图像的伪彩色足球比赛视频增强处理；从而可W克服现 有技术中操作过程复杂、花费时间长和可靠性低的缺陷，W实现操作过程简单、花费时间短 和可靠性高的优点。
[0042] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0043] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0044] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0045] 图1为本发明中频率域法足球比赛视频图像增强原理图；
[0046] 图2为本发明中频率域法足球比赛视频图像增强，（a)、化）、（C)依次为原图像、 FFT2变换图像和增强图像；
[0047] 图3为本发明中直方图修正图像增强，（a)为原图像，化）为（a)的直方图，（C)为 增强图像，（d)为（C)的直方图；
[004引图4为本发明中灰度线性变换图像增强，（a)为原图像，化）为增强图像；
[0049] 图5为本发明中基本小波分解示意图（多级分解示意图）；
[0050]图6为本发明中S层小波分解示意图；
[005。图7为本发明中正交小波变换足球比赛视频图像增强，（a)为原图像，化）为增强 图像；
[0052]图8为本发明中频域滤波法实现伪彩色处理的示意图；
[005引图9为本发明技术方案提出方法的图像增强，（a)为原图像的低灰度级增强图像， 化）为原图像的高灰度级增强图像；
[0054] 图10为本发明中模糊足球比赛视频图像增强，（a)为模糊图像，化）为增强图像。
【具体实施方式】
[0055]W下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0056] 根据本发明实施例，如图1-图10所示，提供了一种基于小波分析和伪彩色处理的 比赛视频图像增强方法。
[0057] 基于小波分析和伪彩色处理的足球比赛视频图像增强
[005引 2. 2. 2. 1足球比赛视频图像的正交小波变换
[0059] 本发明技术方案为了实现足球比赛视频图像增强，利用图像的正交小波变换对足 球比赛视频图像进行变换处理。
[0060]假设巧为尺度空间任意尺度系数系列，h。和h1分别为正交小波函数的低通滤波 器和高通滤波器系数，该两组系数对任意尺度而言都是恒定的，该样，正交小波变换的快速 分解可用图5来表示。正交小波变换各系数之间的关系用（1)表示。
[0061] (1)
[0062] 由图4可知，原始足球比赛视频图像在一个尺度下的边缘轮廓可W分解为更小尺 度下的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角分量四个部分，它们是分别经过四个 不同滤波器得到的代表原始足球比赛视频图像的不同信息，其中是咕1经过行与列两个 方向上的低通滤波器获得的，它对应于在下一尺度上的边缘轮廓信息；是诗-I姪过 行方向上的高通滤波器和列方向上的低通滤波器获得的，它对应于水平方向上的细节 信息在垂直方向上的概貌；同理，表示片/垂直方向上的细节信息在水平方向上的概貌； 的表示诗对角方向上的细节信息。足球比赛视频图像经二维正交小波变换分解之后，分 别得到图像的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角分量。图6为足球比赛视频 图像经过=层正交小波分解图，其中C3为图像的低频部分，图像的大部分能量都集中在该 一区域，〇;?(./ = 1，2,3;^ =A，v，，則分别为水平、垂直与对角分量，它们都是图像的细节信息部 分。
[0063] 2. 2. 2. 2基于正交小波变换的足球比赛视频图像增强处理
[0064] 由于图像信号在各层相应位置上的小波系数之间往往具有很强的相关性，而噪声 的小波系数则具有弱相关或不相关的特点。首先利用小波分形插值对足球比赛视频图像信 号进行去噪处理，可W得到较好去除噪声的效果。然后运用正交小波变换将一幅足球比赛 视频图像分解为大小、位置和方向都不同的分量，在进行逆变换之前可W改变小波变换域 中某些系数的大小，该样就可W有选择地放大对足球比赛视频图像中感兴趣的分量而衰减 对图像处理结果影响不大的分量。正交小波分析方法是一种空间窗和频率窗都可作自适应 改变、空频局部化分析方法，它与传统的傅里叶分析方法相比，具有更好的空频窗口特性。
[0065] 二维多尺度离散正交小波分析定义为：
[0066] (2)
[0067]式中f (X，y)为图像信号；Sjf(n，m)是f (X，y)的低频分量；w;./、。，'")、吟八"，'")、 分别代表f(X，y)的垂直、对角和水平高频分量。
[0068] 由此可见，经过二维离散正交小波分析后，足球比赛视频图像被分为低频分量和 垂直、对角和水平=个高频分量。由于低对比度图像主要表现在=个高频分量偏小，造成图 像细节模糊，因此适当增加=个高频分量，可W增强图像细节信息。于是，当式（3)成立时， 即高频分量权重较大时，足球比赛视频图像看起来较清晰。
[0069]
(3)
[0070] 其中，Cf为高频小波系数；为低频小波系数；k为高频分量权重；j为小波分 解层数。利用正交小波变换足球比赛视频图像增强方法得到的实验结果如图7所示。但 采用本方法后，由于增强了高频分量，因而所得足球比赛视频图像常常会偏亮，其对比度较 差，所W还需用伪彩色处理来进一步增加足球比赛视频图像的分辨率。
[0071] 2. 2. 2. 3图像的伪彩色足球比赛视频增强处理
[0072] 本发明技术方案采用频率域伪彩色处理增强法对足球比赛视频图像进行伪彩色 处理，先把足球比赛视频图像经傅立叶变换到频率域，在频率域内=个不同传递特性的滤 波器分离成=个独立分量，然后对它们进行逆傅立叶变换，便得到=幅代表不同频率分量 的单色图像，接着对该=幅图像作进一步的处理（如直方图均衡化），最后将它们作为=基 色分量分别加到彩色显示器的红、绿、藍显示通道，从而实现频率域分段的伪彩色增强。其 框图如图8。
[0073] 2. 2. 2. 4基于小波分析和伪彩色处理的足球比赛视频图像增强
[0074] 为了克服基于正交小波分析足球比赛视频图像增强算法及伪彩色处理的足球比 赛视频图像增强算法的缺陷，本发明技术方案提出了基于正交小波分析和伪彩色处理的足 球比赛视频图像增强算法。该算法既可W克服采用正交小波分析足球比赛视频图像增强算 法处理的图像偏亮及对比度较差等缺陷，又可克服伪彩色处理的足球比赛视频图像增强算 法不能够充分处理图像中某些细节信息的缺陷。算法的具体实施步骤如下：
[00巧]Step1:使用正交分形小波变换处理足球比赛视频图像，得到去噪后的图像。
[0076]Step2:利用正交小波变换将足球比赛视频图像分解为更小尺度下的低频分量、 水平高频分量、垂直高频分量和对角分量四个部分。
[0077]Step3:为了达到足球比赛视频图像增强的目的，有选择性地对图像中感兴趣的 部分进行放大，同时对图像中不重要的信息进行弱化处理。
[0078] Step 4:采用正交小波变换足球比赛视频图像增强算法得到结果图像后，将其转 化为频率域，采用伪彩色处理的图像增强方法对不同频率部分进行处理，获得更好的足球 比赛视频图像增强效果。
[0079] 利用本发明技术方案提出的基于正交小波分析和伪彩色处理的足球比赛视频图 像增强方法处理的结果如图9所示。由于视频图像在摄制及播放的过程中可能会产生模糊 图像，可W利用本发明技术方案提出的方法来增强模糊图像，如图10所示。
[0080] 实验对比
[0081]