專利名稱：一種圖像一致性增強(qiáng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理、自然交互技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對圖像的一致性增強(qiáng)處理。
背景技術(shù)：
在數(shù)字圖像處理中，圖像增強(qiáng)技術(shù)是圖像預(yù)處理的基本技術(shù)，對提高圖像的質(zhì)量起著重要的作用。在工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天、國防安全等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，因此受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。因原始圖像在生成、傳輸和轉(zhuǎn)換過程中可能會受到多種因素的影響，如各種各樣的噪聲、通道帶寬等，往往會出現(xiàn)清晰度下降、對比度偏低等畫質(zhì)下降現(xiàn)象，需要提升圖像畫質(zhì)。圖像增強(qiáng)技術(shù)的目的是按特定的需要增強(qiáng)圖像中某些主要關(guān)心的信息，同時(shí)消弱或抑制掉一些次要信息，其目的是使得處理后的圖像能滿足特定的需求。比如在數(shù)字電視的視頻后處理過程中，需要通過增強(qiáng)提升電視畫面的清晰度和景深感，增強(qiáng)對比度或色彩，從而改善人眼的視覺效果。常見的圖像增強(qiáng)處理方法有空域或頻域增強(qiáng)方法，空域增強(qiáng)包括灰度調(diào)整實(shí)現(xiàn)、直方圖均衡化、線性或非線性濾波等。這些方法難以采用同一方法解決不同特性的圖像序列(亮暗、信噪比不一致)進(jìn)行一致性增強(qiáng)的問題，比如直方圖均衡存在溢出、過增強(qiáng)等問題，不同圖像亮暗增強(qiáng)不一致等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上不足之處，提出了一種便于硬件實(shí)現(xiàn)的圖像一致性增強(qiáng)方法，可以解決特定應(yīng)用需求下圖像序列的一致性增強(qiáng)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種圖像一致性增強(qiáng)方法，包括以下步驟
(O如果輸入待增強(qiáng)圖像為彩色圖像，將其由RGB空間轉(zhuǎn)換為YUV空間，將Y分量的灰度圖像分成大小相同的圖像塊
;如果輸入待增強(qiáng)圖像為灰度圖像，將其分成大小相同的圖像塊，其中，IB
、H為圖像塊的尺寸大??；
(2)求取每個(gè)圖像塊的平均灰度值》 將預(yù)先計(jì)算的一致性灰度值與該圖像塊的平均灰度值_ ι—相比，得到一個(gè)縮放系數(shù)Jfc
(3)對圖像塊內(nèi)的所有像素或特定像素點(diǎn)乘以該縮放系數(shù)fc,公式如下
權(quán)利要求
1.一種圖像一致性增強(qiáng)方法，包括以下步驟 (1)如果輸入待增強(qiáng)圖像為彩色圖像，將其由RGB空間轉(zhuǎn)換為YUV空間，將Y分量的灰度圖像分成大小相同的圖像塊;如果輸入待增強(qiáng)圖像為灰度圖像，將其分成大小相同的圖像塊其中，》、/ 為圖像塊的尺寸大??； (2)求取每個(gè)圖像塊的平均灰度值mean_value,將預(yù)先計(jì)算的一致性灰度值gray_value與該圖像塊的平均灰度值》相比,得到一個(gè)縮放系數(shù)； (3)對圖像塊中的像素點(diǎn)乘以該縮放系數(shù)，公式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，步驟(I)對灰度圖像進(jìn)行分塊后，如果相鄰圖像塊之間不重疊，則步驟(3)中對圖像塊內(nèi)的所有像素點(diǎn)乘以相應(yīng)的縮放系數(shù)；如果相鄰圖像塊之間重疊，則步驟(3)中，只對圖像塊內(nèi)的特定像素點(diǎn)乘以縮放系數(shù)，所述特定像素點(diǎn)為該圖像塊物理中心附近的像素點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，采用圖像窗口滑動實(shí)現(xiàn)圖像塊分割，得到待增強(qiáng)的圖像塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，一致性灰度值此取該灰度圖像的實(shí)際或期望的平均灰度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，對于窗口每次滑動的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，即相鄰圖像塊之間移動的像素步長為7，且74的情況，所述圖像塊物理中心附近的像素點(diǎn)為圖像塊物理中心附近的7X7個(gè)像素點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,在步驟(2)計(jì)算圖像塊的平均灰度值》value的過程中，對于后一圖像塊，通過重復(fù)利用前一圖像塊內(nèi)的、與該后一圖像塊重疊區(qū)域的像素點(diǎn)灰度值之和來減少計(jì)算量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)所述相鄰圖像塊之間移動的像素步長7=1時(shí)，后一圖像塊內(nèi)的像素點(diǎn)灰度值之和等于前一圖像塊的后《-I列灰度值之和加上后一圖像塊自身最后一列的灰度值之和。
8.一種圖像一致性增強(qiáng)裝置，其特征在于包括控制單元、行緩存控制器、行存陣列、平均灰度計(jì)算單元、縮放系數(shù)計(jì)算單元和增強(qiáng)計(jì)算單元，其中， 控制單元產(chǎn)生控制所述裝置內(nèi)其他部件的控制信號，并從外部獲取輸入待增強(qiáng)灰度圖像，所述待增強(qiáng)灰度圖像通過行緩存控制器存入行存陣列，行存數(shù)據(jù)經(jīng)行緩存控制器控制輸出到平均灰度計(jì)算單元； 平均灰度計(jì)算單元包括列加法器、PE單元和深度為《的移位寄存器陣列，所述平均灰度計(jì)算單元根據(jù)接收的行存數(shù)據(jù)，計(jì)算圖像塊blockmXn的平均灰度mean_ value,其中，》、/ 為圖像塊的尺寸大小； 縮放系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)預(yù)先計(jì)算的一致性灰度值gray_ value與所述圖像塊blockmXn的平均灰度計(jì)算縮放系數(shù)； 增強(qiáng)計(jì)算單元包括時(shí)延單元和乘法器，所述縮放系數(shù)與經(jīng)所述時(shí)延單元延時(shí)后的輸入待增強(qiáng)圖像中的相應(yīng)圖像塊對準(zhǔn)，對準(zhǔn)后的縮放系數(shù)與圖像塊中的像素點(diǎn)在乘法器中相乘，從而完成圖像增強(qiáng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，采用滑動窗的方法得到待增強(qiáng)的圖像塊，即在任何給定的時(shí)間待處理的圖像只有一部分被存儲到行存陣列中，行存陣列的條數(shù)與待增強(qiáng)圖像塊的行數(shù)相等，通過待增強(qiáng)圖像截取窗口的滑動流水線，從行存陣列中得到待增強(qiáng)的圖像塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述PE單元包括減法器單元、加法單元、寄存器sum_ value和除法單元,所述PE單元完成圖像塊灰度值之和的計(jì)算； 對于窗口每次滑動的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，即相鄰圖像塊之間移動的像素步長7為I個(gè)像素的情況，所述平均灰度計(jì)算單元計(jì)算圖像塊平均灰度值的過程如下 對于圖像塊財(cái)ocAl,在列加法器中完成圖像塊每一列的灰度值之和的計(jì)算，并累加到PE單元中的寄存器并把每一列的灰度值之和通過深度為的移位寄存器陣列保存，移位寄存器陣列的寬度由的數(shù)據(jù)位寬決定#個(gè)時(shí)鐘周期后，圖像塊第》列的灰度值之和計(jì)算完成,此時(shí)累加完成后的的值即為當(dāng)前圖像塊內(nèi)所有像素點(diǎn)灰度值之和，所述PE單元的除法單元將此除以塊內(nèi)像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)《X/ ，得到該圖像塊的平均灰度值； 第仿+1個(gè)時(shí)鐘周期，計(jì)算相對所述圖像塊財(cái)041移動了 I個(gè)像素步長的圖像塊的平均灰度值，所述減法器單元計(jì)算移位寄存器陣列當(dāng)前的輸出值與列加法器當(dāng)前的輸出值5 _co7的差值,加法單元將該差值與寄存器的值求和,得到圖像塊的灰度值之和,計(jì)算結(jié)果仍保存在寄存器中,所述PE單元的除法單元將圖像塊財(cái)042的灰度值之和除以塊內(nèi)像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)《Χ/ ，得到該圖像塊的平均灰度值，其中，列加法器當(dāng)前的輸出值是圖像塊S7od2的最后一列的灰度值之和；移位寄存器陣列當(dāng)前的輸出值·5·ΑΥ/ _/·6^_ο 是圖像塊的第一列的灰度值之和；對于后續(xù)相鄰圖像塊，平均灰度值的計(jì)算過程以此類推。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對圖像進(jìn)行一致性增強(qiáng)的圖像處理裝置，其特征在于包括控制單元、行緩存控制器、行存陣列、平均灰度計(jì)算單元、縮放系數(shù)計(jì)算單元和增強(qiáng)計(jì)算單元。以彩色圖為例，先將彩色圖像由RGB空間轉(zhuǎn)為YUV空間，對Y灰度圖分成大小相同的圖像塊，對每個(gè)圖像塊進(jìn)行灰度一致性增強(qiáng)處理。一致性增強(qiáng)處理的具體方法是首先對灰度圖指定一個(gè)參考灰度值gray_value，再與當(dāng)前圖像塊的平均灰度值mean_value相比較得到一個(gè)縮放系數(shù)，然后對圖像塊內(nèi)的所有像素點(diǎn)或是某些特定的像素點(diǎn)乘以該縮放系數(shù)。對圖像系列的灰度圖增強(qiáng)都采用同一個(gè)灰度值作為參考值，從而實(shí)現(xiàn)不同圖像的一致性增強(qiáng)問題。
文檔編號G06T5/00GK102968769SQ20121049022
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者葛晨陽, 姚慧敏, 王大倫, 葛瑞龍, 高姝芬, 程昆 申請人:西安交通大學(xué)