一种灰度图像的自适应对比度增强方法和装置制造方法及图纸

一种灰度图像的自适应对比度增强方法和装置，用于灰度图像的去雾增强，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；对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像；根据局部灰度波动率图像对输入图像进行软分割，得到平坦区域的掩膜，通过所述掩膜对透射率图像进行补偿得到最终透射率图像；根据大气光强度值和最终透射率图像，对所述输入图像进行去雾计算，得到增强后的输出图像。本发明专利技术依据图像局部灰度波动性质对应的透射率图像，可以实现可控的自适应增强，能够避免图像平坦区域过度增强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
一种灰度图像的自适应对比度增强方法和装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，更具体的说，特别涉及一种灰度图像去雾的自适应对比对增强方法和装置。

技术介绍

[0002]基于图像降质物理模型的单图像去雾算法可以追溯到Robby T. Tan等人和RaananFattal小组分别于2008年发表的论文。Robby T. Tan等人在马尔可夫随机场中以对比度最大化为目标，通过优化手段计算随像素点位置变化的大气光分量，进而计算出衰减因子，恢复出无雾图像。该方法能够极大地增强图像对比度，且能够应用于灰度图像，但是计算过于复杂，处理耗时较长，容易在场景深度发生明显变化的地方出现光晕效应，且增强无选择性，容易造成平坦区域的过度增强。RaananFattal小组提出的方法不仅考虑了光线透射率，还考虑了表面阴影，在假定局部光线透射率与物体表面入射光矢量不相关的前提下求解透射率，从而恢复无雾图像，该方法同样计算复杂，处理耗时较长，且鲁棒性较差，而且只适应于彩色图像，无法应用于灰度图像。
[0003]基于去雾的对比度增强，在何恺明提出基于暗通道先验的去雾算法以来得到了较多的研究。原始的暗通道先验去雾算法依赖于图像的暗通道先验，难以推广到灰度图像的处理，但原理简单，通过引入引导滤波器改进后计算效率大大提升，展现出了巨大的应用潜力。该方法总体表现不错，但仍存在一些问题。
[0004]首先，并非任何情况下都应该最大化图像对比度，对于一些本身非常平坦的区域，处理的目标应该是尽可能保持图像的平坦甚至使其变得更加平坦，其中典型的例子就是天空区域并不应该被过度增强。而论文中的方法会无差别地对天空区域进行增强，导致天空区域噪声和偏色问题更加严重。
[0005]另外，对于本身对比度就已经很高的图像而言，也不宜再进一步增强图像对比度，那样反而会劣化图像质量。
[0006]再者，引导滤波虽然能缓解图像分块带来的透射率图像的块效应问题，但在两相邻块的粗透射率值相差较大时，残留块效应仍然比较显著，这会导致最终输出的图像强边缘附近出现明显的光晕效应。
[0007]此后，Yi Li等人率先将去雾算法的应用拓展到红外图像对比度增强上，在一些室外场景中取得了不错的处理效果，但是论文中提出的算法建立在距离估计的基础上，而事实上，红外图像中像素点的灰度值反映的主要是物体的温度高低，单纯从一张红外图像中估计距离本身就缺乏理论依据，因此，论文中所提出的算法表现并不稳定，算法可控性较差。
[0008]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

[0009]（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新
的灰度图像去雾增强方法，以提高输出图像的质量。
[0010]（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种灰度图像的自适应对比度增强方法，用于灰度图像的去雾增强，其中，包括以下步骤：步骤一、获取输入图像的像素，计算得到图像中的大气光强度值；同时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、对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像；步骤三、根据局部灰度波动率图像对输入图像进行软分割，得到平坦区域的掩膜，通过所述掩膜对透射率图像进行补偿得到最终透射率图像；步骤四、根据大气光强度值和最终透射率图像，对所述输入图像进行去雾计算，得到增强后的输出图像。
[0011]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，所述获取输入图像的像素，计算得到图像中的大气光强度值，具体包括以下步骤：根据输入图像亮度值最高的个像素的灰度值的均值作为大气光强度值，用于去雾算法，所述为设定的用于求取大气光强度值的参数。
[0012]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，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的步骤详细如下：计算所述输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据局部标准图像和局部均值图像求得局部灰度波动率图像，，其中，为一个大于0的常数。
[0013]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像，具体包括以下步骤：首先、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透射率图像；其次、对初始透射率图像进行线性变换与限幅得到粗透射率图像；第三、采用滤波算法对粗透射率图像进行细化并限幅，得到边缘保持的第二细化透射率图像。
[0014]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，对所述局部灰度波动率图像的每个数据采用开方操作，得到修正局部灰度波动率图像，由对修正局部灰度波动率图像进行限幅得到初始透射率图像。
[0015]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，对初始透射率图像进行线性变换与限幅得到粗透射率图像包括以下步骤：根据修正局部灰度波动率图像的均值与设定的最低透射率得到线性系数，然后根据然后根据得到取值在的粗透射率图像。
[0016]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，根据所述修正局部灰度波动率图像，以及设定的修正局部灰度波动率阈值，对输入图像进行依据如下公式进行软分割，得到平坦区域的掩膜；；对平坦区域的掩模进行细化，得到边缘保持的细化掩模。
[0017]所述一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，将所述第二细化透射率图像与细化掩模调制的补偿量叠加得到最终透射率图像，采用公式生成透射率补偿量，由公式得到最终透射率图像。
[0018]所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其中，根据大气光强度值和求得的最终透射率图像，对所述输入图像进行去雾计算，得到增强后的输出图像，采用的去雾公式为。
[0019]一种灰度图像的自适应对比度增强装置，用于灰度图像的去雾增强，其中，包括大气光强度值计算单元、局部灰度波动率图像计算单元、透射率图像计算单元和增强单元；所述大气光强度值计算单元，用于获取输入图像的像素，计算得到图像中的大气光强度值；所述局部灰度波动率图像计算单元，用于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；所述透射率图像计算单元，用于对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像；根据局部灰度波动率图像对输入图像进行软分割，得到平坦区域的掩膜，通过所述掩膜对透射率图像进行补偿得到最终透射率图像；所述增强单元，用于根据大气光强度值和最终透射率图像，对所述输入图像进行去雾计算，得到增强后的输出图像。
[0020]（三）有益效果：本专利技术一种灰度图像的自适应对比度增强方法和装置，依据图像
局部灰度波动性质对应的透射率图像，而非基于透射率图像的估计，可以实现可控的自适应增强；能够避免图像平坦区域过度增强，不仅适用于可见光图像，同样适用于红外图像。本专利技术自适应增强算法的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灰度图像的自适应对比度增强方法，用于灰度图像的去雾增强，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取输入图像的像素，计算得到图像中的大气光强度值；同时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、对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像；步骤三、根据局部灰度波动率图像对输入图像进行软分割，得到平坦区域的掩膜，通过所述掩膜对透射率图像进行补偿得到最终透射率图像；步骤四、根据大气光强度值和最终透射率图像，对所述输入图像进行去雾计算，得到增强后的输出图像。2.根据权利要求1所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其特征在于，所述获取输入图像的像素，计算得到图像中的大气光强度值，具体包括以下步骤：根据输入图像亮度值最高的个像素的灰度值的均值作为大气光强度值，用于去雾算法，所述为设定的用于求取大气光强度值的参数。3.根据权利要求2所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其特征在于，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的步骤详细如下：计算所述输入图像中像素的局部标准图像和局部均值图像，根据局部标准图像和局部均值图像求得局部灰度波动率图像，，其中，为一个大于0的常数。4.根据权利要求3所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其特征在于，对所述局部灰度波动率图像计算得到透射率图像，具体包括以下步骤：首先、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透射率图像；其次、对初始透射率图像进行线性变换与限幅得到粗透射率图像；第三、采用滤波算法对粗透射率图像进行细化并限幅，得到边缘保持的第二细化透射率图像。5.根据权利要求4所述的一种灰度图像的自适应对比度增强方法，其特征在于，对所述局部灰度波动率图像的每个数据采用开方操作，得到修正局部灰度...

【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：