一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法技术

本发明专利技术公开了一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，包括：将当前RGB颜色空间图像转换为YUV颜色空间图像，并提取出图像亮度Y的每个初始像素值；对图像亮度Y进行均匀且不重叠地分块、灰度级压缩、直方图统计、限制对比度、直方图均衡，得到每个块的灰度级映射表；对图像亮度Y进行双线性插值算法计算，得到图像亮度Y的每个调整后像素值；计算图像亮度Y的每个初始像素值与其调整后像素值之间的颜色换算比例，应用到当前RGB颜色空间图像中，输出新的RGB颜色空间图像。本发明专利技术可在保持原图像颜色比例的基础上，提高处理效率，扩展图像的动态范围，增强图像的对比度，从而实现快速且高效的图像增强效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法
本专利技术涉及图像处理
，更具体地，涉及一种颜色保持和灰度级压缩的CLHAE(ContrastLimitedAdaptiveHistogramEqualization，限制对比度自适应直方图均衡)图像增强方法。
技术介绍
随着社会的发展，汽车作为交通工具在生活中越发显得不可或缺，相应的车载产品也不断涌现，其中以车载图像产品最为突出。在实际应用中，车载产品采集的图像往往因为设备、环境亮度、图像压缩方法等等，导致获得的图像的对比度不高，清晰度低，不利于后续的处理。为了改善这些缺陷，需要对这类图像进行图像增强。传统的图像增强方法分为两类：空域相关法和频域相关法。其中空域相关法一般指对图像像素直接进行处理；常用的方法有直方图均衡化，直方图规定化(匹配)，伽马调节等等。这些方法提出得较早，且最为成熟，都是针对全局图像进行图像增强的。对于整幅图像而言，图像的灰度级得到了扩展，但是对于灰度级分布较“均匀”的原始图像，这些方法处理的图像亮度较平滑，图像显得“泛白”，即对比度没有得到提升。因此上述图像增强方法均无法获得清晰满意的图像增强效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，包括以下步骤：步骤S101：将输入的当前RGB颜色空间图像转换为YUV颜色空间图像，并从YUV颜色空间图像中提取出图像亮度Y的每个初始像素值；步骤S102：对图像亮度Y进行均匀且不重叠地分块；步骤S103：对图像亮度Y中的每个块进行灰度级压缩；步骤S104：对图像亮度Y中的每个块进行直方图统计；步骤S105：对图像亮度Y中的每个块进行限制对比度；步骤S106：对图像亮度Y中的每个块进行直方图均衡，得到每个块的灰度级映射表；步骤S107：根据灰度级映射表，对图像亮度Y进行双线性插值算法计算，得到图像亮度Y的每个调整后像素值；步骤S108：计算图像亮度Y的每个初始像素值与其调整后像素值之间的颜色换算比例；步骤S109：将颜色换算比例应用到当前RGB颜色空间图像中，输出新的RGB颜色空间图像。进一步地，步骤S105中，通过设置限制对比度的阈值，对图像亮度Y的每个块进行限制对比度。进一步地，通过进行限制对比度，得到每个块中超出阈值的总像素数，根据超出阈值的总像素数，得到每个块中每个灰度级的预分配像素数，并分配至每个块中。进一步地，按照预分配像素数进行分配时，如第一次分配未将超出阈值的总像素数分配完时，则以第一次分配的数据为基础，进行第二次分配。进一步地，步骤S106中，对完成限制对比度后的每个块的每个灰度级计算得到累进直方图，并根据累进直方图进行直方图均衡。进一步地，步骤S102中，将图像亮度Y均匀且不重叠地分为四个块。进一步地，步骤S107中，先通过以过图像亮度Y中每相邻两个块中点的连线为划分线，将图像亮度Y划分为九个小块，并按照各小块所在位置，将各小块分别定义为角区域小块、边区域小块和中心区域小块，然后进行双线性插值算法计算，得到图像亮度Y的每个调整后像素值。进一步地，针对某角区域小块中的各像素，通过直接查该角区域小块所在的块对应的灰度级映射表，获得该角区域小块中各像素的调整后像素值；针对某边区域小块中的各像素，先查该边区域小块所在的两个块对应的两个灰度级映射表，获得该边区域小块中各像素的对应两个虚拟定点的像素值，然后采用线性插值算法，获得该边区域小块中各像素的调整后像素值；针对中心区域小块中的各像素，先查中心区域小块所在的四个块对应的四个灰度级映射表，获得中心区域小块中各像素的对应四个虚拟定点的像素值，然后采用双线性插值算法，获得中心区域小块中各像素的调整后像素值。进一步地，所述颜色换算比例是调整后像素值与初始像素值的比值。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过对当前图像的颜色空间进行转换，针对图像亮度Y进行图像处理，再通过比例换算计算得到新像素的值，可防止伪彩色出现或者图像原R、G、B三个通道颜色比例的改变；同时，通过对图像亮度Y的灰度级进行压缩，对灰度级进行量化统计，可减少存储空间，提高图像处理效率；再次，利用CLAHE算法可实现对图像的增强处理，提高图像的动态范围；因此，本专利技术实现了在保持原图像颜色比例的基础上，有效地提高了处理效率，并且扩展了图像的动态范围，增强了图像的对比度，从而实现快速且高效的图像增强效果，较之传统的空域图像增强方法有着更好的适应性。附图说明图1是本专利技术的一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法流程图；图2是本专利技术一较佳实施例中对图像亮度Y分块进行直方图统计的示意图；图3是本专利技术一较佳实施例中对图像亮度Y每个块的灰度级进行限制对比度的示意图；图4是本专利技术一较佳实施例中对图像亮度Y的像素值进行双线性插值的示意图。具体实施方式本专利技术通过对RGB空间的原始图像进行YUV空间转换，并且对亮度空间Y(Y空间)的灰度级进行压缩，以及使用CLAHE(ContrastLimitedAdaptiveHistogramEqualization，限制对比度自适应直方图均衡)算法对低对比度图像作图像增强处理，从而实现高效快速的图像增强效果。下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，下述的具体实施方式，仅为了清楚地解释本专利技术，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。在以下本专利技术的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本专利技术的一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法流程图。如图1所示，本专利技术的一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，包括以下步骤：步骤S101：将输入的当前RGB颜色空间图像转换为YUV颜色空间图像，并从YUV颜色空间图像中提取出图像亮度Y的每个初始像素值。首先输入一幅当前图像，其为RGB颜色空间图像，定义其画幅大小为XSize×YSize。由于直接在RGB颜色空间做图像处理，会改变R通道、G通道、B通道三者之间的颜色比例关系，最后输出的图像可能会出现伪彩色。为避免这种情况，因此对当前图像进行RGB颜色空间到YUV颜色空间的转换，并从YUV颜色空间图像中提取出图像亮度Y的每个初始像素值，记为Y_Old，从而得到一幅反映图像亮度Y的灰度图。在图像亮度Y上做图像处理，具有以下优点：1)将常规的对R、G、B三个通道做处理，变为对图像亮度Y做处理，使得图像处理的效率得到提高；2)由于图像亮度Y只代表亮度，不涉及图像颜色，因而更好地保护了R、G、B三个通道之间的颜色比例，从而可防止伪彩色的出现。步骤S102：对图像亮度Y进行均匀且不重叠地分块。然后，对上述得到的Y空间的图像进行均匀的而且不重叠的分块，图2示出了这个过程的实现。其中，定义在坐标X方向上的分块数为ClipGrid_X(本实施例中假设块数为2)，每个块的宽度为XGridSize；定义在Y方向的分块数为ClipGrid_Y(本实施例中假设块数为2，共计4个块)，每个块的高度为YGridSize。步骤S103：对图像亮度Y中的每个块进行灰度级压缩。考虑到在实际的车载图像产品中，硬件资源的分配非常重要，所以需要尽量减少对图像亮度Y处理时所占据的硬件空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101：将输入的当前RGB颜色空间图像转换为YUV颜色空间图像，并从YUV颜色空间图像中提取出图像亮度Y的每个初始像素值；步骤S102：对图像亮度Y进行均匀且不重叠地分块；步骤S103：对图像亮度Y中的每个块进行灰度级压缩；步骤S104：对图像亮度Y中的每个块进行直方图统计；步骤S105：对图像亮度Y中的每个块进行限制对比度；步骤S106：对图像亮度Y中的每个块进行直方图均衡，得到每个块的灰度级映射表；步骤S107：根据灰度级映射表，对图像亮度Y进行双线性插值算法计算，得到图像亮度Y的每个调整后像素值；步骤S108：计算图像亮度Y的每个初始像素值与其调整后像素值之间的颜色换算比例；步骤S109：将颜色换算比例应用到当前RGB颜色空间图像中，输出新的RGB颜色空间图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101：将输入的当前RGB颜色空间图像转换为YUV颜色空间图像，并从YUV颜色空间图像中提取出图像亮度Y的每个初始像素值；步骤S102：对图像亮度Y进行均匀且不重叠地分块；步骤S103：对图像亮度Y中的每个块进行灰度级压缩；步骤S104：对图像亮度Y中的每个块进行直方图统计；步骤S105：对图像亮度Y中的每个块进行限制对比度；步骤S106：对图像亮度Y中的每个块进行直方图均衡，得到每个块的灰度级映射表；步骤S107：根据灰度级映射表，对图像亮度Y进行双线性插值算法计算，得到图像亮度Y的每个调整后像素值；步骤S108：计算图像亮度Y的每个初始像素值与其调整后像素值之间的颜色换算比例；步骤S109：将颜色换算比例应用到当前RGB颜色空间图像中，输出新的RGB颜色空间图像。2.根据权利要求1所述的基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，其特征在于，步骤S105中，通过设置限制对比度的阈值，对图像亮度Y的每个块进行限制对比度。3.根据权利要求2所述的基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，其特征在于，通过进行限制对比度，得到每个块中超出阈值的总像素数，根据超出阈值的总像素数，得到每个块中每个灰度级的预分配像素数，并分配至每个块中。4.根据权利要求3所述的基于灰度级压缩的CLHAE图像增强方法，其特征在于，按照预分配像素数进行分配时，如第一次分配未将超出阈值的总像素数分配完时，则以第一次分配的数据为基础，进行第二次分配。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李想，宋博，
申请(专利权)人：成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51