本发明专利技术提供一种截断直方图均衡实现装置及方法，该实现装置包括图像采集模块；直方图统计模块，用于统计采集图像预设通道的直方图H0~HL-1，并获得图像灰度区间[0,L-1]；直方图均衡乘法模块，用于遍历采集图像中的灰度p，累加直方图像素S(p)，并截取S(p)占用M位寄存器的M-N-1位高位信息后，进行T(p)=（M-N-1）×N乘法运算；以及直方图均衡除法模块，用于计算采集图像的总像素Sall，并进行T(p)/Sall除法运算。本发通过采用直方图像素及图像总像素进行截取的办法，可以大大改善直方图均衡中的乘法器和除法器的资源，效率等，实现了更简易，效率更高，资源占用更少的直方图均衡。本发明专利技术结构及方法简单，效果显著，在图像处理领域有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种。
技术介绍
在图像处理和计算机视觉领域，图像处理技术是提高图像质量，达到最优图像显 示效果的关键技术。图像的增强技术是一个已经被大量研究，而且仍需进一步研究的重要 方向。 图像增强的目的是增强图像中的有用信息，其目的是要改善图像的视觉效果，针 对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得 清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，改善图像质量、丰富 信息量，加强图像判读和识别效果。图像增强的应用范围非常广泛，比如在低光照条件下获 得的图像，直接在屏上显示时效果比较差，甚至会产生图像失真。所以原图像在屏幕上显示 之前，需要经过一定的对比度增强处理。 直方图是对输出数据进行分组统计图，它反映了目标数据的分布几率特征。直方 图均衡是一种利用该分组统计图进行分布特征优化的技术，优化以后的数据分布趋向均匀 分布，直方图均衡技术被广泛地应用于图像增强。 直方图均衡化处理的"中心思想"是把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个 灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。直方图均衡化就是对图像进行非线性拉伸， 重新分配图像像素值，使一定灰度范围内的像素数量大致相同。直方图均衡化就是把给定 图像的直方图分布改变成"均匀"分布直方图分布。直方图均衡化的基本思想是把原始图 的直方图变换为均匀分布的形式，这样就增加了象素灰度值的动态范围从而可达到增强图 像整体对比度的效果。 直方图均衡具体过程如下，假设图像有共L个灰度级，每个灰度级对 应的直方图为H。，氏，扎i，均衡完之后的灰度转换关系为： 其中，m为原来灰度，Y(m)是均衡结束之后对应的灰度，如图la~图lb所示，图 la显示为原图的直方图，图lb显示为均衡后图像的直方图。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种截断直方图均衡实现 装置及方法，以实现一种速度更快，更简单实用的直方图均衡装置及方法。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种截断直方图均衡实现装置，包 括：图像采集模块，用于对目标图像进行采集获得采集图像；直方图统计模块，用于统计采 集图像预设通道的直方图Η。~H u，并获得图像灰度区间，其中，L为整数；直方图 均衡乘法模块，用于遍历采集图像中的灰度P，累加直方图像素S(p)，0 < p < L-1且p为 整数，并截取S (p)占用Μ位寄存器的M-N-1位高位信息后，进行T (p) = (M-N-l) *N乘法运 算，其中，N为存储灰度区间所需的寄存器的位数，M、N均为整数且M>N;以及直 方图均衡除法模块，用于计算采集图像的总像素Sall，并进行T (p)/Sall除法运算。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现装置的一种优选方案，所述采集图像为灰度图 像时，其只有单通道，所述直方图统计模块直接统计其直方图H。~Η 并获得图像灰度区 间;所述采集图像为彩色图像时，其色彩空间为多通道，所述直方图统计模块取其 中的一个通道统计直方图H。~Η 并获得图像灰度区间。 进一步地，所述彩色图像的色彩空间包括RGB、YCbCr及HSV中的一种。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现装置的一种优选方案，所述直方图均衡乘法模 块中，累加直方图像素S(p)由以下公式获得： 其中，存储灰度区间所需的寄存器的位数为N，截取S(p)占用Μ位寄存 器的Μ-Ν-1位高位信息，丢掉Ν+1位低位信息后，灰度区间L的寄存器信息全部保留，则乘 法器所需位数为T(p) = (Μ-Ν-1)*Ν，Τ(ρ)占Μ-1位，其中，M、N、L、ρ均为整数，且Ν彡4， Μ>Ν+1，0 彡 ρ 彡 L-1。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现装置的一种优选方案，所述直方图均衡除法模 块中，采集图像的总像素由以下公式获得： 其中，L为图像灰度区间的总数。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现装置的一种优选方案，所述直方图均衡除法模 块先截取Sall的Μ-Ν-1位尚位彳目息S all'，丢弃Ν+1位低位彳目息，再进行T (p) /Sall'除法运算， 则除法器所需位数为M-1/M-N-1位。。 本专利技术还提供一种截断直方图均衡实现方法，包括步骤：步骤1)，对目标图像进 行采集获得采集图像；步骤2)，统计采集图像预设通道的直方图H。~Η 并获得图像灰度 区间，其中，L为整数；步骤3)，遍历采集图像中的灰度ρ，累加直方图像素S(p)， 0彡p彡L-1，且p为整数，并截取S (p)占用Μ位寄存器的M-N-l位高位信息后，进行T (p) =(M-N-1)*N乘法运算，其中，N为存储灰度区间所需的寄存器的位数，M、N均为 整数且Μ > N ;以及步骤4)，计算采集图像的总像素Sall，并进行T (p)/Sall除法运算。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现方法的一种优选方案，步骤2)中，所述采集 图像为灰度图像时，其只有单通道，则直接统计其直方图H。~Hu，并获得图像灰度区间 ;所述采集图像为彩色图像时，其色彩空间为多通道，则取其中的一个通道统计直 方图H。~Hu，并获得图像灰度区间。 进一步地，所述彩色图像的色彩空间包括RGB、YCbCr及HSV中的一种。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现方法的一种优选方案，步骤3)中，累加直方图 像素S(p)由以下公式获得： 其中，存储灰度区间所需的寄存器的位数N，截取S(p)占用Μ位寄存器的 Μ-Ν-1位高位信息，丢掉Ν+1位低位信息后，灰度区间L的寄存器信息全部保留，则乘法器所 需位数为T(p) = (Μ-Ν-1)*Ν，Τ(ρ)占Μ-1位，其中，M、N、L、p均为整数，且Ν彡4，Μ>Ν+1， 0彡ρ彡L-l〇 作为本专利技术的截断直方图均衡实现方法的一种优选方案，步骤4)中，采集图像的 总像素由以下公式获得： 其中，L为图像灰度区间的总数。 作为本专利技术的截断直方图均衡实现方法的一种优选方案，步骤4)中，先截取Sall的M-N-1位尚位彳目息，丢弃N+1位低位彳目息Sall'，再进行T (p) /Sall'除法运算，使得除法器 所需位数为M-1/M-N-1位。 如上所述，本专利技术的，具有以下有益效果：本发通 过采用直方图像素及图像总像素进行截取的办法，可以大大改善直方图均衡中的乘法器和 除法器的资源，效率等，实现了更简易，效率更高，资源占用更少的直方图均衡。本专利技术结构 及方法简单，效果显著，在图像处理领域有广泛的应用前景。【附图说明】 图la及图lb分别显示为原图像直方图和均衡后的直方图示意图。 图2显示为本专利技术的截断直方图均衡实现装置的结构框图。 图3显示为本专利技术的截断直方图均衡实现方法的步骤流程示意图。 图4a显当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种截断直方图均衡实现装置，其特征在于，包括：图像采集模块，用于对目标图像进行采集获得采集图像；直方图统计模块，用于统计采集图像预设通道的直方图H0～HL‑1，并获得图像灰度区间[0,L‑1]，其中，L为整数；直方图均衡乘法模块，用于遍历采集图像中的灰度p，累加直方图像素S(p)，0≤p≤L‑1且p为整数，并截取S(p)占用M位寄存器的M‑N‑1位高位信息后，进行T(p)＝(M‑N‑1)*N乘法运算，其中，N为存储灰度区间[0,L‑1]所需的寄存器的位数，M、N均为整数且M＞N；直方图均衡除法模块，用于计算采集图像的总像素Sall，并进行T(p)/Sall除法运算。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，曹虎，章琦，方娜，田犁，汪宁，封松林，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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