圖像增強方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像增強方法及裝置，其中圖像增強方法包括步驟：提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；以及對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。本發(fā)明能夠獲得較佳的圖像增強效果，使得圖像增強后更符合人類視覺特性。
【專利說明】圖像增強方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種圖像增強方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，數(shù)碼相機、攝像頭等圖像獲取設(shè)備開始迅速普及，通過這些圖像獲取設(shè)備可以獲取所需的數(shù)字圖像。然而在利用這些圖像獲取設(shè)備獲取圖像的過程中，有可能會受到圖像獲取設(shè)備動態(tài)范圍大小、被攝場景中光線強弱等因素的影響，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)對比度較低、圖像信息不明顯、顏色失真、圖像細節(jié)不夠清晰等現(xiàn)象，給人們視覺觀察和機器分析處理帶來困難，因而需要對圖像進行增強處理。
[0003]圖像增強是指按照特定的需要突出圖像的某些重要信息，同時削弱或去除某些不需要的信息。通過圖像增強，能夠改善圖像的顯示效果，也有助于圖像的目標(biāo)識別等其他后續(xù)處理。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了許多圖像增強方法，例如直方圖均衡方法等。直方圖均衡法是對圖像進行直方圖均衡后得到一幅灰度級豐富且動態(tài)范圍大的圖像，雖然該方法能恢復(fù)出圖像中的一些細節(jié)，但是在直方圖均衡過程中，在擴大原始圖像灰度級的同時會將原始圖像中的噪聲放大，因此得到的增強圖像的視覺效果仍不夠好。此外，目前其他的圖像增強方法，例如對比度增強方法、同態(tài)濾波方法、小波變換方法等，也均不能有效地獲得較佳的圖像增強效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明提供一種圖像增強方法及裝置，能夠獲得較佳的圖像增強效果，使得圖像增強后更符合人類視覺特性。
[0006]具體地，本發(fā)明實施例提供的一種圖像增強方法，其包括步驟:提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；以及對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。
[0007]另外，本發(fā)明實施例提供的一種圖像增強裝置，其包括:局部細節(jié)增強模塊、亮度調(diào)整模塊以及飽和度調(diào)整模塊，其中，局部細節(jié)增強模塊，用于提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像；亮度調(diào)整模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；飽和度調(diào)整模塊，用于對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。
[0008]由上述實施例可知，本發(fā)明通過對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像；再根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；并對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。從而使得本發(fā)明能夠獲得較佳的圖像增強效果，使得圖像增強后更符合人類視覺特性。
[0009]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例提供的圖像增強方法的步驟流程圖；
[0011]圖2是本發(fā)明另一實施例提供的圖像增強方法的步驟流程圖；
[0012]圖3是本發(fā)明實施例圖像增強裝置的主要架構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的圖像增強方法及裝置其【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細說明如后。
[0014]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0015]圖1是本發(fā)明實施例提供的圖像增強方法的步驟流程圖。請參閱圖1，本發(fā)明實施例的圖像增強方法可包括以下步驟S101-S105:
[0016]步驟S101，提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像。
[0017]步驟S103，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像。
[0018]步驟S105，對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。
[0019]在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明通過對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像；再根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；并對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。從而使得本發(fā)明能夠獲得較佳的圖像增強效果，使得圖像增強后更符合人類視覺特性。
[0020]圖2是本發(fā)明實施例提供的圖像增強方法的步驟流程圖。圖2是在圖1的基礎(chǔ)上改進而來的。請參閱圖2，本發(fā)明實施例的圖像增強方法可包括以下步驟S201-S207:
[0021]步驟S201，提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像。
[0022]本步驟中，原始圖像可以為RGB圖像等。
[0023]可以采用下述方法的3個步驟(1)、(2)、(3)增強圖像的亮度和暗部區(qū)域的局部細節(jié):
[0024](I)由原始圖像生成亮度單通道圖像。
[0025]其中，生成亮度單通道圖像即提取原始圖像像素點的亮度分量形成的圖像，提取亮度分量是因為人眼對亮度信息很敏感，亮度分量是描述圖像內(nèi)容的關(guān)鍵參數(shù)。由原始圖像生成亮度單通道圖像的目的是為了提取圖像的暗部和亮部區(qū)域。
[0026](2)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)提取所生成的亮度單通道圖像的暗部和亮部區(qū)域。
[0027]其中，預(yù)先設(shè)置的參數(shù)可以包括兩個參數(shù)仏1、1^2)，1^1、1^2可以分別表示暗部區(qū)域和亮部區(qū)域的像素所占的百分比。舉例說明，若kl設(shè)定為70%，而k2設(shè)定為30%，則表示圖像的暗部區(qū)域和亮部區(qū)域分別占整個圖像的70%和30%。也可以預(yù)先設(shè)定一亮度參考值，若圖像的某一區(qū)域的像素的亮度大于參考值，則可以認(rèn)為此區(qū)域為圖像的亮部區(qū)域，若圖像的某一區(qū)域的像素的亮度小于參考值，則可以認(rèn)為此區(qū)域為圖像的暗部區(qū)域。
[0028](3)對原始圖像中位于暗部和亮部區(qū)域的每個像素，利用雙曲線變換方法調(diào)整每個像素的RGB值，得到局部細節(jié)增強的圖像。
[0029]具體地，利用雙曲線變換方法調(diào)整每個像素的RGB值如下:
[0030]對暗部區(qū)域的每個像素，可以利用下述非線性變化(即雙曲線變換)公式進行亮度調(diào)整:L(p) ‘=L(p)*(l+l/S)/(L(p)/m+l/S)，其中，L(p)、L(p) ‘分別為暗部區(qū)域的每個像素的亮度調(diào)整前和調(diào)整后的亮度值，m為每個暗部區(qū)域的亮度最大值，s為預(yù)設(shè)參數(shù)，s的取值范圍為s>0。s取值越大，則暗部區(qū)域增強的效果越強，例如可以取值為0.5，當(dāng)然，s也可以為根據(jù)實際需要而設(shè)定的其他數(shù)值，此處不再一一列舉。
[0031]對亮部區(qū)域的每個像素，可以利用下述非線性變化(即雙曲線變換)公式進行亮度調(diào)整:L(P) ‘=1-(1-L(P)) * (1+1/h) /((1-L(P)) / (l_n) +1/s)，其中，L(p)、L(p) ‘分別為亮部區(qū)域的每個像素的亮度調(diào)整 前和調(diào)整后的亮度值，η為每個亮部區(qū)域的亮度最大值，h為預(yù)設(shè)參數(shù)，h的取值范圍為h>0。h取值越大，則亮部區(qū)域減弱的效果越明顯，s也為預(yù)設(shè)參數(shù)，s的取值范圍為s>0。對于圖像中不屬于暗部區(qū)域和亮部區(qū)域的像素則L(p) ‘=L(p)(即不進行亮度的調(diào)整)，最后，對于每個像素，計算L(p) ‘(調(diào)整后的亮度)與L(p)(調(diào)整前的亮度)的比值T (P) =L (P) VL (P)，將原始圖像每個像素的RGB值分別乘以相應(yīng)的比值T (p)，并將乘積超過255的結(jié)果截斷為255，從而實現(xiàn)調(diào)整每個像素的RGB值。
[0032]步驟S203，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像。
[0033]本步驟中，雖然在步驟S201中增強了圖像亮部和暗部區(qū)域的局部細節(jié)，但是圖像整體仍然會偏亮或者偏暗，通過調(diào)整圖像的整體亮度，可以使得圖像更接近人的視覺感受。
[0034]可以采用下述方法的3個步驟(1)、(2),(3)調(diào)整圖像的整體亮度:
[0035](I)計算所得到的局部細節(jié)增強的圖像的強度均值。
[0036]具體地，可以采用下述公式計算圖像的強度均值:
【權(quán)利要求】
1.一種圖像增強方法，其特征在于，該圖像增強方法包括步驟: 提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像； 根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；以及 對該整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理的步驟中，包括步驟: 由該原始圖像生成亮度單通道圖像； 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)提取所生成的亮度單通道圖像的暗部和亮部區(qū)域； 對該原始圖像中位于暗部和亮部區(qū)域的每個像素，利用雙曲線變換方法調(diào)整每個像素的RGB值，得到局部細節(jié)增強的圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行利用雙曲線變換方法調(diào)整每個像素的RGB值的步驟中，包括步驟: 對暗部區(qū)域的每個像素，采用雙曲線變換公式L(p) ‘=L(p)*(l+l/S)/(L(p)/m+l/S)進行亮度調(diào)整，其中，L (p)、L (P) ‘分別為暗部區(qū)域的每個像素的亮度調(diào)整前和調(diào)整后的亮度值，m為每個暗部區(qū)域的亮度最大值，s為預(yù)設(shè)參數(shù)，s的取值范圍為s>0 ； 對亮部區(qū)域的每個像素，采用雙曲線變換公式L(p) ‘=l-(l-L(p))*(l+l/h)/((l-L(p))/(l-n)+l/s)進行亮度調(diào)整，其中，L(p)、L(p) ‘分別為亮部區(qū)域的每個像素的亮度調(diào)整前和調(diào)整后的亮度值，η為每個亮部區(qū)域的亮度最大值，h、s為預(yù)設(shè)參數(shù)，h、s取值范圍分別為h>0，s>0 ； 對于每個像素，計算調(diào)整后的亮度與調(diào)整前的亮度之間的比值T (P) =L (P) VL (P)，其中，L(p)、L(p) ‘分別為每個像素的亮度調(diào)整前和調(diào)整后的亮度值； 將該原始圖像每個像素的RGB值分別乘以相應(yīng)的比值T(p)，并將乘積超過255的結(jié)果截斷為255。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整的步驟中，包括步驟: 計算所得到的局部細節(jié)增強的圖像的強度均值； 計算預(yù)設(shè)閾值與該強度均值的比值； 利用計算的比值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行計算所得到的局部細節(jié)增強的圖像的強度均值的步驟中，包括步驟: 采用下述公式計算所得到的局部細節(jié)增強的圖像的強度均值:
mean—value=】Vu /{m * ")

ij v, j= (mo/3 其中，mean_value為圖像的強度均值，Vi；J為圖像第i行第j列像素的強度，Rijj^Gijj,Bi,,-分別為圖像的紅、綠、藍三色通道的分量值，m、η分別為圖像的寬和高。
6.如權(quán)利要求4所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行利用計算的比值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整的步驟中，包括步驟: 釆用下述公式對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整:
7.如權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行進行飽和度的調(diào)整的步驟中，包括步驟: 將該整體亮度調(diào)整后的圖像從紅綠藍RGB通道轉(zhuǎn)換為色調(diào)、飽和度、亮度HSL通道； 對該轉(zhuǎn)換為HSL通道的圖像，調(diào)整圖像的飽和度分量； 將調(diào)整飽和度分量后的圖像從HSL通道轉(zhuǎn)換為RGB通道。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行調(diào)整圖像的飽和度分量的步驟中，包括步驟: 采用下述公式調(diào)整圖像的飽和度分量:
S‘=min(255, max(S*255+k)/255)) 其中，S和S ‘分別為圖像的飽和度分量調(diào)整前和調(diào)整后的數(shù)值，S和S ‘的取值范圍為[O，255] ;k為預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，k的取值范圍為[-100，100]。
9.如權(quán)利要求1所述的圖像增強方法，其特征在于，在執(zhí)行對整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整的步驟后，還包括步驟: 對調(diào)整飽和度后的圖像，進行銳化處理，以增強圖像的立體感。
10.一種圖像增強裝置，其特征在于，該圖像增強裝置包括: 局部細節(jié)增強模塊，用于提取原始圖像的暗部和亮部區(qū)域，并對暗部和亮部區(qū)域的局部細節(jié)進行增強處理，得到局部細節(jié)增強的圖像； 亮度調(diào)整模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)閾值和圖像強度均值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整，得到整體亮度調(diào)整后的圖像；以及 飽和度調(diào)整模塊，用于對該整體亮度調(diào)整后的圖像，進行飽和度的調(diào)整。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像增強裝置，其特征在于，該局部細節(jié)增強模塊，還用于由該原始圖像生成亮度單通道圖像；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)提取所生成的亮度單通道圖像的暗部和亮部區(qū)域；對該原始圖像中位于暗部和亮部區(qū)域的每個像素，利用雙曲線變換方法調(diào)整每個像素的RGB值，得到局部細節(jié)增強的圖像。
12.如權(quán)利要求10所述的圖像增強裝置，其特征在于，該亮度調(diào)整模塊，還用于計算所得到的局部細節(jié)增強的圖像的強度均值；計算預(yù)設(shè)閾值與該強度均值的比值；利用計算的比值，對所得到的局部細節(jié)增強的圖像進行整體亮度調(diào)整。
13.如權(quán)利要求10所述的圖像增強裝置，其特征在于，該飽和度調(diào)整模塊，還用于將該整體亮度調(diào)整后的圖像從紅綠藍RGB通道轉(zhuǎn)換為色調(diào)、飽和度、亮度HSL通道；對該轉(zhuǎn)換為HSL通道的圖像，調(diào)整圖像的飽和度分量；將調(diào)整飽和度分量后的圖像從HSL通道轉(zhuǎn)換為RGB通道。
14.如權(quán)利要求10所述的圖像增強裝置，其特征在于，其進一步包括:銳化 模塊，用于對調(diào)整飽和度后的圖像，進行銳化處理，以增強圖像的立體感。
【文檔編號】G06T5/00GK103971330SQ201310046029
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】鄧海峰, 李保利, 張弦 申請人:騰訊科技（深圳）有限公司