The invention discloses a multi-layer block overlapping histogram equalization method and system for adaptive sub-block fusion. By modifying the moving path of template in traditional BOHE algorithm, there is only one non-overlapping region between the current sub-block and the previous sub-block, forming a fast BOHE algorithm; and the contrast is limited before fast BOHE algorithm is applied to the sub-block. The upper threshold of the number of pixels occupied by gray level is set to reduce the slope of the cumulative probability density function of the pixels in the fast BOHE algorithm. Then, the fast BOHE algorithm with limited contrast is used to process the original image in multi-layers to suppress the amplification of noise and weaken the artificial artifact problem caused by over-enhancement. Finally, the results of multi-layer processing are fused in sub-blocks to enhance the image. Detailed information.
【技术实现步骤摘要】
子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法及系统
本专利技术涉及图像处理
,具体涉及一种子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法及系统。
技术介绍
在实施成像过程中,由于自然光照环境,成像设备等各种因素的影响导致成像退化,造成图像局部细节模糊,从而直接影响到工程人员对目标特征的分析评价。提高图像对比度是一种广泛使用的图像质量增强技术,这种技术主要通过延展图像中目标物的灰度范围,实现对比度的提高,达到细节增强的目的。全局直方图均衡(HE)是一种常见的图像对比度增强方法,其以简单快速的特点备受青睐。它的基本思想是通过将原始图像的灰度从比较集中的某个灰度区间变成全部范围内的均匀分布,达到提高对比度的目的。根据上述均衡原理的数学推导,可以求得这种图像像素灰度的转换函数为其累加直方图函数(CDF)。经过直方图均衡化后,图像亮度提高了很多,其灰度范围也展宽了。全局直方图均衡法对整幅图像作单一映射,拓展了直方图分布的密集区域的对比度,从整体上提高了图像对比度,但压缩了稀疏区域的对比度,导致一些灰度级丢失,造成背景细节模糊。子块重叠直方图均衡法(BOHE)将直方图均衡分散到图像的各局部区域,根据图像局部特性计算灰度变换函数,弥补了全局直方图均衡引起的灰度丢失的问题。通过一个模板来定义图像子区域的范围,使用此时模板覆盖区域的CDF对该区域的中心像素执行直方图均衡,模板每次移动一个像素,从图像的第一个像素开始执行上述操作,直到最后一个像素完成直方图均衡化。但是,BOHE以过长的执行时间和严重对比度过度增强的问题而不广受使用。子块部分重叠直方图均衡法(POSHE)在BO ...
【技术保护点】
1.一种子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法包括以下步骤:S1、修改传统的BOHE算法中模板的移动路径,使当前子块与前一个子块之间仅存在一个步长移动的非重叠区域,形成快速BOHE算法;S2、在快速BOHE算法中引入限定对比度方法,根据设定灰度级所占像素数目的上限阈值,减小快速BOHE算法中像素累加概率密度函数的斜率;S3、使用限定对比度的快速BOHE算法对原图像进行多层处理,并将多层处理的结果以子块为单位进行融合。
【技术特征摘要】
1.一种子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法包括以下步骤:S1、修改传统的BOHE算法中模板的移动路径,使当前子块与前一个子块之间仅存在一个步长移动的非重叠区域,形成快速BOHE算法;S2、在快速BOHE算法中引入限定对比度方法,根据设定灰度级所占像素数目的上限阈值,减小快速BOHE算法中像素累加概率密度函数的斜率;S3、使用限定对比度的快速BOHE算法对原图像进行多层处理,并将多层处理的结果以子块为单位进行融合。2.根据权利要求1所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,所述快速BOHE算法将模板第一次覆盖区域的直方图作为基准直方图,并在此后模板每次移动时,仅需计算当前子块与前一个子块的非重叠区域的直方图来创建当前子区域的直方图。3.根据权利要求1所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,所述快速BOHE算法中,模板的移动路径为自第一行起,以步长为1从行左至行右,并在行右以步长为1向下至第二行,然后再从以步长为1从行右至行左,以此类推,直到遍历完整个图像。4.根据权利要求1所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,根据快速BOHE算法中的灰度转换函数推算得知:像素转换后的灰度与其累加概率密度成正比。5.根据权利要求4所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,所述灰度转换函数的公式如下:上式中,r表示原灰度值,p表示概率密度函数,L表示图像的灰度级数,s表示转换后的灰度值。6.根据权利要求1所述子块自适应融合的多层子块重叠直方图均衡方法,其特征在于,步骤S2包括以下分步骤:S21、设置一个灰度级所占像素数目的上限阈值β,将原直方图h(n)(n=0,1,2,...L-1.)中超过阈值β的像素数目更新为β,并将超过阈值β的像素数目进行累加,得到直方图中超过阈值的总数,记为Excess;S22、记m...
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