 理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；
圖像增強單元30,用于將圖像分割單元20分割得到的互不重疊區(qū)域中的 圖像分別進行增強。
本發(fā)明的一個具體實現(xiàn)中，如圖7所示，該圖像增強裝置中
中心點選取單元10可以進一步包括
第一中心點選取子單元11，用于將待處理圖像劃分為若干個部分，將每 一個部分的幾何中心點，作為所選取的中心點；或
第二中心點選取子單元12,用于隨機在待處理圖像中選取若干個點，作 為所選取的中心點；或第三中心點選取子單元13,用于隨機在待處理圖像中選取若干個小區(qū)域， 計算每一區(qū)域內(nèi)亮度的方差；當一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于一預(yù)設(shè)的門限值時， 將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心點作為所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨 機選取區(qū)域并計算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選 取到一定數(shù)量的中心點。
當然，中心點選取單元10可用的中心點選取方式包括^旦不限于上述各子 單元中使用的中心點選取方式。
圖像分割單元20可以進一步包括擴散子單元21、后處理子單元22以及 區(qū)域分割子單元23。其中
擴散子單元21，用于以中心點選取單元IO選耳又的中心點為中心，在四周 進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相比的 變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方差與 擴散前區(qū)域的亮度方差相比的變化程度與 一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果， 判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界；判斷結(jié)果為是時將擴散后區(qū)域中新加入的像 素作為邊界，不可向邊界外的區(qū)域進行擴散；否則繼續(xù)進行區(qū)域擴散。具體 的擴散方式包括但不限于以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素 加入到中心點所在的區(qū)域中；或以包括特定數(shù)量像素的區(qū)域為單位進行區(qū)域 的擴散，每次將一個包括特定數(shù)量像素的區(qū)域加入到中心點所在的區(qū)域中； 或以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到中心點所 在的區(qū)域中。
后處理子單元22,與擴散子單元21連接，用于當在擴散子單元21對所 有中心點進行擴散處理后，判斷存在包括像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域時， 將其合并到相鄰的區(qū)域中；和/或判斷待處理圖像中存在不屬于任何區(qū)域的像 素時，則在不屬于任何區(qū)域的像素中重新選取中心點在四周進行區(qū)域擴散。
區(qū)域分割子單元23，用于在擴散子單元21對所有中心點進行擴散處理、 和后處理子單元22進行處理后，獲取將待處理圖像分割后得到的多個互不重 疊的區(qū)域。
另外，該圖像增強裝置還可以包括邊緣處理單元40,用于對圖像增強
18單元30增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。該邊緣處理單元40具
體可以進一步包括
邊緣像素選擇子單元41 ，用于獲取位于不同區(qū)域邊緣的連續(xù)若干個像素； 邊緣像素處理子單元42，用于獲取邊緣像素選擇子單元41獲取的連續(xù)若
干個像素的亮度平均值；對于連續(xù)若干個像素中的中間像素，將亮度值設(shè)置
為亮度平均值；位于中間像素兩側(cè)的像素，將亮度值根據(jù)像素距中間像素的
距離由其所在區(qū)域的亮度值線性變化為亮度平均值。 另外，該圖像增強裝置還可以包括還可以包括
第一圖像轉(zhuǎn)換單元50,用于當待處理圖像為彩色圖像時，將彩色圖像轉(zhuǎn) 換為亮度圖像，并將轉(zhuǎn)換后的圖像提供給圖像分割單元20第二圖像轉(zhuǎn)換單元60，用于當待處理圖像為彩色圖像時，將圖像增強單 元30增強處理后的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像。在裝置中存在邊緣處理單元40時， 將邊緣處理單元40進行邊緣處理后的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像。
如果待處理圖像本身為亮度圖像，則第一圖像轉(zhuǎn)換單元50的圖像轉(zhuǎn)換步 驟、以及第二圖像轉(zhuǎn)換單元60進行的圖像轉(zhuǎn)換步驟均可以進行省略。
通過使用本發(fā)明提供的裝置，在待處理圖像中選取若干個中心點，并在 中心點四周進行區(qū)域擴散根據(jù)，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息將待處理的圖像 進行區(qū)域劃分，之后對每個區(qū)域中的圖像分別進行圖像增強處理。與傳統(tǒng)的 全圖像增強處理方法相比，可以使得圖像的局部信息能夠得到更有效的增強 處理，取得更好的圖像處理效果。
通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā) 明可以通過硬件實現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用石更件平臺的方式來實現(xiàn)。 基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟 件產(chǎn)品可以存儲在一個非易失性存儲介質(zhì)(可以是CD-ROM， U盤，移動硬 盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服 務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，附圖中的 單元或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實施例中的裝置中的單元可以按照實施例描述 進行分布于實施例的裝置中，也可以進行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一 個或多個裝置中。上述實施例的單元可以合并為一個單元，也可以進一步拆 分成多個子單元。
上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
權(quán)利要求
1、一種圖像增強方法，其特征在于，包括在待處理圖像中選取若干個中心點；以選取的每一所述中心點為中心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述在待處理圖像中選取若 干個中心點包括將待處理圖像劃分為若干個部分，將每一個部分的幾何中心點，作為所 選取的中心點；或隨機在待處理圖像中選取若干個點，作為所選取的中心點；或 隨機在待處理圖像中選取若干個區(qū)域，計算每一區(qū)域內(nèi)亮度的方差；當 一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于一預(yù)設(shè)的門限值時，將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心點作為 所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨機選取區(qū)域并計算每一區(qū)域內(nèi) 亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選取到一定數(shù)量的中心點。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述以選取的每一所述中心 點為中心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息， 將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域，包括以選取的每一所述中心點為中心，在四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū) 域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相比的變化程度與 一預(yù)設(shè)的門限值進 行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方差與擴散前區(qū)域的亮度方差相比的 變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果，判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界； 判斷結(jié)果為是時將擴散后區(qū)域中新加入的像素作為邊界，不可向邊界外的區(qū) 域進行擴散；否則繼續(xù)進行區(qū)域擴散；對所有中心點進行擴散處理后，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述以選耳又的中心點為中心， 在四周進行區(qū)域擴散包括以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素加入到中心點所在的區(qū)域中；或以包括特定數(shù)量像素的區(qū)域為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個包括特 定數(shù)量像素的區(qū)域加入到中心點所在的區(qū)域中；或以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到中心點 所在的區(qū)域中。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所有中心點進行擴散 處理后，還包括當存在包括像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域時，將其合并到相鄰的區(qū)域中； 和/或判斷所述待處理圖像中存在不屬于任何區(qū)域的像素時，在所述不 屬于任何區(qū)域的像素中重新選取中心點在四周進行區(qū)域擴散。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述將所述互不重疊區(qū)域中 的圖像分別進行增強后，還包括對所述增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述對增強處理后的互不重 疊區(qū)域的邊緣進行處理包括獲取位于不同區(qū)域邊緣的連續(xù)若干個像素； 獲取所述連續(xù)若干個像素的亮度平均值；對于所述連續(xù)若干個像素中的中間像素，將亮度值設(shè)置為所述亮度平均 值；位于所述中間像素兩側(cè)的其他像素，其亮度值根據(jù)所述像素距所述中間 像素的距離由其所在區(qū)域的亮度值線性變化為所述亮度平均值。
8、 如權(quán)利要求1或6所述的圖像增強方法，其特征在于，所述根據(jù)待處 理圖像的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域前，還包括所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述彩色圖像轉(zhuǎn)換為亮度圖像； 所述將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強后，該包括 將所述增強處理后的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像。
9、 一種圖像增強裝置，其特征在于，包括中心點選取單元，用于在待處理圖像中選取若干個中心點;圖像分割單元，用于以所述中心點選取單元選取的每一所述中心點為中 心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；圖像增強單元，用于將所述圖像分割單元分割得到的互不重疊區(qū)域中的 圖像分別進行增強。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述中心點選取單元包括 第一中心點選取子單元，用于將待處理圖像劃分為若干個部分，將每一個部分的幾何中心點，作為所選取的中心點；或第二中心點選取子單元，用于隨機在待處理圖像中選取若干個點，作為 所選耳又的中心點；或第三中心點選取子單元，用于隨機在待處理圖像中選取若干個區(qū)域，計 算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差；當 一區(qū)域內(nèi)亮度的方差小于一預(yù)設(shè)的門限值時， 將該區(qū)域內(nèi)的幾何中心點作為所選取的中心點，依此標準在待處理圖像中隨 機選取區(qū)域并計算每一 區(qū)域內(nèi)亮度的方差與預(yù)設(shè)門限值的大小關(guān)系，直至選 取到一定數(shù)量的中心點。
11、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述圖像分割單元包括 擴散子單元，用于以所述中心點選取單元選耳又的每一中心點為中心，在四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度均值與擴散前區(qū)域的亮度均值相 比的變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié)果、和/或擴散后區(qū)域的亮度方 差與擴散前區(qū)域的亮度方差相比的變化程度與一預(yù)設(shè)的門限值進行比較的結(jié) 果，判斷擴散后的區(qū)域是否為邊界；判斷結(jié)果為是時將擴散后區(qū)域中新加入 的像素作為邊界，不可向邊界外的區(qū)域進行擴散；否則繼續(xù)進行區(qū)域擴散；區(qū)域分割子單元，用于在所述擴散子單元對所有中心點進行擴散處理后， 獲取將待處理圖像分割后得到的多個互不重疊的區(qū)域。
12、 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述擴散子單元具體用于 以像素為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個像素加入到中心點所在的區(qū)域中；或以包括特定數(shù)量像素的區(qū)域為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一個包括特定數(shù)量像素的區(qū)域加入到中心點所在的區(qū)域中；或以行或列為單位進行區(qū)域的擴散，每次將一行或一列像素加入到中心點 所在的區(qū)域中。
13、 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述圖像分割單元還包括 后處理子單元，用于當在所述擴散子單元對所有中心點進行擴散處理后，判斷存在包括像素數(shù)量少于一預(yù)設(shè)值的區(qū)域時，將其合并到相鄰的區(qū)域中； 和/或判斷所述待處理圖像中存在不屬于任何區(qū)域的像素時，在所述不屬于任 何區(qū)域的像素中重新選取中心點在四周進行區(qū)域擴散。
14、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述圖像增強裝置還包括: 邊緣處理單元，用于對所述圖像增強單元增強處理后的互不重疊區(qū)域的邊緣進行處理。
15、 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述邊緣處理單元包括 邊緣像素選擇子單元，用于獲取位于不同區(qū)域邊緣的連續(xù)若干個像素； 邊緣像素處理子單元，用于獲取所述連續(xù)若干個像素的亮度平均值；對于所述連續(xù)若干個像素中的中間像素，將亮度值設(shè)置為所述亮度平均值；位 于所述中間像素兩側(cè)的其他像素，其亮度值根據(jù)所述像素距所述中間像素的 距離由其所在區(qū)域的亮度值線性變化為所述亮度平均值。
16、 如權(quán)利要求12或14所述的裝置，其特征在于，所述圖像增強裝置 還包括第一圖像轉(zhuǎn)換單元，用于當所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述彩色 圖像轉(zhuǎn)換為亮度圖像，并將轉(zhuǎn)換后的圖像提供給所述圖像分割單元；第二圖像轉(zhuǎn)換單元，用于當所述待處理圖像為彩色圖像時，將所述圖像增強單元增強處理后的圖像、或所述邊緣處理單元進行邊緣處理后的圖像， 轉(zhuǎn)換為彩色圖^象。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像增強方法和裝置。該方法包括在待處理圖像中選取若干個中心點；以選取的每一所述中心點為中心，在所述中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息，將待處理圖像分割為多個互不重疊的區(qū)域；將所述互不重疊區(qū)域中的圖像分別進行增強。本發(fā)明提供的方法和裝置中，在待處理圖像中選取若干個中心點，并在中心點四周進行區(qū)域擴散，根據(jù)擴散后區(qū)域的亮度信息將待處理的圖像進行區(qū)域劃分，之后對每個區(qū)域中的圖像分別進行圖像增強處理，與傳統(tǒng)的全圖像增強處理方法相比，可以使得圖像的局部信息能夠得到更有效的增強處理，取得更好的圖像處理效果。
文檔編號G06T5/20GK101510302SQ20091008071
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者王俊艷, 英 黃 申請人:北京中星微電子有限公司