專利名稱：一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種基于改進(jìn)的直方圖均衡化算法和改進(jìn)的反銳化掩模算法結(jié)合的快速有效的圖像增強(qiáng)方法。
背景技術(shù)：
對于識(shí)別灰度圖中的信息，例如識(shí)別二維條碼圖像中的二維碼信息和文字圖像中的文字信息，由于光照環(huán)境的影響，其容易導(dǎo)致灰度圖的質(zhì)量下降，特別是當(dāng)光線不足時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致灰度圖中條的灰度值(即用于表示信息的像素點(diǎn)的灰度值)以及空的灰度值(即用于表示空白的像素點(diǎn)的灰度)相對接近，進(jìn)而造成條的灰度值與空的灰度值的對比度下降， 同時(shí)引起大量噪聲進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)節(jié)不夠清晰，因此這樣常常會(huì)造成灰度圖的信息識(shí)別率低下。而對于灰度圖的信息識(shí)別率低下這一問題，應(yīng)采用灰度圖對比度提升和降噪的手段將質(zhì)量下降的灰度圖進(jìn)行處理?，F(xiàn)有的灰度圖對比度提升的技術(shù)通常可以分為兩類全局增強(qiáng)技術(shù)和局部增強(qiáng)技術(shù)。全局增強(qiáng)技術(shù)利用某些轉(zhuǎn)換函數(shù)對灰度圖的亮度通道或顏色通道進(jìn)行處理，進(jìn)而使灰度圖達(dá)到顯示設(shè)備的最大顯示動(dòng)態(tài)范圍從而獲取更多的圖像細(xì)節(jié)，此技術(shù)通常采用線性或非線性函數(shù)、直方圖均衡化、模糊對比度集約化等方法來間接提升整幅灰度圖的對比度，然而其對局部細(xì)節(jié)的提升不足；局部增強(qiáng)技術(shù)通常利用灰度圖中的邊緣信息和局部統(tǒng)計(jì)信息來對圖像局部細(xì)節(jié)進(jìn)行增強(qiáng)，然而，基于最優(yōu)化轉(zhuǎn)換函數(shù)和平均邊緣灰度對比度檢測方法進(jìn)而提出的通過拉伸亮度值而提高對比度的方法，其在提高對比度的同時(shí)也增強(qiáng)了噪聲。因此如何在提升對比度的同時(shí)抑制噪聲，這是一個(gè)迫切解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種在提升對比度的同時(shí)抑制噪聲的快速有效的圖像增強(qiáng)方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，該方法步驟包括 獲取灰度 采用帶背光補(bǔ)償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進(jìn)行全局對比度的提升，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度 采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進(jìn)行局部對比度的提升，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度 將全局對比度提升的灰度圖和局部對比度提升的灰度圖進(jìn)行疊加，進(jìn)而輸出一幅增強(qiáng)圖像的灰度圖。進(jìn)一步，所述步驟采用帶背光補(bǔ)償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進(jìn)行全局對比度的提升，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖，其包括
采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進(jìn)行處理，進(jìn)而得到待處理灰度圖；將待處理灰度圖劃分區(qū)域后計(jì)算出每個(gè)子區(qū)域的直方 采用帶門限剪切的動(dòng)態(tài)區(qū)域劃分方法對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行處理后，每個(gè)子區(qū)域的直方圖分別進(jìn)行獨(dú)立的直方圖均衡，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖。進(jìn)一步，所述步驟采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進(jìn)行局部對比度的提升，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度圖，其包括 采用拉普拉斯算子對獲取的灰度圖進(jìn)行邊緣濾波，進(jìn)而獲得邊緣圖像；
對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣判別，根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而采用直方圖均衡方法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣自適應(yīng)提升后得到局部對比度提升的灰度圖。
進(jìn)一步，所述步驟采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進(jìn)行處理，進(jìn)而得到待處理灰度圖中，所述壓縮高亮直方圖部分的方法，其采用的公式如下
權(quán)利要求
1.一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于該方法步驟包括 獲取灰度圖； 采用帶背光補(bǔ)償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進(jìn)行全局對比度的提升，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖； 采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進(jìn)行局部對比度的提升，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度圖； 將全局對比度提升的灰度圖和局部對比度提升的灰度圖進(jìn)行疊加，進(jìn)而輸出一幅增強(qiáng)圖像的灰度圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟采用帶背光補(bǔ)償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進(jìn)行全局對比度的提升，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖，其包括 采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進(jìn)行處理，進(jìn)而得到待處理灰度圖； 將待處理灰度圖劃分區(qū)域后計(jì)算出每個(gè)子區(qū)域的直方圖； 采用帶門限剪切的動(dòng)態(tài)區(qū)域劃分方法對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行處理后，每個(gè)子區(qū)域的直方圖分別進(jìn)行獨(dú)立的直方圖均衡，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進(jìn)行局部對比度的提升，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度圖，其包括 采用拉普拉斯算子對獲取的灰度圖進(jìn)行邊緣濾波，進(jìn)而獲得邊緣圖像； 對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣判別，根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而采用直方圖均衡方法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣自適應(yīng)提升后得到局部對比度提升的灰度圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟采用壓縮高亮直方圖部分的方法對獲取的灰度圖的直方圖進(jìn)行處理，進(jìn)而得到待處理灰度圖中，所述壓縮高亮直方圖部分的方法，其采用的公式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟將待處理灰度圖劃分區(qū)域后計(jì)算出每個(gè)子區(qū)域的直方圖，其具體為，采用5個(gè)點(diǎn)將待處理灰度圖劃分4個(gè)子區(qū)域后計(jì)算出每個(gè)子區(qū)域的直方圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟采用帶門限剪切的動(dòng)態(tài)區(qū)域劃分方法對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行處理后，每個(gè)子區(qū)域的直方圖分別進(jìn)行獨(dú)立的直方圖均衡，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖，其包括 對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配范圍； 采用帶門限剪切的方法對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行修正； 對每個(gè)子區(qū)域的直方圖分別進(jìn)行獨(dú)立的直方圖均衡后重建每個(gè)子區(qū)域內(nèi)的亮度映射表，根據(jù)每個(gè)子區(qū)域的亮度映射表進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟對每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配范圍，其包括 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的直方圖的動(dòng)態(tài)劃分范圍，其計(jì)算的公式如下Sfmnt =+ mt t, - Hii 其中，Spani表示第i個(gè)子區(qū)域的直方圖的動(dòng)態(tài)劃分范圍，Hii表示第i個(gè)子區(qū)域的直方圖的最低端點(diǎn)，mi+1表示第i個(gè)子區(qū)域的直方圖的最高端點(diǎn)； 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的直方圖的動(dòng)態(tài)劃分范圍和像素?cái)?shù)量之和的比例因子，其計(jì)算的公式如下factor = spmi x Ioelll mfi.MIJ ifi 其中，factor,表示第i個(gè)子區(qū)域的比例因子，Mi表示第i個(gè)子區(qū)域的像素?cái)?shù)量之和； 計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的直方圖的新范圍，其計(jì)算的公式如下raw 吹f =(￡ 1)x Jaciort s factor, 其中，Tangei表示第i個(gè)子區(qū)域的直方圖的新范圍，L-I表示圖像的最大亮度值，Xl表示子區(qū)域的比例因子之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟采用帶門限剪切的方法對每個(gè)子區(qū)域的直方圖進(jìn)行修正中，所述門限剪切為中值門限剪切。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣判別，根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而采用直方圖均衡方法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣自適應(yīng)提升后得到局部對比度提升的灰度圖中，采用Rosin算法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣判別。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，其特征在于所述步驟對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣判別，根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而采用直方圖均衡方法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行邊緣自適應(yīng)提升后得到局部對比度提升的灰度圖，其包括； 采用Rosin算法對邊緣圖像的直方圖進(jìn)行處理，進(jìn)而得到閾值； 根據(jù)閾值判斷邊緣圖像的直方圖中大于閾值的部分后，對大于閾值的部分進(jìn)行直方圖均衡，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法，該方法步驟包括，首先獲取灰度圖，然后采用帶背光補(bǔ)償亮度保持的QDHE算法對獲取的灰度圖進(jìn)行全局對比度的提升，進(jìn)而得到全局對比度提升的灰度圖，以及采用帶噪聲抑制的反銳化掩膜算法對獲取的灰度圖進(jìn)行局部對比度的提升，進(jìn)而得到局部對比度提升的灰度圖，最后將全局對比度提升的灰度圖和局部對比度提升的灰度圖進(jìn)行疊加，進(jìn)而輸出一幅增強(qiáng)圖像的灰度圖。本發(fā)明能夠在防止高亮區(qū)域變得過增強(qiáng)的同時(shí)補(bǔ)償暗區(qū)域以及在增強(qiáng)邊緣信息的同時(shí)壓制噪聲點(diǎn)，進(jìn)而大大提高圖像的質(zhì)量，而且具有較低的時(shí)間復(fù)雜度進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。本發(fā)明作為一種快速有效的圖像增強(qiáng)方法廣泛應(yīng)用在光學(xué)識(shí)別領(lǐng)域中。
文檔編號G06T5/00GK102722871SQ20121016674
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者朱雄泳, 譚洪舟 申請人:中山大學(xué)