一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法技术

本申请提供一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，包括：计算待处理图像的全局对比度；计算子图像的区域对比度、基础对比度受限阈值和大气透射率；比较区域对比度和全局对比度；根据比较结果，计算子图像的剪切阈值；根据剪切阈值，重新分配直方图中的像素点，得到对应的对比度受限直方图；对对比度受限直方图进行直方图均衡化处理，得到子均衡化图像；对各个子均衡化图像之间的像素点进行灰度值重构，得到与待处理图像对应的输出图像。本申请通过将待处理图像划分为若干相同大小的子图像，并结合子图像的大气透射率和区域对比度，自适应调节相应子图像的剪切阈值，从而进一步提高待处理图像的对比度，增强待处理图像的细节信息。节信息。节信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法


[0001]本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法。

技术介绍

[0002]在图像处理领域中，直方图均衡化是常用的增强图像对比度的方法，可以增强图像中的有用信息，削弱图像中不感兴趣的信息，从而改善图像的视觉效果，丰富图像的信息量，加强对图像的识别效果。直方图均衡化的方法包括限制对比度的自适应直方图均衡化(CLAHE)算法，CLAHE算法结合了自适应直方图均衡化和对比度受限两种技术的优点，可以通过增强图像的局部对比度，从而达到增强图像细节的效果，尤其是对于低对比度图像具有很好的增强效果。
[0003]现有的CLAHE算法在对图像进行增强对比度处理时，首先，将图像划分成多个子图像；然后，按照图像的对比度受限阈值设置统一的裁剪阈值；最后，通过统一的裁剪阈值对每个子图像分别进行局部增强处理。
[0004]然而，采用统一的裁剪阈值对低对比度的部分子图像进行局部增强处理时，部分子图像的细节信息不能充分显示，导致图像增强的效果差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，以解决现有技术中存在的采用统一的裁剪阈值对低对比度的部分子图像进行局部增强处理时，部分子图像的细节信息不能充分显示，导致图像增强的效果差的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，所述图像处理方法包括以下步骤：
[0007]计算待处理图像的全局对比度；
[0008]计算子图像的区域对比度和基础对比度受限阈值，所述子图像通过对所述待处理图像划分得到，且每个所述子图像的大小相同；
[0009]计算所述子图像的大气透射率；
[0010]比较所述区域对比度和所述全局对比度；
[0011]根据比较结果采用相应的参数和公式，计算所述子图像的剪切阈值，所述参数包括所述基础对比度受限阈值和所述子图像的大气透射率；
[0012]根据所述剪切阈值，重新分配直方图中的像素点，得到对应的对比度受限直方图，所述直方图根据所述子图像得到，所述直方图的数量和所述对比度受限直方图的数量均与所述子图像的数量相同，所述像素点包括所述子图像中每个灰度级所对应的像素点；
[0013]对所述对比度受限直方图进行直方图均衡化处理，得到与所述子图像对应的子均衡化图像，所述子均衡化图像的数量与所述子图像的数量相同；
[0014]对各个所述子均衡化图像之间的像素点进行灰度值重构，得到与所述待处理图像
对应的输出图像。
[0015]上述技术方案中，通过结合每个子图像的大气透射率和区域对比度，可以自适应调节每个子图像对应的剪切阈值，即不同子图像所对应的剪切阈值不同，从而有效解决现有技术中采用统一剪切阈值对所有子图像进行处理，导致的区域对比度及图像细节强度不够的问题。自适应调节每个子图像对应的剪切阈值，能够增强图像细节信息，降低图像的局部噪声，从而传递更丰富的图像信息。
[0016]在本申请的较佳实施例中，计算所述子图像的大气透射率，包括：
[0017]计算所述待处理图像的暗通道图像；
[0018]根据所述暗通道图像，计算大气光照终值；
[0019]根据所述暗通道图像中每个像素点的灰度值和所述大气光照终值，计算每个所述像素点对应的大气透射率终值；
[0020]根据每个所述像素点对应的大气透射率终值，计算所述子图像的大气透射率。
[0021]进一步地，在本申请的较佳实施例中，根据所述暗通道图像，计算大气光照终值，包括：
[0022]计算大气光照初始值，所述大气光照初始值是所述暗通道图像中所有像素点的最大灰度值；
[0023]获取预设的大气光照限制因子；
[0024]比较所述大气光照初始值和所述大气光照限制因子；
[0025]若所述大气光照初始值小于所述大气光照限制因子，则判定所述大气光照初始值为大气光照终值；
[0026]若所述大气光照限制因子小于所述大气光照初始值，则判定所述大气光照限制因子为大气光照终值。
[0027]进一步地，在本申请的较佳实施例中，根据所述暗通道图像中每个像素点的灰度值和所述大气光照终值，计算每个所述像素点对应的大气透射率终值，包括：
[0028]计算所述暗通道图像中每一个像素点的大气透射率初值；
[0029]获取预设的透射率限制因子；
[0030]比较所述大气透射率初值和所述透射率限制因子；
[0031]若所述大气透射率初值大于所述透射率限制因子，则判定所述大气透射率初值为像素点的大气透射率终值；
[0032]若所述透射率限制因子大于所述大气透射率初值，则判定所述透射率限制因子为像素点的大气透射率终值。
[0033]更进一步地，在本申请的较佳实施例中，所述像素点的大气透射率初值根据所述暗通道图像中像素点的灰度值和大气光照终值以及预设的去雾程度因子进行计算。
[0034]在本申请的较佳实施例中，根据所述剪切阈值，重新分配直方图中的像素点，得到对应的对比度受限直方图，包括：
[0035]根据剪切阈值和直方图中每个灰度级所对应的像素点数量计算所有灰度级上超出剪切阈值的像素点总和；
[0036]根据所有灰度级上超出剪切阈值的像素点总和计算每个灰度级上平均增加的像素点数量；
[0037]根据每个灰度级上平均增加的像素点数量计算像素点上限值；
[0038]将所述直方图中所有灰度级上的像素点数量分别与所述剪切阈值和所述像素点上限值进行比较；
[0039]根据比较结果，对所述灰度级上的像素点数量进行重新分配。
[0040]更进一步地，在本申请的较佳实施例中，根据比较结果，对所述灰度级上的像素点数量进行重新分配，包括：
[0041]若所述灰度级上的像素点数量大于所述剪切阈值，则将所述灰度级上的像素点数量直接设置为剪切阈值；
[0042]若所述灰度级上的像素点数量处于所述像素点上限值和所述剪切阈值之间，则通过所有灰度级上超出剪切阈值的像素点总和将所述灰度级上的像素点数量对应填补至剪切阈值；
[0043]若所述灰度级上的像素点数量小于所述像素点上限值，则按照每个灰度级上平均增加的像素点数量对所述灰度级上的像素点数量进行填补；
[0044]若所有灰度级上超出剪切阈值的像素点总和经过上述分配之后仍有剩余，则以像素步进值的分配方式将其均匀分配到所述直方图中的每个灰度级上。
[0045]更进一步地，在本申请的较佳实施例中，所述像素点上限值通过将子图像的基础对比度受限阈值与每个灰度级上平均增加的像素点数量相减得到。
[0046]在本申请的较佳实施例中，根据比较结果采用相应的参数和公式，计算所述子图像的剪切阈值，包括：
[0047]若cg≥Cg，则所述子图像的剪切阈值计算公式为ClipLimit＝round(clipL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括以下步骤：计算待处理图像的全局对比度；计算子图像的区域对比度和基础对比度受限阈值，所述子图像通过对所述待处理图像划分得到，且每个所述子图像的大小相同；计算所述子图像的大气透射率；比较所述区域对比度和所述全局对比度；根据比较结果采用相应的参数和公式，计算所述子图像的剪切阈值，所述参数包括所述基础对比度受限阈值和所述子图像的大气透射率；根据所述剪切阈值，重新分配直方图中的像素点，得到对应的对比度受限直方图，所述直方图根据所述子图像得到，所述直方图的数量和所述对比度受限直方图的数量均与所述子图像的数量相同，所述像素点包括所述子图像中每个灰度级所对应的像素点；对所述对比度受限直方图进行直方图均衡化处理，得到与所述子图像对应的子均衡化图像，所述子均衡化图像的数量与所述子图像的数量相同；对各个所述子均衡化图像之间的像素点进行灰度值重构，得到与所述待处理图像对应的输出图像。2.根据权利要求1所述的一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，计算所述子图像的大气透射率，包括：计算所述待处理图像的暗通道图像；根据所述暗通道图像，计算大气光照终值；根据所述暗通道图像中每个像素点的灰度值和所述大气光照终值，计算每个所述像素点对应的大气透射率终值；根据每个所述像素点对应的大气透射率终值，计算所述子图像的大气透射率。3.根据权利要求2所述的一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，根据所述暗通道图像，计算大气光照终值，包括：计算大气光照初始值，所述大气光照初始值是所述暗通道图像中所有像素点的最大灰度值；获取预设的大气光照限制因子；比较所述大气光照初始值和所述大气光照限制因子；若所述大气光照初始值小于所述大气光照限制因子，则判定所述大气光照初始值为大气光照终值；若所述大气光照限制因子小于所述大气光照初始值，则判定所述大气光照限制因子为大气光照终值。4.根据权利要求2所述的一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，根据所述暗通道图像中每个像素点的灰度值和所述大气光照终值，计算每个所述像素点对应的大气透射率终值，包括：计算所述暗通道图像中每一个像素点的大气透射率初值；获取预设的透射率限制因子；比较所述大气透射率初值和所述透射率限制因子；
若所述大气透射率初值大于所述透射率限制因子，则判定所述大气透射率初值为像素点的大气透射率终值；若所述透射率限制因子大于所述大气透射率初值，则判定所述透射率限制因子为像素点的大气透射率终值。5.根据权利要求4所述的一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，所述像素点的大气透射率初值根据所述暗通道图像中像素点的灰度值和大气光照终值以及预设的去雾程度因子进行计算。6.根据权利要求1所述的一种基于透射率和CLAHE算法的图像处理方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩改霞，郭慧，戚涛，张见，姚毅，杨艺，
申请(专利权)人：北京凌云光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：