一种基于三维栅格平滑模型的图像细节增强方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维栅格平滑模型的图像细节增强方法。本发明专利技术的方法包括：将二维图像源图像转换为三维结构形式，采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作，输出边缘保持平的滑图像,然后对进行细节增强，输出目标图像。本发明专利技术技术方案能够用较快的速度达到较好的边缘保持及噪声平滑效果，提升图像的显示质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于三维栅格平滑模型的图像细节 增强方法。
技术介绍
随着数字科技技术的进步，人们开始走进数字化生活，随时随地都可以接触到与 数字图像相关的技术。视觉是人类最高级的感知器官，而图像则在人类的感知中扮演重要 的角色。数码相机、摄像机、手机等数码电子产品的快速发展，使得人们对图像处理有了越 来越高的要求。传统的以信号处理为基础的图像去噪、滤波等方法已经无法满足人们对于 图像处理的需要。当前，以图像缩放、图像修复、图像合成及图像增强等涉及图像几何变换 操作为代表的新型应用，促进了数字几何处理方法与传统图像处理方法的相互结合。如何 使得数字几何处理方法与传统图像处理方法更好的结合已经成为图像处理研究工作者的 热点研究问题。这些新型应用将为人们提供更好的视觉效果，为数字生活建设提供极大的 支持。数字电视正由标清向高清、平面向三维转变。随着显示技术的发展，人们对画面的 要求不仅是高清晰度，还要求色彩艳丽、画质逼真。为了不断提高画面视觉效果，一方面要 大力发展硬件技术，另一方面也要提升软件技术。高质量的图像增强算法是对图像在获得 过程中丢失的部分数据的恢复。图像增强不仅在标清片源在高清数字电视上播放时有着重 要的作用，而且对于高清数字电视片源的播放质量也有重要的作用。因此，为了给人们提供更高质量的视觉显示效果，现有的图像增强技术还需改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于三维栅格平滑模型的图像 细节增强方法，提升图像的显示效果。本专利技术提供，能够较好地突出图 像的边缘的同时达到较好的平滑效果。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现。本专利技术提供一种基于三维栅格平滑模 型的图像细节增强方法，包括以下步骤首先构建三维栅格，将二维源图像Iin用三维栅格结构形式表示。三维栅格上的每 个结点以(U，v，P)表示三维空间坐标，其中U、V表示像素的空间位置，P表示像素的亮度值。其次对三维栅格结构形式表示的图像进行边缘保持平滑操作。步骤包括利用 高斯核函数可分离性质，构造三维高斯空间卷积核，根据三维高斯空间卷积核和图像三维 栅格结构表示形式，将双边平滑模型从二维空间上的操作转化为三维空间上的线性卷积操 作。然后把完成平滑操作的图像由三维表示形式转回二维表示形式，得到所需要的平滑图像输出Γ EPS。对平滑图像Γ EPS进行颜色空间还原，然后进行图像细节增强操作。所述采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作包括以下步骤(1)构建三维栅格，将二维源图像Iin用三维栅格结构形式表示；(2)对三维栅格结构形式表示的图像进行边缘保持的平滑操作；(3)把完成平滑操作的图像由三维表示形式转回二维表示形式。所述构建三维栅格，将二维源图像Iin用三维栅格结构形式表示的步骤包括将二维图像转为三维结构的形式，首先以离散的脉冲函数的形式定义数字图像， 这里所采用的离散脉冲函数的定义为权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤(1)输入源图像Iin；(2)颜色空间转换；(3)采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作；(4)颜色空间还原；(5)进行图像细节增强操作；(6)输出目标图像IDE。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作包括以下步骤(1)构建三维栅格，将二维源图像Iin用三维栅格结构形式表示；(2)对三维栅格结构形式表示的图像进行边缘保持的平滑操作；(3)把完成平滑操作的图像由三维表示形式转回二维表示形式。3.根据权利要求1或2所述的，其特 征在于，所述构建三维栅格，将二维源图像Iin用三维栅格结构形式表示的步骤包括将二维图像转为三维结构的形式，首先以离散的脉冲函数的形式定义数字图像，这里 所采用的离散脉冲函数的定义为 il, χ = 0 其次，结合离散脉冲函数将双边平滑模型改写如下4.根据权利要求1或2所述的，其特 征在于，所述对三维栅格结构形式表示的图像进行边缘保持的平滑操作的步骤包括a.根据向量空间的思想，双边平滑实际上是定义在SXRε SxXSyXR空间中的操作； 利用高斯核函数可分离性质，构造三维高斯空间卷积核“ [Sx^) = Gs(I^I)G5(II^I)G,(IH)((又，4 —b.根据三维高斯空间卷积核和所得的图像三维栅格结构表示形式，将双边平滑模型从 二维空间上的操作转化为三维空间上的线性卷积操作；定义基于三维栅格结构的平滑模型 如下其中 表示三维空间卷积操作；C.根据所构造的三维栅格和三维线性卷积操作，二维的双边平滑操作可以视作是三维 的线性卷积操作，实现双边平滑操作的优化加速算法。5.根据权利要求1或2所述的，其特 征在于所述把完成平滑操作的图像由三维表示形式转回二维表示形式，步骤包括 这一操作通过简单的线性插值方式进行，定义三维线性插值操作如下Jjb(P)I — interpolate^ilνx yJ2 ^interpolatei3,^、iX ^ kJ其中Wb表示三维空间卷积所产生的加权系数；2和3分别表示二维平面图像形 式和三维栅格结构形式；得到插值形式之后，对加权的图像进行归一化操作，归一化过程如下所示i^--lWa最终可以得到所需要的平滑图像输出γ EPS。6.根据权利要求1所述的，其特征在于所述进行增强细节图像操作之前，需要对平滑图像Γ EPS进行颜色空间还原，然后进 行图像细节增强操作；定义基于三维栅格平滑模型的细节增强过程如下T =T, +(T -T ‘ )氺 τ丄DE丄 EPS 、丄IN 丄 EPS 乂个L其中Ide表示图像细节增强后的图像，Iin是输入图像，Γ EPS是经过边缘保持的三维栅 格平滑处理后的图像，τ是细节增强因子。全文摘要本专利技术公开了。本专利技术的方法包括将二维图像源图像转换为三维结构形式，采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作，输出边缘保持平的滑图像,然后对进行细节增强，输出目标图像。本专利技术技术方案能够用较快的速度达到较好的边缘保持及噪声平滑效果，提升图像的显示质量。文档编号G06T5/00GK102142134SQ20111011172公开日2011年8月3日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日专利技术者石晓红, 罗笑南, 苏卓 申请人:中山大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于三维栅格平滑模型的图像细节增强方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）输入源图像ＩＩＮ；（２）颜色空间转换；（３）采用三维栅格平滑模型，对源图像进行边缘保持的平滑操作；（４）颜色空间还原；（５）进行图像细节增强操作；（６）输出目标图像ＩＤＥ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏卓，石晓红，罗笑南，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81