彩色图像的直方图调试方法及其调试系统，该方法包括设置彩色图像直方图分区节点及其阈值，然后根据所得到的带有阈值的节点组，对每一个灰度进行加权平移的计算而得到偏移灰度，然后将彩色图像的每一个灰度替换为偏移灰度即可。该系统包括分区节点模块、分区阈值模块、直方图分区模块、阈值设定模块、灰度变换模块和图像修正模块。本发明专利技术具有功能新颖、实现简单、成本低廉、调试效果明显等优点。通过利用直方图实现了用户对RGB图像灰度的调试，不仅克服了现有软件在灰度调试功能上的局限性，而且用户也可根据自身需求对图像直方图的任意区间和该区间中任意阈值进行设定，体现出了很强的交互性、灵活性和通用性，无疑具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种彩色图像调试方法及系统，具体涉及一种彩色图像的直方图调试方法及其调试系统，属于数字图像处理
技术介绍
当前许多彩色图像由于受拍摄光线、拍摄环境等各种因素的影响，往往会出现各种亮度分布不均勻的情况。对图片的观察者来说，明暗不均的图像不但难以阅读，也很难对所拍摄的物体进行真实的描述。特别是通过阅读图像进行判断的应用领域，容易使观察者产生错判，造成不必要的损失。因此需要对彩色图像的灰度进行调试，以均衡彩色图像灰度，进一步提升彩色图像的品质。目前也有一些图像处理软件可以实现一定的直方图调试功能，比如直方图拉伸和均衡化。但这些调试方法大多封装在开发语言包中，缺乏人机交互。并且由于不同图像的亮度分布情况是不同的，显然用一种固定的模式处理各类图像难以得到令人满意的结果。另外，现有的直方图拉伸和均衡化算法会丢失大量灰度信息，使画面变的单调。当前许多用户也会采用调节亮度的方式去处理亮度分布不均的图像，但这种方法并没从本质上改变图像的直方图分布，对图像品质没有提升。总之，现有的直方图优化技术并不能满足要求，对用户来说如果遇到此类图像难于处理，会造成很多不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种彩色图像的直方图调试方法及其调试系统，以克服现有技术的不足，以实现针对不同灰度分布的图像进行有效的人机交互的调试，实现更优化的直方图调整与均衡彩色图像灰度，进一步提升彩色图像的品质。本专利技术充分利用通用计算机和图像模型中用到的RGB彩色模型，通过经由RGB彩色模型换算得到的直方图这种图像灰度信息表达方式实现对彩色图像进行调试，只需要通过人机交互方式设定图像调整的灰度区域和阈值，就可使用本专利技术对彩色图像进行处理， 得到针对不同亮度分布图像的处理结果。一种彩色图像的直方图调试方法，首先得到该彩色图像的直方图，其特征在于该方法包括以下步骤(1)设置直方图分区节点，即设定任意个0到255以内的灰度作为分区节点，或者不设定节点而将整个直方图当作一个分区进行调试，而得到相应数量的节点组即分区；(2)设置直方图分区阈值，即对步骤(1)中的每一个分区设定该分区内的一个灰度作为阈值；(3)灰度变换，即对每一个节点组及其对应的阈值计算偏移灰度值，包括以下内容从每一个节点组的下限开始，读取节点组定义区域内的灰阶，并判断灰阶与阈值的关系如果当前灰阶小于阈值，则按照左侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶大于阈值，则按照右侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶等于阈值，则将阈值保留为偏移灰度值，计算公式下左侧灰阶函数偏移灰度=节点值下限+(当前灰阶-节点值下限)右侧灰阶函数偏移灰度=阈值+° gim (当前灰阶-阈值)公式1其中左侧灰阶数=阈值-节点值下限右侧灰阶数=节点值上限-阈值+1；公式2总灰阶数节点值上限-节点值下限+1)如果1/2总灰阶数不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；上述偏移灰度值计算公式得到的结果如果不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；(4)对彩色图像进行修正，即将原始的彩色图像的每一个灰度值替换为根据步骤 (3)计算得到的偏移灰度值；(5)生成结果。上述步骤(1)中，可根据直方图的递增递减情况，将直方图的各个局部最高点或局部最低点设置为节点，即通过设置分区节点，而使所得的节点组内的灰阶为单调递增或递减。上述步骤( 对每一个分区设置分区阈值时，使分区内阈值两侧的像素点数量之差在5000点范围以内。由于屏幕的分辨率往往在几十万、甚至上百万以上，阈值两侧的像素点数量之差在5000点范围以内足以确保该阈值两侧的像素点数基本相等。一种彩色图像的直方图调试系统，其特征在于该系统包括分别用于设置分区节点和节点组阈值的分区节点模块与分区阈值模块；根据分区节对直方图进行分区的直方图分区模块；判断阈值与直方图分区的配性的阈值设定模块；对直方图进行灰度变换的灰度变换模块；将原始灰度替换为变换之后灰度的图像修正模块；上述灰度变换模块包括以下内容接受来自阈值设定模块的分区节点组和阈值信息；根据分区节点组和阈值信息进行偏移灰度值计算，计算过程采用公式1、2的方式进行， 将计算结果储存为偏移灰度数组，并输出给图像修正模块。上述直方图分区模块包括以下内容根据用户输入的分区节点对彩色图像的直方图进行分区，将分区结果按顺序输出给阈值设定模块。上述阈值设定模块包括以下内容接受来自直方图分区模块的分区结果；根据用户设置的阈值信息判断阈值与分区节点组的匹配性；将分类结果存入数组，并输出给灰度变换模块。上述图像修正模块包括以下内容初始化目标图像并存储像素地址信息；接受来自灰度变换模块的偏移灰度数组；根据接受的偏移灰度数组修正目标图象并保存。最后，生成结果即可。采用上述系统通过调节彩色图像的直方图实现彩色图像调试的方法，包括以下步骤首先将待处理的彩色图像输入计算机；将图像修正模块、直方图分区模块、阈值设定模块、灰度变换模块组成的系统安装在计算机中；直方图分区模块接受用户设置的分区节点信息，并对分区节点进行分组，将分区节点组以数组形式传输给阈值设定模块；阈值设定模块接收用户设置的阈值，接收来自直方图分区模块的节点数组，并对根据阈值和节点组信息判定两者的匹配性(所谓匹配性是指阈值必须在节点组的区间内)，以数组形式储存匹配结果，将包含匹配节点组和阈值信息的数组传输给灰度变换模块；灰度变换模块接收来自阈值设定模块的匹配信息，计算偏移灰度值，通过图像修正模块按偏移灰度数组修正原图像灰度值；输出整幅图像的处理结果， 调试过程结束。本专利技术具有功能新颖、实现简单、成本低廉、调试效果明显等优点。通过利用直方图实现了用户对RGB图像灰度的调试，不仅克服了现有软件在灰度调试功能上的局限性， 而且用户也可根据自身需求对图像直方图的任意区间和该区间中任意阈值进行设定，体现出了很强的交互性、灵活性和通用性。本专利技术步骤C3)的计算公式1和2采用了加权平移的方法，加权平移方法充分维护了直方图本身的灰度结构，无论设置怎样的分区与阈值，都可以实现阈值两侧灰度的加权变换，该方法比传统的线性平移的方法更稳定，不会使图像灰度分布发生突变，从而保证了整幅图像的平稳变换。值得说明的是，由于本专利技术允许在0到 255内任意地设定分区，并且分区内任意灰度均可设置为阈值，因此不但能够实现彩色图像的灰度均衡化这一基本效果，更如一种通用的方法或工具一样通过分区及其阈值可任意性设定的特点，将彩色图像经由直方图进行任意变换与调试，无疑具有广泛的应用前景。附图说明图1是本专利技术的总体结构示意图。其中，分区节点模块101，分区阈值模块102，直方图分区模块103，直方图阈值设定模块104，灰度变换模块105，图像修正模块106，调试结果107。图2是本专利技术的图像修正模块106流程示意图。其中包括初始化202、接收偏移灰度组209、指令合法性判断204、指令值合法性判断205、根据偏移灰度修正图像206、应用结束判断208和保存新图像208。图3是本专利技术的直方图分区模块103流程示意图。其中包括接收分区节点309、指令合法性判断302、指令值合法性判断304，分区节点分组子进程305、将分区节点组按顺序输出306和应用结束判断309。图4是本专利技术的直方图阈值设定模块104流程示意图。其中包括接收分区节点组410本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种彩色图像的直方图调试方法，包括生成该彩色图像的直方图的步骤，其特征在于该方法还包括以下步骤：（１）设置直方图分区节点，即设定任意个０到２５５以内的灰度作为分区节点，或者不设定节点而将整个直方图当作一个分区进行调试，而得到相应数量的节点组即分区；（２）设置直方图分区阈值，即对步骤（１）中的每一个分区设定该分区内的一个灰度作为阈值；（３）灰度变换，即对每一个节点组及其对应的阈值计算偏移灰度值，包括以下内容：从每一个节点组的下限开始，读取节点组定义区域内的灰阶，并判断灰阶与阈值的关系：如果当前灰阶小于阈值，则按照左侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶大于阈值，则按照右侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶等于阈值，则将阈值保留为偏移灰度值，计算公式下：左侧灰阶函数：右侧灰阶函数：公式１ 偏移灰度值计算公式其中：左侧灰阶数＝阈值－节点值下限右侧灰阶数＝节点值上限－阈值＋１；公式２ 函数因子计算公式如果１／２总灰阶数不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；上述偏移灰度值计算公式得到的结果如果不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；（４）对彩色图像进行修正，即将原始的彩色图像的每一个灰度值替换为根据步骤（３）计算得到的偏移灰度值；（５）最后生成调试结果。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许岩，于砚廷，王中秋，刘慧，项顼，马庆锋，倪秀辉，夏卫平，邢攸广，崔浩，杨光，李晔，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：95
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