本发明专利技术一种基于局部灰度波动率的图像增强方法和装置，获取输入图像，计算出输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据所述局部标准图像和局部均值图像计算出输入图像中像素的局部灰度波动率图像；限制所述局部灰度波动率图像中局部灰度波动率的波动数据，得到权重图像；根据所述权重图像进行加权直方图统计获得加权直方图，根据加权直方图得到灰度映射表，根据灰度映射表对输入图像进行灰度映射得到增强后的输出图像。本发明专利技术增强算法的权重图像基于局部灰度波动率的最终权重图像，通过对修正局部灰度波动率图像进行细化的操作，得到的最终权重图像具有保边性质，提升了输出图像的增强效果。输出图像的增强效果。输出图像的增强效果。
【技术实现步骤摘要】
一种基于局部灰度波动率的图像增强方法和装置
[0001]本专利技术涉及图像处理
，更具体的说，特别涉及图像增强方法和装置。
技术介绍
[0002]直方图均衡化方法是图像对比度增强领域最常用的基本方法之一，该方法通过灰度直方图的均衡化将主要由图像主体所占据的较窄的灰度区间展宽，而将其余部分所占据的较宽的灰度区间压缩，从而提高图像主体的对比度，本质上是一种全局灰度映射方法。直方图均衡化的一个明显的缺点是对增强的程度缺乏控制，容易造成噪声的严重放大或是细节的严重损失。在此基础上，人们提出了平台直方图均衡化及对比度受限的直方图均衡化等改进方法，其核心思想是对灰度频数的上下界进行限制。灰度频率是灰度值变化剧烈程度的指标，表示为图像在空间域上的梯度。频率越高，梯度越大，说明相邻像素差值较大，像素值变化明显；频率越低，梯度越小，说明相邻像素差值较小，像素值基本无变化。从而限制对比度增强程度，此外还有对直方图进行指数变换以平滑直方图、减小均衡化前后直方图的差异从而限制对比度增强的做法。
[0003]现有技术的方法全都是全局操作，没有基于图像的局部性质对图像进行自适应增强，容易造成该增强的地方没有获得充分增强，而不该增强的地方却得到了过分增强。对于直方图方法的自适应化，一个很自然的想法就是在以每个像素点为中心的图像块中实施直方图均衡化，但这样计算量将难以承受。
[0004]对于直方图方法自适应化的另一种改造是基于图像分层或是图像分割对直方图的灰度频数进行加权的加权直方图均衡化，通过给予图像前景对应的灰度频数更高的权重，给予图像背景对应的灰度频数更低的权重，从而实现让前景获得更高程度的增强，而背景获得更低程度增强的效果。但现有的加权直方图均衡化方法仍存在鲁棒性和可控性较差的缺陷，需要进一步改进。其中，基于图像分层进行直方图加权的方法，若提取高频层的窗口半径较小，则由于提取的高频层具有高度的稀疏性且边缘像素的灰度值与背景像素的灰度值不具有显著的区分性，使得明显受权重调整影响的像素数过少或是权重变化过于激烈。
[0005]因此，现有技术存在的问题，有待于进一步改进和发展。
技术实现思路
[0006]（一）专利技术目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种优化的图像增强方法，以提高图像的增强效果。
[0007]（二）技术方案：为了解决上述技术问题，一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，包括如下步骤：步骤一、获取输入图像，计算出输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据所述局部标准图像和局部均值图像计算出输入图像中像素的局部灰度波动率图像；步骤二、限制所述局部灰度波动率图像中局部灰度波动率的波动数据，得到权重
图像；步骤三、根据所述权重图像进行加权直方图统计获得加权直方图，根据加权直方图得到灰度映射表，根据灰度映射表对输入图像进行灰度映射得到增强后的输出图像。
[0008]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，所述步骤二包括以下步骤：对所述局部灰度波动率图像的每个数据进行变换得到修正局部灰度波动率图像，对修正局部灰度波动率图像的波动数据进行限幅得到初始权重图像。
[0009]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，所述步骤三包括以下步骤：采用滤波算法对初始权重图像进行细化并限幅得到最终权重图像，利用所述最终权重图像，对输入图像中各像素对应的灰度值出现的频数进行加权，求得第一加权直方图；对所述第一加权直方图修正，降低第一加权直方图中灰度频数的波动水平，得到修正后的第二加权直方图；对修正后的第二加权直方图均衡化处理，得到灰度映射表，根据灰度映射表查表对输入图像实施灰度映射，得到输出图像。
[0010]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，采用对所述第一加权直方图进行数值限幅，并将超出上限部分重新分配到各灰度级，得到修正后的第二加权直方图。
[0011]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，对所述初始权重图像进行细化并限幅得到最终权重图像的计算方法包括以下步骤：对所述局部灰度波动率图像的每个数据进行变换得到修正局部灰度波动率图像，对修正局部灰度波动率图像的波动数据进行限幅得到第一权重图像；对第一权重图像进行线性变换，并对线性变换后的第一权重图像限幅得到第二权重图像；对所述第二权重图像进行细化并限幅得到边缘保持的最终权重图像。
[0012]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，对所述局部灰度波动率图像的每个数据进行变换得到修正局部灰度波动率图像，包括：采用对局部灰度波动率图像的每个数据进行开方操作得到修正局部灰度波动率图像。
[0013]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，所述滤波算法还包括引导滤波算法、双边滤波算法。
[0014]所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其中，所述输入图像包括可见光输入图像、红外输入图像。
[0015]一种基于局部灰度波动率的图像增强装置，其中，包括局部灰度波动率图像计算单元，权重图像计算单元和图像增强计算单元，所述局部灰度波动率图像计算单元，用于获取输入图像，计算出输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据所述局部标准图像和局部均值图像计算出输入图像中像素的局部灰度波动率图像；所述权重图像计算单元，用于限制所述局部灰度波动率图像中局部灰度波动率的波动数据，得到权重图像；
所述图像增强计算单元，用于根据所述权重图像进行加权直方图统计获得加权直方图，根据加权直方图得到灰度映射表，根据灰度映射表对输入图像进行灰度映射得到增强后的输出图像。
[0016]（三）有益效果：本专利技术一种基于局部灰度波动率的图像增强方法和装置，增强算法中的权重图像基于局部灰度波动率的最终权重图像，通过对修正局部灰度波动率图像进行细化的操作，得到具有保边性质的最终权重图像，提升了输出图像的增强效果。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一种基于局部灰度波动率的图像增强方法的流程图；图2是本专利技术输入图像为可见光图像的示例图；图3是本专利技术输入图像为可见光图像，使用本专利技术方法对应的最终权重图像；图4是本专利技术输入图像为可见光图像，使用本专利技术方法对应的输出图像；图5是本专利技术输入图像为红外图像的示例图；图6是本专利技术输入图像为红外图像，使用本专利技术方法的输出图像。
[0018]图7是本专利技术一种基于局部灰度波动率的图像增强方法的第二个优选实施例的流程图；图8使本专利技术一种基于局部灰度波动率的图像增强装置的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合优选的实施例对本专利技术做进一步详细说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。
[0020]附图是本专利技术的实施例的示意图，需要注意的是，此附图仅作为示例，并非是按照等比例的条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、获取输入图像，计算出输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据所述局部标准图像和局部均值图像计算出输入图像中像素的局部灰度波动率图像；步骤二、限制所述局部灰度波动率图像中局部灰度波动率的波动数据，得到权重图像；步骤三、根据所述权重图像进行加权直方图统计获得加权直方图，根据加权直方图得到灰度映射表，根据灰度映射表对输入图像进行灰度映射得到增强后的输出图像。2.根据权利要求1所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：对所述局部灰度波动率图像的每个数据进行变换得到修正局部灰度波动率图像，对修正局部灰度波动率图像的波动数据进行限幅得到初始权重图像。3.根据权利要求2所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其特征在于，所述步骤三包括以下步骤：采用滤波算法对初始权重图像进行细化并限幅得到最终权重图像，利用所述最终权重图像，对输入图像中各像素对应的灰度值出现的频数进行加权，求得第一加权直方图；对所述第一加权直方图修正，降低第一加权直方图中灰度频数的波动水平，得到修正后的第二加权直方图；对修正后的第二加权直方图均衡化处理，得到灰度映射表，根据灰度映射表查表对输入图像实施灰度映射，得到输出图像。4.根据权利要求3所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其特征在于，采用对所述第一加权直方图进行数值限幅，并将超出上限部分重新分配到各灰度级，得到修正后的第二加权直方图。5.根据权利要求4所述的一种基于局部灰度波动率的图像增强方法，其特征在于，对所述初始...
【专利技术属性】
技术研发人员：张壮壮，张国龙，
申请(专利权)人：国科天成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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