本發(fā)明屬于圖像顯示處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制顯示方法。

背景技術(shù)：

在紅外熱波無(wú)損檢測(cè)等應(yīng)用過(guò)程中，通常需要對(duì)原始的紅外圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，為了提高處理精度，結(jié)果圖像通常為浮點(diǎn)圖像，而大多數(shù)的顯示系統(tǒng)僅接受8位整形數(shù)據(jù)格式的圖像信號(hào)輸入，因此需要將浮點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合顯示的8位整形圖像數(shù)據(jù)格式。

在由浮點(diǎn)圖像轉(zhuǎn)換為8位整形圖像過(guò)程中，通常采用增益偏置控制方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和圖像增強(qiáng)，具有場(chǎng)景適應(yīng)能力強(qiáng)，占用資源少，處理速度快的優(yōu)點(diǎn)。

增益偏置控制方法的關(guān)鍵問(wèn)題在于增益系數(shù)k的自動(dòng)獲取方法，在整形格式圖像中，可以參考直方圖來(lái)計(jì)算增益系數(shù)k，從而獲得較好的顯示效果，但是由于浮點(diǎn)圖像不能直接進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，給自動(dòng)增益控制帶來(lái)了困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種適用于各類浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制方法，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景紅外浮點(diǎn)圖像輸出增益的自動(dòng)控制，增強(qiáng)浮點(diǎn)的圖像表現(xiàn)力，解決浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制顯示方法，其包括如下步驟：

步驟1：對(duì)于輸入的原始浮點(diǎn)圖像F，計(jì)算其亮度極小值f_min；

步驟2：為防止輸入原始浮點(diǎn)圖像F中的背景值過(guò)高，應(yīng)用式(1)進(jìn)行處理，得到減背景后的浮點(diǎn)圖像G；

G＝F-f_min (1)

步驟3：分別計(jì)算減背景后浮點(diǎn)圖像G的亮度均值u和亮度極大值g_max；

步驟4：將減背景后浮點(diǎn)圖像G轉(zhuǎn)換為14bit整形數(shù)據(jù)格式；

分別計(jì)算第一放縮系數(shù)λ₁、第二放縮系數(shù)λ₂，選取兩者的小值作為最終放縮系數(shù)λ，用最終放縮系數(shù)λ乘以減背景后浮點(diǎn)圖像G，并進(jìn)行取整運(yùn)算得到整形數(shù)據(jù)格式圖像J；

λ＝min(λ₁,λ₂) (4)

J＝INT(λ*G) (5)

步驟5：計(jì)算整形數(shù)據(jù)格式圖像J的直方圖H；

步驟6：統(tǒng)計(jì)直方圖H中像素?cái)?shù)目大于0的灰度級(jí)數(shù)量n；

步驟7：分別計(jì)算整形數(shù)據(jù)格式圖像J中的灰度極小值j_min和灰度極大值j_max，應(yīng)用公式(8)計(jì)算輸出圖像的第一中間增益系數(shù)k₁；

k₁＝255/(j_max-j_min) (8)

步驟8：根據(jù)第一中間增益系數(shù)k₁，應(yīng)用公式(9)計(jì)算輸出圖像的第二中間增益系數(shù)k₂；

k₂＝255/n (9)

步驟9：應(yīng)用公式(10)計(jì)算輸出圖像的增益系數(shù)k，m為融合系數(shù)；

k＝m*k₁+(1-m)*k₂ (10)

步驟10：由增益偏置公式(11)，逐像素計(jì)算輸出8位圖像的灰度值y_ij，j_ij表示輸入圖像中坐標(biāo)位置(i,j)點(diǎn)的灰度值；k為上步計(jì)算得到的增益系數(shù)，b為偏置系數(shù)；

y_ij＝k*(j_ij-u)+b (11)

步驟11：對(duì)步驟10中輸出的y_ij取整到[0,255]之間，得到最終的8位圖像灰度值。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供一種適用于各類浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制方法，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景紅外浮點(diǎn)圖像輸出增益的自動(dòng)控制，增強(qiáng)浮點(diǎn)的圖像表現(xiàn)力，解決浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為浮點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)格式示意圖。

圖2為整形圖像數(shù)據(jù)格式示意圖。

圖3為圖像J的直方圖示意圖。

圖4為輸出的8位圖像示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種浮點(diǎn)圖像的自動(dòng)增益控制顯示方法，其包括如下步驟：

步驟1：對(duì)于輸入的原始浮點(diǎn)圖像F，計(jì)算其亮度極小值f_min；

步驟2：為防止輸入原始浮點(diǎn)圖像F中的背景值過(guò)高，應(yīng)用式(1)進(jìn)行處理，得到減背景后的浮點(diǎn)圖像G；

G＝F-f_min (1)

步驟3：分別計(jì)算減背景后浮點(diǎn)圖像G的亮度均值u和亮度極大值g_max；

步驟4：將減背景后浮點(diǎn)圖像G轉(zhuǎn)換為14bit整形數(shù)據(jù)格式；

分別計(jì)算第一放縮系數(shù)λ₁、第二放縮系數(shù)λ₂，選取兩者的小值作為最終放縮系數(shù)λ，用最終放縮系數(shù)λ乘以減背景后浮點(diǎn)圖像G，并進(jìn)行取整運(yùn)算得到整形數(shù)據(jù)格式圖像J；

λ＝min(λ₁,λ₂) (4)

J＝INT(λ*G) (5)

步驟5：計(jì)算整形數(shù)據(jù)格式圖像J的直方圖H；

步驟6：統(tǒng)計(jì)直方圖H中像素?cái)?shù)目大于0的灰度級(jí)數(shù)量n；

步驟7：分別計(jì)算整形數(shù)據(jù)格式圖像J中的灰度極小值j_min和灰度極大值j_max，應(yīng)用公式(8)計(jì)算輸出圖像的第一中間增益系數(shù)k₁；

k₁＝255/(j_max-j_min) (8)

步驟8：根據(jù)第一中間增益系數(shù)k₁，應(yīng)用公式(9)計(jì)算輸出圖像的第二中間增益系數(shù)k₂；

k₂＝255/n (9)

步驟9：應(yīng)用公式(10)計(jì)算輸出圖像的增益系數(shù)k，融合系數(shù)m通常取0.65；

k＝m*k₁+(1-m)*k₂ (10)

步驟10：由增益偏置公式(11)，逐像素計(jì)算輸出8位圖像的灰度值y_ij，j_ij表示輸入圖像中坐標(biāo)位置(i,j)點(diǎn)的灰度值；k為上步計(jì)算得到的增益系數(shù)，b為偏置系數(shù)，b通常取b＝128；

y_ij＝k*(j_ij-u)+b (11)

步驟11：對(duì)步驟10中輸出的y_ij取整到[0,255]之間，得到最終的8位圖像灰度值。

實(shí)施例

本實(shí)施例采用一幅分辨率為640*512的非制冷型紅外熱像儀獲取原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)中間圖像處理后轉(zhuǎn)換為了浮點(diǎn)圖像。該浮點(diǎn)圖像的灰度均值0.8947，灰度最小值0.8168，灰度最大值1.0。如圖1所示。

步驟一：將浮點(diǎn)圖像轉(zhuǎn)換為整形數(shù)據(jù)格式圖像J。按照公式(2)～(4)，計(jì)算得到λ₁＝105146，λ₂＝16383，λ＝16383，按照公式(5)得到整形數(shù)據(jù)格式圖像J。如圖2所示。

步驟二：計(jì)算整形數(shù)據(jù)格式圖像J的直方圖。按照公式(6)～(10)，計(jì)算得到k₁＝0.0850，k₂＝0.4904，k＝0.2269。如圖3所示。

步驟三：按照公式(11)得到最終的輸出圖像，如圖4所示。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。