【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理。尤其涉及一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法。
技术介绍
1、信息时代发展日新月异，图像是人们获取信息的重要来源之一，人们对于图像质量的要求越来越高，而图像对比度是各类电子视频设备性能的一个重要指标。图像对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，即指一幅图像灰度反差的大小。差异范围越大代表对比度越高，差异范围越小代表对比度越低。对比度对视觉效果的影响非常关键，通常对比度越大，图像越清晰醒目。
2、高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助。但过高的对比度容易使图像呈现一种较为粗糙的亮度、甚至丢失部分细节，对比度过低则会让整个画面呈现出灰蒙蒙的状态。例如用户在日常拍摄图片时，经常会由于光线或设备等原因，导致拍摄图像出现暗部不清楚、图像整体亮度偏低、图像细节特征不明显等现象。因此需要根据图像内容的不同对其对比度进行恰当的调节，使图像能够尽可能地显示生动、丰富的细节。
3、本专利技术设计一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，能够根据图像内容的不同有效地调节图像的对比度，灵活性高，可保留图像丰富的纹理细节，达到较好的视觉效果。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，包括：
2、步骤1，提取输入图像的亮度信息；
3、步骤2，对亮度信息进行亮度分布统计，根据预设的阈值判断输入图像的类型：低亮、高亮、对比度过高或对比
4、步骤3，依据图像的类型确定亮度调节曲线，逐点进行对比度调节；
5、步骤4，将调节后的亮度信息与输入图像的亮度信息相除，得到各个像素点的增益调节系数，对输入图像的r、g、b三通道分别进行映射。
6、进一步地，步骤1包括：
7、计算各个像素点的亮度信息，得到输入图像的初始亮度信息，
8、，
9、其中，分别为输入图像的r、g、b三通道亮度信息；
10、对进行归一化处理，得到输入图像亮度信息：
11、，
12、其中，表示输入图像所有像素点中的最大初始亮度，。
13、进一步地，步骤2包括：
14、将亮度区间等分，依据亮度信息构造亮度直方图，统计各个亮度区间内的像素点的数，取，，其中，表示输入图像的位宽，依据亮度直方图计算得到位于分位处的亮度值，此亮度值反映了图像的亮度分布情况，通常的取值范围为[80，99]；
15、当时，认为输入图像整体偏暗，判定为低亮图像；当时，认为输入图像整体偏亮，判定为高亮图像，其中，分别为预先设定好的亮度阈值下限及上限；
16、当时，进一步计算亮度直方图的方差，当小于预设的方差调整阈值时，认为画面整体呈现褪色的外观，判定输入图像对比度过低；当大于预设的方差调整阈值时，认为画面暗处过暗、亮处过亮，判定输入图像对比度过高；当时，认为输入图像对比度适中，无需进行对比度调节。
17、一种情况，步骤3包括：
18、判定输入图像为低亮图像时，按如下曲线对亮度信息进行整体提亮：
19、，
20、参数共同决定图像的提亮程度，其中，为预设的固定参数，分别决定了图像输出亮度的上、下限，根据具体提亮需求进行设定，为了避免图像数据的溢出截断，满足；为与相关的自适应调节参数，决定了中间灰阶的提亮程度，应满足，计算如下：
21、，其中，为预设的曲线斜率和偏差值，为大于5的常数，偏差值应满足。
22、另一种情况，步骤3包括：
23、判定输入图像为高亮图像时，对亮度信息进行整体压暗：
24、，
25、参数共同决定图像的压暗程度，其中，为预设的固定参数，分别决定了图像输出亮度的上、下限，根据具体压暗需求进行设定，为了避免图像数据的溢出截断，满足；为与相关的自适应调节参数，决定了中间灰阶的压暗程度，应满足，计算如下：，其中，为预设的曲线斜率和偏差值，取值范围均为。
26、又一种情况，步骤3包括：
27、判定输入图像对比度过低或者过高时，通过如下线性函数确定s曲线的拐点：
28、，
29、其中，为预设的斜率和偏差值，取值范围为0.8~1，取值范围为0~0.2；
30、分别统计亮度信息位于s曲线的拐点两侧的像素点群组的方差：假设满足的像素点群组的方差统计为，满足的像素点群组的方差统计为：
31、（1）当输入图像对比度过低，画面呈现出灰蒙蒙的状态，此时利用s曲线对亮度信息进行对比度提升，按下式构造s曲线：
32、，
33、其中，为预设的固定参数，为了避免图像数据的溢出截断，将设定为不大于1的常数；设定为不大于0.05的常数，以防止图像低亮处梯度发生反转，满足；为与相关的自适应调节参数，决定了拐点右侧输入数据的提亮程度；为与相关的自适应调节参数，决定了拐点左侧输入数据的压暗程度，、应满足，具体计算如下：
34、，
35、，
36、其中，为预设的两组曲线斜率，为大于1.5的常数，为小于0.4的常数，为预设的两组曲线偏差值，的取值范围为，的取值范围为；
37、（2）当输入图像对比度过高，画面呈现暗处过暗、亮处过亮的状态，部分细节丢失，此时利用反s曲线适当降低亮度信息的对比度，按下式构造反s曲线：
38、，
39、其中，为预设的固定参数，为了避免图像数据的溢出截断，将设定为不大于1的常数；设定为不大于0.05的常数，以防止图像低亮处梯度发生反转，满足；为与相关的自适应调节参数，决定了拐点右侧输入数据的压暗程度，为与相关的自适应调节参数，决定了拐点左侧输入数据的提亮程度，满足，具体计算如下：
40、，
41、，
42、其中，为预设的两组曲线斜率，为小于0.8的常数，为大于1.1的常数，为预设的两组曲线偏差值，
43、的取值范围为，的取值范围为。
44、进一步地，为了控制调节图像对比度的程度，引入对比度调节全局系数，计算得到输出亮度信息
45、，
46、其中，为经上述步骤3对比度调节后的输出，为最终输出亮度信息。
47、进一步地，步骤4包括：
48、将最终输出亮度信息与亮度信息相除，得到图像各像素点的增益调节系数：
49、，
50、分别对输入图像的r、g、b三通道进行映射，得到最终图像：
51、。
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1.一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤3包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤3包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于：为了控制调节图像对比度的程度，引入对比度调节全局系数，计算得到输出亮度信息
8.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤4包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于图像亮度信息自适应调整图像对比度的方法，其特征在于，步骤3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于图像亮...
【专利技术属性】
技术研发人员：符丹钰，秦良，吴樟福，
申请(专利权)人：昇显微电子苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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