一种基于高反差保留算法的图像增强方法及系统技术方案

本发明专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强方法及系统，涉及一种图像增强算法及系统，目的是为了克服现有的高反差保留算法需要人工设置高斯核与CCS超参数大小或设置不正确，导致耗时和程序运行时间增加的问题，其中方法具体步骤如下：步骤一、选取待增强图像上的待增强区域；并同时跳转到步骤二和步骤三；步骤二、根据待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；并跳转到步骤四；步骤三、根据待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；步骤四、根据高斯核和自适应超参数结合高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强，获得增强后的图像。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高反差保留算法的图像增强方法及系统
本专利技术涉及一种图像增强算法及系统，具体涉及一种基于改进的高反差保留算法的图像增强方法与系统。
技术介绍
在实际过程中，由于一些主观或客观的原因。不可避免的可能会出现图像模糊，纹理不清晰的情况。图像增强是提高图片清晰度经常使用的方法，高反差保留算法则是一种不错的选择。然而现有的高反差保留算法本身需要人工设置高斯核与CCS超参数大小。高斯核与大小选择的正确与否直接关系到图像增强的效果，以及程序的运行速度。目前主要是采用先验知识，人工选取几组数据进行测试，选择“最优”效果。这样就增加项目研发时间和人工成本。此外，有时目标只占图像的很小一个区域，采用大的高斯核进行高斯模糊会带来很多非必要的图像信息，增加了不必要的程序运行时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的高反差保留算法需要人工设置高斯核与CCS超参数大小或设置不正确，导致耗时和程序运行时间增加的问题，提供了一种基于高反差保留算法的图像增强方法及系统。本专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，方法具体步骤如下：步骤一、选取待增强图像上的待增强区域；并同时跳转到步骤二和步骤三；步骤二、根据待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；步骤三、根据待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；步骤四、根据高斯核和自适应超参数结合高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强，获得增强后的图像。本专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强系统，其特征在于，系统包括：选取模块，用于选取图像上的待增强区域；高斯核自动设置模块，与选取模块连接，用于根据选取模块选取的待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；自适应超参数自动设置模块，与选取模块连接，用于根据选取模块选取的待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；增强模块，同时与高斯核自动设置模块和自适应超参数自动设置模块连接，用于根据高斯核和自适应超参数及高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强。本专利技术的有益效果是：通加载待增强图片，使用简单的操作获取待增强目标。根据目标区域的大小，自适应的设置高斯核函数中的超参数，完成基于高反差算法的图像增强操作。极大的减少了人工成本和程序运行时间。附图说明图1为本专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强方法的流程图；图2为本专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强系统的结构示意图；图3为本专利技术的一种基于高反差保留算法的图像增强系统的软件界面示意图。具体实施方式需要特别说明的是，在不冲突的条件下，本申请公开的各个实施例之间可以相互组合。具体实施方式一，本实施方式的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，方法具体步骤如下：步骤一、选取待增强图像上的待增强区域；并同时跳转到步骤二和步骤三；步骤二、根据待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；步骤三、根据待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；步骤四、根据高斯核和自适应超参数结合高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强，获得增强后的图像。具体地，传统的高反差保留算法：保留原图中反差比较大的地方，实现图像增强。高反差保留算法，先使用高斯滤波器对图像进行平滑，在使用原图减去高斯平滑之后的图，就得到了强化边缘值，实现图像增强的效果。高反差保留算法核心就在于高斯滤波器以及CCS超参数的选择。目前业内主要采用的是先验知识，人工选取几组超参数进行测试，选择‘最优’效果。超参数包括高斯核的大小，以及CCS超参数的大小。实验对比，实验图片大小为384*384像素大小，采用高反差保留算法进行图片增强，并保存增强后的图片。设置了7组不同大小的高斯核，采用不同高斯核程序运行时间对比如下表：高斯核大小5*543*4379*79133*133153*153201*201253*253所用时间(s)0.00110.00320.01210.02090.03070.06170.1109在CCS超参数默认为127的情况下，不同高斯核对应的高反差图像。实验结果：随着高斯核的增大，高反差保留算法的效果越好，随着高斯核大小到达临界值M，高反差保留算法的效果则基本保持不变。其中M的大小与具体待增强区域大小有关。采用默认设置CCS超参数为127时，图像中会存在像素值大小大于255的情况，造成图片信息损失。实验总结：将高斯核的大小设置为M，以及合适的CCS超参数，对于高反差算法的增强效果以及运行时间影响巨大。进一步地，步骤二中的具体方法如下：步骤二一、获取待增强区域宽度值K和高度值G；步骤二二、采用如下公式将宽度值和高度值均调整为奇数，得到宽度调整奇数值M_K和高度调整奇数值M_G；M_X＝K/2*2+1；M_G＝G/2*2+1；其中，K/2和G/2得到的值均取整；步骤二三、确定高斯核M为(M_K，M_G)。进一步地，步骤三中的具体方法如下：步骤三一、提取所述待增强区域的每个像素的像素值Num_x_y，并存入增强区域数组；步骤三二、遍历所述增强区域数组，根据每个像素的像素值得到区域像素均值，区域像素均值为待增强区域所有像素的像素点均值Num_jz；步骤三三、通过每个像素的像素值Num_x_y和区域像素均值Num_jz，得到自适应超参数CCS：CCS＝255-|Num_x_y-Num_jz|。具体地，半自动图像增强的方法如下：移动鼠标(输入装置)，在想增强的区域画框，如螺栓。程序内部自动获取所画框大小，并将其调整为奇数，即得到M的大小。例：获得所画框大小为宽为K，高为G。其中K＝17,G＝18。带入公式：M_X＝K/2*2+1M_G＝G/2*2+1得到M_X＝17,M_G＝19。则M的大小为(17，19)。在算法内部，会将所画框区域的图片进行裁剪，将裁剪区域记为IMG_CJ。裁减的意思是提取所述待增强区域的每个像素的像素值Num_x_y，并存入一个数组，即增强区域数组，遍历IMG_CJ，计算该区域的均值记为Num_jz。通过公式，自适应的确立CCS超参数的大小。公式如下：CCS＝255-|Num_x_y-Num_jz|式中，Num_x_y为图像IMG_CJ中每一个像素值大小，Num_jz为该区域均值。自适应确立好高斯核以及CCS超参数之后，程序内部会进行高反差保留算法进行图片增强。进一步地，步骤四中，增强后的图像为：IMG_GFC＝IMG_SRC-IMG_GS+CCS；其中，IMG_GFC为增强后的图像，IMG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：/n步骤一、选取待增强图像上的待增强区域；并同时跳转到步骤二和步骤三；/n步骤二、根据待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；/n步骤三、根据待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；/n步骤四、根据所述高斯核和所述自适应超参数结合高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强，获得增强后的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
步骤一、选取待增强图像上的待增强区域；并同时跳转到步骤二和步骤三；
步骤二、根据待增强区域的宽度和高度，得到高斯核；
步骤三、根据待增强区域的每个像素的像素值，得到自适应超参数；
步骤四、根据所述高斯核和所述自适应超参数结合高反差保留算法，对待增强区域进行图像增强，获得增强后的图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，步骤二中的具体方法如下：
步骤二一、获取待增强区域宽度值K和高度值G；
步骤二二、采用如下公式将所述宽度值和高度值均调整为奇数，得到宽度调整奇数值M_K和高度调整奇数值M_G；
M_K＝K/2*2+1；
M_G＝G/2*2+1；
其中，K/2和G/2得到的值均取整；
步骤二三、确定高斯核M为(M_K，M_G)。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，步骤三中的具体方法如下
步骤三一、提取所述待增强区域的每个像素的像素值Num_x_y，并存入增强区域数组；
步骤三二、遍历所述增强区域数组，根据每个像素的像素值得到区域像素均值，所述区域像素均值为待增强区域所有像素的像素点均值Num_jz；
步骤三三、通过每个像素的像素值Num_x_y和区域像素均值Num_jz，得到自适应超参数CCS：
CCS＝255-|Num_x_y-Num_jz|。


4.根据权利要求3所述的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，所述步骤四中，增强后的图像为：
IMG_GFC＝IMG_SRC-IMG_GS+CCS；
其中，IMG_GFC为增强后的图像，IMG_SRC为待增强图像，IMG_GS为对待增强图像采用高斯滤波器后得到的平滑图像，该高斯滤波器基于高斯核M对待增强图像进行滤波。


5.根据权利要求3所述的一种基于高反差保留算法的图像增强方法，其特征在于，利用固定设备搭载照相机或者摄像机，对待检测的部件进行拍摄，在拍摄的图像中通过先验知识，确立待增强图像所在的范围，并获取该范围内的灰度图像，该灰度图像为步骤一中的待增强图像。


6.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23