一种图像灰度增强方法技术

本发明专利技术公开一种图像灰度增强方法，包括如下步骤：图像预处理：对图像进行去噪；计算图像的全局均值图像和局部均值图像；计算灰度权值；计算全局灰度增强图和局部灰度增强图，最终获得灰度增强图。本发明专利技术提出的图像灰度增强方法灵活性强，利用本发明专利技术的技术方案能够使图像中亮的区域更亮，暗的区域更暗，使得图像看起来更加清晰。

【技术实现步骤摘要】
一种图像灰度增强方法
本专利技术涉及图像增强
，尤其涉及一种图像灰度增强方法。
技术介绍
众所周知，图像是人类获取视觉信息的重要途径。但是，图像在获取的过程中有可能会受到成像设备动态范围大小、环境光线强弱等因素的影响，导致图像出现对比度较低、图像信息不明显、颜色失真、目标的轮廓或者边界信息清晰度不够等现象，给人类视觉观察和机器分析处理带来困难，因而需要对图像进行增强处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过一种图像灰度增强方法，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种图像灰度增强方法，其包括如下步骤：A、图像预处理：对图像进行去噪；B、计算图像的全局均值图像和局部均值图像；C、计算灰度权值；D、计算全局灰度增强图和局部灰度增强图，最终获得灰度增强图。特别地，所述步骤A中对图像进行去噪，具体包括：利用双边滤波器对图像进行去噪。特别地，所述步骤C中所述灰度权值与像素值的变换成单调关系，计算过程如下：其中，wi,j是根据图像局部灰度值，利用特殊函数获得的；该特殊函数与当前灰度值Ii,j和均值图像中点(i,j)的灰度值Avgi,j有关系，根据指数函数和反比例函数的性质推算获得，具体如下：一、通过公式(1)计算灰度值与平均值的比值ratio，并将其作为计算权值所用指数函数的底数：二、利用ratio为变量的函数计算灰度权值的指数exp，如公式(2)所示；选取最优变换函数公式(3)，通过公式(4)获得wi,j：exp＝f(ratio)，ratio∈[0,255](2)wi,j＝ratioexp(4)。特别地，所述步骤D具体包括：根据步骤C中计算出的灰度权值wi,j，通过公式(5)获得增强后的灰度值Ii,j'：Ii,j'＝wi,j·Ii,j＝ratioexp·Ii,j(5)同时，也可分别用两个不同大小的窗口求取平均值Avgi,j，获得全局增强灰度值和局部增强灰度值Ii,jb和Ii,js，由公式(6)最终获得该像素点的灰度值为：Ii,j'＝α·Ii,jb+(1-α)·Ii,js(6)其中，α(0≤α≤1)表示利用大窗口增强后的图所占比例。本专利技术提出的图像灰度增强方法灵活性强，利用本专利技术的技术方案能够使图像中亮的区域更亮，暗的区域更暗，使得图像看起来更加清晰。附图说明图1为本专利技术实施例提供的图像灰度增强方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参照图1所示，图1为本专利技术实施例提供的图像灰度增强方法流程图。本实施例中图像灰度增强方法具体包括如下步骤：S101、图像预处理：对图像进行去噪。利用双边滤波器对图像进行去噪。其中，双边滤波器(Bilateralfilter)是一种可以保边去噪的滤波器。双边滤波器之所以能够达到此去噪效果，是因为滤波器是由两个函数构成。一个函数是由几何空间距离决定滤波器系数。另一个由像素差值决定滤波器系数，即同时考虑了空间域与值域的差别。S102、计算图像的全局均值图像和局部均值图像。以一定大小的窗口对图像求均值图。S103、计算灰度权值，即计算增强灰度时，所乘的灰度权值。考虑到图像真实性，即消除图像截断而造成的失真问题。增强过程中，对于每个像素都乘以不同灰度权值，而且灰度权值应该与像素值的变换成单调关系。本实施例中通过特殊设计及测试得到了一个变换函数。具体变换过程如下：其中，wi,j是根据图像局部灰度值，利用特殊函数获得的；该特殊函数与当前灰度值Ii,j和均值图像中点(i,j)的灰度值Avgi,j有关系，根据指数函数和反比例函数的性质推算获得，具体如下：首先，通过公式(1)计算灰度值与平均值的比值ratio，并将其作为计算权值所用指数函数的底数：其次，利用ratio为变量的函数计算灰度权值的指数exp，如公式(2)所示；选取最优变换函数公式(3)，通过公式(4)获得wi,j：exp＝f(ratio)，ratio∈[0,255](2)wi,j＝ratioexp(4)S104、计算全局灰度增强图和局部灰度增强图，最终获得灰度增强图。利用灰度权值，计算增强灰度值，获得到灰度增强图。根据计算出的灰度权值wi,j，通过公式(5)获得增强后的灰度值Ii,j'：Ii,j'＝wi,j·Ii,j＝ratioexp·Ii,j(5)同时，在实际应用中也可分别用两个不同大小的窗口求取平均值Avgi,j，获得全局增强灰度值和局部增强灰度值Ii,jb和Ii,js，由公式(6)最终获得该像素点的灰度值,即最终灰度增强图：Ii,j'＝α·Ii,jb+(1-α)·Ii,js(6)其中，α(0≤α≤1)表示利用大窗口增强后的图所占比例。需要说明的是，由于上述过程包含多数乘、除、及指数运算，如果每个像素都去计算是非常低效的，在本实施例中，已利用查询表的方法预先计算出数据结果。所以，之后不管图像大小，都可以直接从表中获得结果，无需要再去重复计算。经实验证明，本专利技术在效果和效率上都非常优秀。本专利技术的技术方案灵活性强，利用本专利技术的技术方案能够使图像中亮的区域更亮，暗的区域更暗，使得图像看起来更加清晰。注意，上述仅为本专利技术的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本专利技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本专利技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本专利技术进行了较为详细的说明，但是本专利技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本专利技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本专利技术的范围由所附的权利要求范围决定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像灰度增强方法，其特征在于，包括如下步骤：A、图像预处理：对图像进行去噪；B、计算图像的全局均值图像和局部均值图像；C、计算灰度权值；D、计算全局灰度增强图和局部灰度增强图，最终获得灰度增强图。

【技术特征摘要】
1.一种图像灰度增强方法，其特征在于，包括如下步骤：A、图像预处理：利用双边滤波器对图像进行去噪；B、计算图像的全局均值图像和局部均值图像；C、计算灰度权值；所述灰度权值与像素值的变换成单调关系，计算过程如下：其中，wi,j是根据图像局部灰度值，利用特殊函数获得的；该特殊函数与当前灰度值Ii,j和均值图像中点(i,j)的灰度值Avgi,j有关系，根据指数函数和反比例函数的性质推算获得，具体如下：一、通过公式(1)计算灰度值与平均值的比值ratio，并将其作为计算权值所用指数函数的底数：二、利用ratio为变量的函数计算灰度权值的指数exp，如公式(2)所示；选取最优变换函数公式(3)，通过公式(4)获得wi,j：exp＝f...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骏，王波，陈丽红，杨雁清，
申请(专利权)人：无锡日联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32