一种图像增强方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种图像增强方法及装置，属于图像处理领域。该方法通过摄像头采集图像并将图像数字化，充分利用像素间及邻域内像素灰度差相关信息，通过分段处理的方法，有效地将图像平滑和图像锐化有机结合起来，最后通过利用边界消除器来消除图像噪声边界的方法，实现了图像的增强处理。本发明专利技术特别适用于噪声图形的增强场合，使用该发明专利技术，算法简单，效率高，稳定性好，且装置中各增强技术结构清晰，独立性强，可控参数少，便于用户得到期望的效果增强后的输出图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像增强方法和装置。
技术介绍
随着多媒体技术的广泛应用和不断发展，数字图像处理变得越来越重要。在图像 的形成、传输或变换的过程中，由于受到多种因素的影响，如系统噪声，曝光不足或过量等， 往往使图像与原始图像之间产生某种差异，即图像降质或退化。因此，在许多应用场合中， 得到的原始图像或视频帧序列必须再次处理，使其视觉效果更好或者视觉内容更丰富。其 中，现有技术中，常用的图像增强技术为图像锐化处理和平滑处理。锐化处理作为数字图像增强技术中的一种，主要目的就是更好地突出图像的细 节，或者增强被模糊了的细节，从而得到一幅有较好的视觉效果和较多视觉内容的图像。目 前有许多适用于图像锐化的滤波器，其中最有代表性的是线性锐化滤波器，其中有拉普拉 斯算子Laplacian、对比度增强滤波算子imsharp等。线性锐化滤波器是一种微分算子，强 调图像中灰度的突变，这种方法可能会产生过度锐化的问题，导致过分突出细节，使图像失 真或在锐化的同时也增强了噪声数据。平滑处理的目的是为了减少图像噪声。但图像中的 噪声往往和信号交织在一起，因此平滑过程中会使图像本身的细节、边界轮廓、线条变得模 糊不清。为了得到更好的图像效果，本专利技术提出的自适应图像增强技术特别适用于噪声图 像的增强场合，为了得到平衡适度的图像增强结果，本专利技术选用了一个简单的、在锐化和平 滑之间折中的、采用线性分段函数的图像锐化方法，可以在图像锐化的同时进行有效的噪声去除。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种图像增强方法和装置， 该方法和装置将图像平滑和图像锐化有机结合起来，充分利用像素间和邻域内像素灰度差 关联信息，在图像锐化的同时进行有效的噪声去除，更好的提高图像的增强效果。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下—种图像增强方法，其包括以下步骤(1)图像的采集及数字化通过摄像头采集图像并进行图像数字化；(2)图像的自适应增强通过分段线性函数及边界消除滤波器对图像进行增强处 理；(3)输出增强后的图像输出经过自适应增强后的图像。进一步，步骤(2)中，对图像进行增强处理时，根据图像中某处空间结构的分类分 别对该处给予平滑处理或者锐化处理，具体来说，对于平坦区域进行平滑处理，对于边缘或 细节区域，则进行锐化处理。进一步，步骤(2)中，通过分段线性函数对图像进行增强处理的方法如下设输入的数字图像是一个有L个灰度级别的灰度图像，f(x，y)是在坐标(x，y)处 的像素的灰度值，本方法定义在坐标(x，y)的3X3邻域上。用fi(x，y)，i = 1，2，...，8分 别表示(X，y)的相邻像素的灰度值，Ef (x, y)表示f(x，y)经增强处理后的输出结果，该结 果是按照下面公式来实现的Ef (x, y) = min (f (χ, y) +η (χ, y), L-1), L = 256(1) (2)Afi (χ, y) = f(x, y)-fi(x, y) , i = 1,2, ... ,8(3)其中，函数s ()是一个分段线性函数；公式(3)表示以输入图像的每个像素为中心点，中心点的灰度值分别与它的8个 相邻像素的灰度值相减，可得到差值Δ ·“χ，y)，公式(2)的n(x，y)是AfiOc, y)对输出 E(x,y)的加权贡献。更进一步，所述的分段线性函数s ()如下 公式⑷的ksh和ksm分别是两个可变参数，ksm用于调整平滑的程度，ksh用于调整 锐化的程度。进一步，通过边界消除滤波器对图像进行增强处理的方法如下通过边界消除滤波器来消除图像中存在的噪声边界，其结果是按照下面的公式来 实现的Et(^y)=minnini=\,2,...,N/=IU其中，AEi(x，y) = E(χ, y)-Ei (χ, y), i = 1,2, · · ·，8其中，g()是一个非线性函数，Γν, 0 < V < L -1Ρ·(ν)= <M ) 进一步，为了更好的消除噪声的误锐化，设置了强平滑、弱平滑、强锐化及弱锐化 分段。进一步，所述的ksh的取值为3 7，kSffl的取值为12 18，其较优取值为ksh的取 值为5，ksm的取值为15。为了实现上述方法，本专利技术提出了一种图像增强装置，该装置包括以下模块图像采集模块用于通过摄像头采集图像并将图像数字化；图像自适应增强模块用于通过分段线性函数及边界消除滤波器对图像进行增强 处理；图像输出模块用于增强后的图像的输出。进一步，所述的图像自适应增强模块还设有以下子模块分段加权增强子模块，用于对图像的局部区域进行平滑和锐化处理；边缘轮廓消除子模块，用于检测图像区域内差异度最大的像素并去除。本专利技术的效果在于使用本专利技术提出的自适应图像增强技术，将图像平滑和图像 锐化有机的结合起来，利用分段线性函数控制平滑和锐化处理对输出结果的贡献度，在图 像平坦的区域做平滑处理多些，在图像细节丰富的地方做锐化多些，充分利用像素间及邻 域内像素灰度差等关联信息，算法简单，效果高，稳定性好，本专利技术提出的控制参数少，可控 性强，便于用户得到期望的增强后的输出图像，此外该方法硬件代价小，可以嵌入芯片中。附图说明图1为本专利技术所述的一种图像增强装置的系统框图；图2为本专利技术所述的一种图像增强方法的流程图；图3为本专利技术实施例中坐标(x，y)及其周围的3X3邻域上相邻像素的示意图；图4为实施例中未经处理的原始图像；图5为实施例中采用本专利技术所述的一种图像增强方法增强后的图像。 具体实施例方式为了更好的说明本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术所述方法和装置作进一 步的描述。本实施例中，如图1所示，一种图像增强装置，该装置包括以下模块图像采集模块11 通过摄像头采集图像并将图像数字化；图像自适应增强模块12 用于通过分段线性函数及边界消除滤波器对图像进行 增强处理；图像输出模块13 用于增强后的图像的输出。本实施例中，所述的图像自适应增强模块12中还设有以下子模块分段加权增强子模块14，用于对图像的局部区域进行平滑和锐化处理；边缘轮廓消除子模块15，用于检测图像区域内差异度最大的像素并去除。如图2所示，一种图像增强方法，包括以下步骤(1)图像的采集及数字化通过摄像头采集图像并进行图像数字化S21 ；(2)图像的自适应增强通过分段线性函数及边界消除滤波器增强图像S22 ；(3)输出增强后的图像输出经过自适应增强后的图像S23。步骤⑵中，对图像进行增强处理时，根据图像中某处空间结构的分类分别对该 处给予平滑处理或者锐化处理，具体来说，对于平坦区域进行平滑处理，对于边缘或细节区 域，则进行锐化处理。本实施例中，步骤(2)中图像的自适应调整增强具体实现方法如下输入的数字 图像是一个有L个灰度级别的灰度图像，f(x, y)是在坐标(x，y)处的像素的灰度值，本方 法定义在坐标(x，y)的3X3邻域上，用fi(x，y)，i = 1，2，...，8分别表示(x，y)的相邻 像素的灰度值，如图3所示。Ef(x，y)表示f(x，y)经增强处理后的输出结果，该输出结果 是按照下面公式来实现的Ef (x, y) = min (f (x, y) +n (x, y), L-l), L = 256(1) 其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像增强方法，包括以下步骤：（１）图像的采集及数字化：通过摄像头采集图像并进行图像数字化；（２）图像的自适应增强：通过分段线性函数及边界消除滤波器对图像进行增强处理；（３）输出增强后的图像：输出经过自适应增强后的图像。

【技术特征摘要】
一种图像增强方法，包括以下步骤(1)图像的采集及数字化通过摄像头采集图像并进行图像数字化；(2)图像的自适应增强通过分段线性函数及边界消除滤波器对图像进行增强处理；(3)输出增强后的图像输出经过自适应增强后的图像。2.如权利要求1所述的一种图像增强方法，其特征在于，步骤(2)中，对图像进行增强 处理时，根据图像中某处空间结构的分类分别对该处给予平滑处理或者锐化处理，具体来 说，对于平坦区域进行平滑处理，对于边缘或细节区域，则进行锐化处理。3.如权利要求1所述的一种图像增强方法，其特征在于，步骤(2)中，通过分段线性函 数对图像进行增强处理的方法如下设输入的数字图像是一个有L个灰度级别的灰度图像，f(x，y)是在坐标(x，y)处的像 素的灰度值，在坐标(x，y)的3X3邻域上，用fi(x，y)，i = 1，2，. . .，8分别表示(x，y)的 相邻像素的灰度值，Ef(x, y)表示f(x，y)经增强处理后的输出结果，该结果是按照下面的 公式来实现的 其中，函数s()是一个分段线性函数；公式(3)表示以输入图像的每个像素为中心点，中心点的灰度值分别与它的8个相邻 像素的灰度值相减，可得到差值Af“x，y)，公式(2)的n(x，y)是Af“X，y)对输出E(x， y)的加权贡献。4.如权利要求1至3之一所述的一种图像增强方法，其特征在于，所述的分段线性函数 s()如下 公式⑷的ksh和ksm分别是两个可变参数，ksm用于调整平滑的程度，ksh用于调整锐化 的程度。5.如权利要求1至3之一所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晓鹏，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]