一种小波域亮度保持的图像细节增强方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种小波域亮度保持的图像细节增强方法及装置，在图像小波域(即频域)，以小波直方图为基础,本发明专利技术可根据输入图像的特点自动将输入图像的低频子图的直方图分割为若干分块直方图，并在各分块内做小波系数增强处理，合并小波低频子图，最后通过小波逆变换输出增强图像，可针对消费类电子产品及红外图像处理图像要求输入与输出图像亮度基本保持一致的条件下，提高输出图像细节呈现能力和抗噪声能力。

【技术实现步骤摘要】
一种小波域亮度保持的图像细节增强方法及装置
本专利技术涉及图像对比度增强
，尤其涉及一种小波域亮度保持的图像细节增强方法及装置。
技术介绍
全局直方图均衡化是数字图像增强的常用方法之一，其算法虽然实现简单，但不适合应用于对图像亮度要求保持较高的图像处理领域。这是因为在直方图均衡化增强过程中，图像增强前后图像平均亮度的变化太高，再有就是灰度级被合并常常导致增强图像质量的恶化和大量的信息丢失等问题。在一些图像处理领域(例如消费类电子产品、红外图像处理系统)中，一方面既要处理的图像与输入图像亮度保持较好，同时还要求处理的图像对比度好，细节能够清晰。实际上，亮度保持和对比度增强是一个相互约束的问题。也就是说，如果要求处理的图像与输入图像在亮度上保持一致，那么增强图像的对比度就会小，细节难于突出，图像视觉感官不清晰。亮度保持为了准确地保持输入图像的亮度，往往会使输出图像不能实现较好的对比增强或者局部过分增强，反之亦然。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种克服上述问题之一或者至少部分地解决上述任一问题的小波域亮度保持的图像细节增强方法及装置。为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：本专利技术一方面提供了一种小波域亮度保持的图像细节增强方法，包括：用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解，得到低频子图ca，第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd；对低频子图ca取整，得到取整后的低频子图ca1,并计算取整后的低频子图ca1的最大值Mca；在[0,Mca]确定取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次，得到小波直方图h,长度Mca；获取小波直方图计算公式计算取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率，其中，i为小波系数，i＝0,1,2···Mca，h为各小波系数的频数，设置新低频子图ca2与低频子图ca相同，数值设置为零矩阵；利用第一数组h1记录符合第一规则的小波直方图，利用第一小波系数数组id1记录对应小波系数，利用第二数组h2记录符合第二规则的小波直方图，利用第二小波系数数组id2记录对应小波系数，其中，第一规则包括0<p(i)<＝1/Mca，第二规则包括：p(i)>1/Mca；将第一数组h1和第二数组h2进行再分割，利用jgh1数组记录第一小波系数数组id1中相邻两数之差，利用jg1数组记录jgh1(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg1)个；利用jgh2数组记录第二小波系数数组id2中相邻两数之差，利用jg2数组记录jgh2(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg2)个；设置第一公共数组Hx存放分块小波直方图，第二公共数组idx存放第一公共数组Hx的小波系数，其中，第一数组h1中各分块小波直方图Hx的获取方式为：判断jg1数组是否为空，若为空，确定第一数组h1不能分割，则令第一公共数组Hx＝h1,第二公共数组idx＝id1，第一公共数组Hx存放的分块小波直方图长度为length(Hx)；若不为空，确定第一数组h1可以再次分割，分割的块数为1+length(jg1)个，对1...(1+length(jg1))中任意分块小波直方图为Hx＝h1(T1:jg1(i)),对应分块小波直方图的小波系数为idx＝id1(T1:jg1(i))，其中i＝1...n1-1，在i＝1时，T1＝1，在i＝2...n1-1时，T1＝1+jg1(i)；第二数组h2中各分块小波直方图Hx的获取方式为：判断jg2数组是否为空，若为空，确定第二数组h2不能分割，则令第一公共数组Hx＝h2,第二公共数组idx＝id2，第一公共数组Hx存放的分块小波直方图长度为length(Hx)；若不为空，确定第二数组h2可以再次分割，分割的块数为1+length(jg2)个，对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图为Hx＝h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图的小波系数为idx＝id2(T2:jg2(i))，其中i＝1...n2-1，在i＝1时，T2＝1，在i＝2...n2-1时，T2＝1+jg2(i)；计算第一公共数组Hx中各分块小波直方图的概率累积概率其中i＝1...length(Hx)；对第一公共数组Hx中各分块小波直方图按如下公式计算：其中i＝1...length(Hx)，f(i)为新低频子图ca2的新小波系数，P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数；将新低频子图ca2与第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd作小波重构，得到重构图像I1；利用公式将重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围，输出新的增强图像imageout。其中，P1取值范围[0,1]。其中，P1＝0.1。其中，预设值为20。本专利技术另一方面提供了一种小波域亮度保持的图像细节增强装置，包括：分解模块，用于用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解，得到低频子图ca，第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd；第一计算模块，用于对低频子图ca取整，得到取整后的低频子图ca1,并计算取整后的低频子图ca1的最大值Mca；第一确定模块，用于在[0,Mca]确定取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次，得到小波直方图h,长度Mca；第二计算模块，用于获取小波直方图计算公式计算取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率，其中，i为小波系数，i＝0,1,2···Mca，h为各小波系数的频数，设置新低频子图ca2与低频子图ca相同，数值设置为零矩阵；记录模块，用于利用第一数组h1记录符合第一规则的小波直方图，利用第一小波系数数组id1记录对应小波系数，利用第二数组h2记录符合第二规则的小波直方图，利用第二小波系数数组id2记录对应小波系数，其中，第一规则包括0<p(i)<＝1/Mca，第二规则包括：p(i)>1/Mca；分割模块，用于将第一数组h1和第二数组h2进行再分割，利用jgh1数组记录第一小波系数数组id1中相邻两数之差，利用jg1数组记录jgh1(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg1)个；利用jgh2数组记录第二小波系数数组id2中相邻两数之差，利用jg2数组记录jgh2(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg2)个；第二确定模块，用于设置第一公共数组Hx存放分块小波直方图，第二公共数组idx存放第一公共数组Hx的小波系数，其中，第一数组h1中各分块小波直方图Hx的获取方式为：判断jg1数组是否为空，若为空，确定第一数组h1不能分割，则令第一公共数组Hx＝h1,第二公共数组idx＝id1，第一公共数组Hx存放的分块小波直方图长度为length(Hx)；若不为空，确定第一数组h1可以再次分割，分割的块数为1+length(jg1)个，对1...(1+leng本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小波域亮度保持的图像细节增强方法，其特征在于，包括：/n用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解，得到低频子图ca，第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd；/n对所述低频子图ca取整，得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca；/n在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次，得到小波直方图h,长度Mca；/n获取小波直方图计算公式

【技术特征摘要】
1.一种小波域亮度保持的图像细节增强方法，其特征在于，包括：
用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解，得到低频子图ca，第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd；
对所述低频子图ca取整，得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca；
在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次，得到小波直方图h,长度Mca；
获取小波直方图计算公式计算所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率，其中，i为小波系数，i＝0,1,2···Mca，h为各小波系数的频数，设置新低频子图ca2与所述低频子图ca相同，数值设置为零矩阵；
利用第一数组h1记录符合第一规则的小波直方图，利用第一小波系数数组id1记录对应小波系数，利用第二数组h2记录符合第二规则的小波直方图，利用第二小波系数数组id2记录对应小波系数，其中，所述第一规则包括0<p(i)<＝1/Mca，所述第二规则包括：p(i)>1/Mca；
将所述第一数组h1和所述第二数组h2进行再分割，利用jgh1数组记录所述第一小波系数数组id1中相邻两数之差，利用jg1数组记录jgh1(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg1)个；利用jgh2数组记录所述第二小波系数数组id2中相邻两数之差，利用jg2数组记录jgh2(x)>＝预设值的数值，分割块数大小1+length(jg2)个；
设置第一公共数组Hx存放分块小波直方图，第二公共数组idx存放所述第一公共数组Hx的小波系数，其中，所述第一数组h1中各分块小波直方图Hx的获取方式为：判断所述jg1数组是否为空，若为空，确定所述第一数组h1不能分割，则令所述第一公共数组Hx＝h1,所述第二公共数组idx＝id1，所述第一公共数组Hx存放的分块小波直方图长度为length(Hx)；若不为空，确定所述第一数组h1可以再次分割，分割的块数为1+length(jg1)个，对1...(1+length(jg1))中任意分块小波直方图为Hx＝h1(T1:jg1(i)),对应分块小波直方图的小波系数为idx＝id1(T1:jg1(i))，其中i＝1...n1-1，在i＝1时，T1＝1，在i＝2...n1-1时，T1＝1+jg1(i)；所述第二数组h2中各分块小波直方图Hx的获取方式为：判断所述jg2数组是否为空，若为空，确定所述第二数组h2不能分割，则令所述第一公共数组Hx＝h2,所述第二公共数组idx＝id2，所述第一公共数组Hx存放的分块小波直方图长度为length(Hx)；若不为空，确定所述第二数组h2可以再次分割，分割的块数为1+length(jg2)个，对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图为Hx＝h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图的小波系数为idx＝id2(T2:jg2(i))，其中i＝1...n2-1，在i＝1时，T2＝1，在i＝2...n2-1时，T2＝1+jg2(i)；
计算所述第一公共数组Hx中各分块小波直方图的概率累积概率其中i＝1...length(Hx)；
对所述第一公共数组Hx中各分块小波直方图按如下公式计算：



其中i＝1...length(Hx)，f(i)为所述新低频子图ca2的新小波系数，P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数；
将所述新低频子图ca2与所述第一高频子图ch、所述第二高频子图cv和所述第三高频子图cd作小波重构，得到重构图像I1；
利用公式将所述重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围，输出新的增强图像imageout。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P1取值范围[0,1]。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述P1＝0.1。


4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设值为20。


5.一种小波域亮度保持的图像细节增强装置，其特征在于，包括：
分解模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：章怡，王海峰，范鑫，陈海忠，吴卫华，薛勇，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32