Cmos傳感圖像可視度增強算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CMOS傳感圖像可視度增強算法，包括以下步驟：S10、以步長S對[50,100]亮度范圍進行劃分，獲得亮度區(qū)間，其中步長S取值范圍為4-6；S20、獲取各個所述亮度區(qū)間的CMOS傳感圖像像素亮度等級分布；S30、獲取亮度等級小于X的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值滿足不超過閾值T條件下的最大值Xmax，其中，X為所述亮度區(qū)間的邊界值，且50≤X≤100，閾值T取值范圍為85%-90%；S40、根據(jù)Xmax對當前CMOS傳感圖像分配Gamma值，其中，所述Gamma值=-0.001×Xmax+1；S50、采用所述Gamma值對當前CMOS傳感圖像進行Gamma校正。本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法根據(jù)亮度分布統(tǒng)計對不同亮度等級的CMOS傳感圖像自適應地分配相應的Gamma值以進行Gamma校正，以達到增強可視度的效果。
【專利說明】CMOS傳感圖像可視度增強算法
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理技術，尤其涉及一種CMOS傳感圖像可視度增強算法?！尽颈尘凹夹g】】
[0002]醫(yī)學電子內(nèi)窺鏡主要用于外科手術和常規(guī)醫(yī)療檢查中，與傳統(tǒng)的外科手術相比，醫(yī)學電子內(nèi)窺鏡具備的功能性微創(chuàng)手術特性已近得到醫(yī)生和患者的廣泛接受。醫(yī)學電子內(nèi)窺鏡基于人體天然孔洞或必要時外部開設的若干小孔，醫(yī)生只需將內(nèi)窺鏡鏡頭深入患者體內(nèi)，通過其他手術器械以及攝像顯示系統(tǒng)就能夠在體外了解患者體內(nèi)影像信息并進行相應的手術操作。
[0003]醫(yī)學電子內(nèi)窺鏡是傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡與計算機、微電子等技術的不斷發(fā)展和融合的產(chǎn)物，是當前應用廣泛的醫(yī)療儀器。醫(yī)學電子內(nèi)窺鏡圖像采集由圖像傳感器實現(xiàn)，圖像傳感器目前主要包括CCD傳感器和CMOS傳感器，CCD傳感器具有高解析度、低噪聲等優(yōu)點，在高端產(chǎn)品中得到廣泛應用，但是CCD傳感器大規(guī)格的成品率低、成本高；CM0S傳感器具有長時間曝光溫升低、成品率高、成本低的優(yōu)點，但其同時具有可視度不理想、成像的動態(tài)范圍不能自適應調節(jié)以及需要軟件進行后期加工等缺點。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提出一種CMOS傳感圖像可視度增
強算法。
[0005]本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法包括以下步驟:S10、以步長S對[50，100]亮度范圍進行劃分，獲得亮度區(qū)間，其中步長S取值范圍為4-6 ;S20、獲取各個所述売度區(qū)間的CMOS傳感圖像像素売度等級分布；S30、獲取売度等級小于X的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值滿足不超過閾值T條件下的最大值X_，其中，X為所述亮度區(qū)間的邊界值，且50≤X≤100，閾值T取值范圍為85%-90% ;S40、根據(jù)Xniax對當前CMOS傳感圖像分配Gamma值，其中，所述Gamma值=-0.001 X Xmax+1 ; S50、采用所述Gamma值對當前CMOS傳感圖像進行Gamma校正。
[0006]本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法根據(jù)亮度分布統(tǒng)計對不同亮度等級的CMOS傳感圖像自適應地分配相應的Ga_a值以進行Ga_a校正,從而在圖像明暗程度發(fā)生變化時形成一個平緩的視覺漸變，達到增強可視度的效果。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0007]圖1為本發(fā)明一實施例的CMOS傳感圖像可視度增強算法流程圖。
[0008]圖2為本發(fā)明一實施例的売度等級與Gamma值對應關系圖。
【【具體實施方式】】
[0009]下面結合具體實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術方案，而不應當理解為對本發(fā)明的限制。
[0010]本發(fā)明提供一種CMOS傳感圖像可視度增強算法。如圖1所示，本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法包括以下步驟:S10、以步長S對[50，100]亮度范圍進行劃分，獲得亮度區(qū)間，其中步長S取值范圍為4-6 ;S20、獲取各個所述亮度區(qū)間的CMOS傳感圖像像素亮度等級分布；S30、獲取亮度等級小于X的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值滿足不超過閾值T條件下的最大值Xmax，其中，X為所述亮度區(qū)間的邊界值，且50≤X≤100，閾值T取值范圍為85%-90% ;S40、根據(jù)Xniax對當前CMOS傳感圖像分配Gamma值，其中，所述Gamma值=-0.001 XXmax+1 ;S50、采用所述Gamma值對當前CMOS傳感圖像進行Gamma校正。
[0011]下文將對本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法各步驟原理作進一步詳細描述。
[0012]在步驟SlO中，需要對[50，100]亮度范圍進行劃分，以獲取亮度區(qū)間。一般情況下，采用CMOS傳感器的醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡獲取的傳感圖像亮度等級在范圍0-255內(nèi)，其亮度等級越接近于0,表明傳感圖像越亮；其亮度等級越接近于255,表明傳感圖像越暗。
[0013]在常見情形中，CMOS傳感圖像的平均亮度等級極端偏暗或偏亮的情況較為少見，大部分CMOS傳感圖像的平均亮度等級處于[50，100]亮度范圍內(nèi)，因此在步驟SlO中，首先采用步長S對[50，100]亮度范圍進行劃分，獲得亮度區(qū)間，其中步長S取值范圍為4-6。
[0014]優(yōu)選地，采用值為5的步長S對[50，100]亮度范圍進行劃分，得到均勻分布的10個亮度區(qū)間以及11個亮度等級邊界值。
[0015]在步驟S20中， 獲取各個所述亮度區(qū)間的CMOS傳感圖像像素亮度等級分布。在步驟SlO中已劃分得到所述10個亮度區(qū)間，在步驟S20中即可對一整幅CMOS傳感圖像的所有像素亮度等級分布進行統(tǒng)計，也即獲取在亮度等級小于50、亮度等級大于100以及所述10個亮度區(qū)間內(nèi)的像素亮度等級分布。
[0016]在步驟S30中，基于CMOS傳感圖像像素亮度等級分布，獲取亮度等級小于X的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值滿足不超過閾值T條件下的最大值X_，其中，X為所述亮度區(qū)間的邊界值，且50≤X≤100，閾值T取值范圍為85%-90%。具體地，可以在[50，100]亮度范圍內(nèi)將X值從小至大依次計算，得到每一邊界值下像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值，最終可以獲得在所述比例值不超過閾值T條件下的最大值Xmax。優(yōu)選地，閾值T取值87.5%。
[0017]在步驟S40中,根據(jù)Xmax對當前CMOS傳感圖像分配Gamma值。一般認為亮度等級小于100的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值不超過閾值T時，CMOS傳感圖像為正常亮度圖像；亮度等級X小于50的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，CMOS傳感圖像偏亮；亮度等級X大于100的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，CMOS傳感圖像偏暗。因此，根據(jù)所獲得的Xmax可以對當前CMOS傳感圖像分配Ga_a值，其中，所述Ga_a值=-0.001 XXmax+1，得到如圖2所示的亮度等級與Gamma值對照表(以步長S=5為例);當亮度等級X小于50的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，對當前CMOS傳感圖像分配大小為1.1的Gamma值；當亮度等級X大于100的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，對當前CMOS傳感圖像分配大小為 0.98 的 Gamma 值。
[0018]在步驟S50中，采用在步驟S40中獲取的所述Gamma值對當前CMOS傳感圖像進行Gamma校正,從而增強CMOS傳感圖像的表現(xiàn)能力。
[0019]本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法根據(jù)亮度分布統(tǒng)計對不同亮度等級的CMOS傳感圖像分配相應的Ga_a值以進行Ga_a校正,從而增強傳感圖像的表現(xiàn)能力。對于偏暗的傳感圖像，采用的Ga_a值小于1，可以有效提高場景的亮度和可視度；對應于普通場景，由于器件本身的Ga_a特性具有一定的暗化特性，采用的6&_&值接近于I并略小于1，可以在一定程度上提高灰度圖像的亮度；對應過亮甚至發(fā)白的傳感圖像采用大于I的ga_a值來拉伸圖像的動態(tài)范圍,增強圖像的層次感和細節(jié)可視度。本發(fā)明提出的CMOS傳感圖像可視度增強算法采用適當?shù)膱鼍皺z測策略，設計連續(xù)變化的Gamma值，能夠根據(jù)圖像的明暗程度自適應地設定相應的Ga_a值，從而在圖像明暗程度發(fā)生變化時形成一個平緩的視覺漸變，達到增強可視度的效果。
[0020]雖然本發(fā)明參照當前的較佳實施方式進行了描述，但本領域的技術人員應能理解，上述較佳實施方式僅用來解釋和說明本發(fā)明的技術方案，而并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、變形、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種CMOS傳感圖像可視度增強算法，包括以下步驟: S10、以步長S對[50，100]亮度范圍進行劃分，獲得亮度區(qū)間，其中步長S取值范圍為4-6 ； S20、獲取各個所述亮度區(qū)間的CMOS傳感圖像像素亮度等級分布； S30、獲取亮度等級小于X的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值滿足不超過閾值T條件下的最大值Xmax，其中，X為所述亮度區(qū)間的邊界值，且50≤X≤100，閾值T取值范圍為85%-90% ；S40、根據(jù)Xmax對當前CMOS傳感圖像分配Ga_a值，其中，所述Ga_a值=-0.001 X Xmax+1 ； S50、采用所述Gamma值對當前CMOS傳感圖像進行Gamma校正。
2.根據(jù)權利要求1所述的CMOS傳感圖像可視度增強算法，其特征在于，當亮度等級X小于50的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，對當前CMOS傳感圖像分配大小為1.1的Gamma 值。
3.根據(jù)權利要求1所述的CMOS傳感圖像可視度增強算法，其特征在于，當亮度等級X大于100的像素數(shù)占總像素數(shù)的比例值大于T時，對當前CMOS傳感圖像分配大小為0.98的Gamma值。
4.根據(jù)權利要求1至3任意一項所述的CMOS傳感圖像可視度增強算法，其特征在于，步長S取值為5。
5.根據(jù)權利要求1至3任意一項所述的CMOS傳感圖像可視度增強算法，其特征在于，閾值T取值為87.5%。
【文檔編號】G06T5/00GK103489160SQ201310404805
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李凌, 樊建平, 辜嘉, 羽家平, 肖華, 溫鐵祥 申請人:深圳先進技術研究院