本发明专利技术公开了一种彩色图像亮度的自动调整方法，针对彩色图像的亮度过暗或过亮问题，图像过暗或过亮区域虽存在一定细节信息，但是不利于人眼视觉系统分辨，视觉效果较差，因此，将彩色图像亮度调节到人眼的最佳感知范围是必要且具有意义的。本发明专利技术自动调整图像亮度的步骤如下：1)读入原始图像；2)将输入图像由RGB颜色空间转换至HSV颜色空间；3)利用背景滤波器求取亮度分量V中每个像素点的平均背景亮度；4)求取滤波后整幅图像的亮度均值；5)利用JND思想以及亮度均值求取对亮度分量V进行分段线性亮度拉伸的拉伸系数；6)对亮度分量V进行分段线性拉伸；7)将HSV颜色空间转换至RGB颜色空间并输出亮度调整后彩色图像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理与分析
，更具体地，涉及一种彩色图像亮度的自动 调整方法。
技术介绍
人类视觉分为低照度下的暗视觉和正常照度下的明视觉以及中间视觉。在暗视觉 条件下，人类视觉的对比度分辨率阈值非常低，即使亮度过暗的图像中对比度比较高，细节 信息也比较丰富，但由于达不到人类视觉对比度分辨率的阈值，所以依然不能被人类视觉 系统所感知。人类视觉对比度分辨率阈值称为JND(Just_noticeable difference)。而图 像过亮也不利于人眼分辨局部区域里的细节信息。彩色图像亮度的自动调整使得图像细节 更容易被人眼感知，对比度也更高，并且将亮度调整到一个合适的范围更有利于提取图像 中的各种特征，从而提高后续对图像做各种其他处理的精确度。因此，彩色图像亮度的自动 调整技术对于图像处理中的预处理阶段具有十分重要的理论和实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出，将 RGB颜色空间转换至HSV颜色空间，只对亮度分量V做亮度调整处理，通过背景滤波器得到 V分量中每个像素点的平均背景亮度，从而得到整幅亮度图像的亮度均值，利用JND的思想 以及双线性拉伸方法将亮度分量V调整到利于人眼视觉系统感知的范围，双线性拉伸方法 可以避免使用单一线性拉伸造成图像中某些像素点拉伸后的值超过255,而这种直接截断 会导致图像中较亮区域信息的丢失，将调整后的亮度分量V和原始的H和S分量组成新的 HSV颜色空间并转换至RGB颜色空间，从而得到亮度调整后的彩色图像。 -种彩色图像亮度的自动调整方法，具体步骤如下： (1)读入原始图像，所述原始图像处于RGB颜色空间； (2)将原始图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，H、S和V分别表示色调、饱 和度和亮度； (3)用背景滤波器对V分量进行滤波，计算V分量上每个像素点的平均背景亮度。 (4)求取滤波后图像的亮度均值μ ; (5)设人类视觉对比度分辨率阈值为JND，JND值与平均背景亮度的关系为： 式中：表不像索点（i，j)的平均苜景亮度，通过步骤（3)中的苜景滤波器计算得 至lj，Τ。，γ分别是描述JND曲线变化趋势的常数； (6)对V分量进行分段线性拉伸，设分段点cutpos = α μ，其中，1. 4 < α < 1. 6， 则V分量进行分段线性拉伸调整公式为： 其中：第一段拉伸系数λ丨=127/ μ，第二段拉伸系数λ 2= (255-λ lCutpos)/ (255-cutpos)； 利用上述公式对V(i，j)分量进行亮度调整，得到调整后亮度分量V'（i，j)。 (7)将调整后亮度分量V'（i，j)、原始H分量、原始S分量组合成的颜色空间，然后 转换至RGB颜色空间，得到最终亮度调整彩色图像。 本专利技术的优点在于： (1)本专利技术利用JND思想对彩色图像进行亮度调整，使调整后图像平均背景亮度 达到人类视觉对比度分辨率阈值，解决了图像过暗或过亮时图像中细节信息不容易被人眼 视觉系统所感知等问题； (2)本专利技术通过将RGB颜色空间转换至HSV颜色空间，并直接在V分量上做亮度调 整，H和S分量保持不变，解决了彩色图像亮度增强过程中容易出现的色偏等问题； (3)本专利技术使用双线性拉伸方法对亮度分量V进行调整，避免了亮度分量V中灰度 值较大像素点被拉伸至超过255,解决了彩色图像亮度增强过程中亮区细节容易丢失等问 题； (4)本专利技术彩色图像亮度自动调整算法运行速度快，对于标清视频（720*576)在 GPU上可以实时化并行处理仅需15ms/帧。【附图说明】 图1为本专利技术彩色图像亮度自动调整的流程图； 图2为背景滤波器掩膜窗口； 图3为JND值与背景平均亮度的关系图； 图4为分段线性拉伸对应关系图； 图（al)为较暗彩色图像分段线性拉伸关系图； 图（a2)为较亮彩色图像分段线性拉伸关系图； 图5为彩色图像亮度自动调整效果对比图，其中： 图（al)、（a2)与（a3)分别为原始彩色图像； 图（bl)、（b2)与（b3)分别为亮度调整后彩色图像。【具体实施方式】 下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 本专利技术的目的在于将过暗或者过亮彩色图像自动调整到适合人眼感知的亮度范 围，从而有利于提取图像中的各种特征。本专利技术能够自动调整彩色图像的亮度，方法设计简 单，易于实现，运行速度快，设备要求低。如图1所示，为本专利技术彩色图像亮度自动调整方法 的流程图，具体步骤如下： (1)读入原始图像，所述原始图像处于RGB颜色空间，附图5中图al、图a2、图a3 分别为原始图像； (2)将原始图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，H、S和V分别表示色调、饱 和度和亮度，只在亮度分量V上做亮度调节处理（按照步骤（3) )，H和S保持不变，可以保 持亮度调整前后彩色图像颜色的一致性； (3)用背景滤波器对V分量进行滤波，计算V分量上每个像素当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种彩色图像亮度的自动调整方法，具体步骤如下：(1)读入原始图像，所述原始图像处于RGB颜色空间；(2)将原始图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，H、S和V分别表示色调、饱和度和亮度；(3)用背景滤波器对V分量进行滤波，计算V分量上每个像素点的平均背景亮度。(4)求取滤波后图像的亮度均值μ；(5)设人类视觉对比度分辨率阈值为JND，JND值与平均背景亮度的关系为：JND(bg(i,j))=T0[1-(bg(i,j)/127)0.5]+3bg(i,j)≤127γ·(bg(i,j)-127)+3bg(i,j)>127]]>式中：表示像素点(i,j)的平均背景亮度，通过步骤(3)中的背景滤波器计算得到，T0,γ分别是描述JND曲线变化趋势的常数；(6)对V分量进行分段线性拉伸，设分段点cutpos＝αμ，其中，1.4＜α＜1.6，则V分量进行分段线性拉伸调整公式为：V′(i,j)=λ1V(i,j),V(i,j)≤cutposλ2(V(i,j)-255)+255,V(i,j)>cutpos]]>其中：第一段拉伸系数λ1＝127/μ，第二段拉伸系数λ2＝(255‑λ1cutpos)/(255‑cutpos)；利用上述公式对V(i,j)分量进行亮度调整，得到调整后亮度分量V'(i,j)。(7)将调整后亮度分量V'(i,j)、原始H分量、原始S分量组合成的颜色空间，然后转换至RGB颜色空间，得到最终亮度调整彩色图像。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学丽，李卫明，江智勇，于大海，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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