本发明技术方案通过计算增强后的足球比赛视频图像的均值、信息滴和清晰度来 对足球比赛视频图像增强效果进行定量方面评价。利用式（5)来计算图像的均值。
[0082]
(5)
[0083] 其中，I。为增强后的结果图像，狂，Y)为图像大小。对于一幅图像来说，均值反映 了图像的平均亮度。如果均值适中（灰度值128在附近），则表明视觉效果良好。
[0084] 信息滴的计算定义如下：
[0085]
(()
[008引其中，Pi为图像的灰度级G化拥应的概率；L为灰度级总数；i G(0,1，...心2, kl)。滴值越大，反映了图像携带的信息量越多，因此信息滴是衡量图像 信息丰富程度的一个重要指标。
[0087] 足球比赛视频图像的清晰度可W用式（7)来计算：
[0088] 清晰度可W反映出足球比赛视频图像中的微小细节反差和纹理变换特征。清晰度 值越大，说明对应的足球比赛视频图像越清晰。3种算法增强后足球比赛视频图像的均值， 信息滴和清晰度如表1所示。3种算法增强后足球比赛视频图像的RGB各个通道的均值，信 息滴和清晰度如表2所示。
[0089]
(7)
[0090] 表1增强后的图像的均值、信息滴和清晰度
[0091]
[009引表2增强后的图像的均值、信息滴和清晰度
[0093]
[0094] 本部分介绍了足球比赛视频图像预处理技术。首先介绍了均值滤波去噪、中值滤 波去噪、基于PDE的图像去噪、全变分图像去噪和分形小波变换去噪五种常用图像去噪方 法及其缺陷。提出了基于多元统计模型的分形小波自适应图像去噪算法。在去噪过程中， 首先建立了一个多元统计模型，该模型能够更准确地估计各种相关信息，且模型参数改善 比较灵活。然后通过与分形小波去噪方法结合可W选择高品质的图像空间。在适度的噪声 方差下可W根据拼贴距离在最好的子树域中找到近优父子树。最后通过从噪声图像中预测 出无噪声的图像分形小波编码，从而达到优化去噪的目的。该方法在去除噪声的同时，能有 效地保持图像的边缘及纹理特征，很好地保留图像的精细结构，取得了良好的去噪效果。由 于采用了预测小波分形编码，优化了算法结构，算法的处理速度比较快。其次介绍了常用的 频率域足球比赛视频图像增强和空间域足球比赛视频图像增强方法及其缺陷。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。
[0095] 最后应说明的是；W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 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，其特征在于，包括： a、 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； b、 基于正交小波变换的足球比赛视频图像增强处理； c、 图像的伪彩色足球比赛视频增强处理。2. 根据权利要求1所述的基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法，其特 征在于，所述步骤a，具体包括： 假设为尺度空间任意尺度系数系列，Iitl和h 别为正交小波函数的低通滤波器和 高通滤波器系数，这两组系数对任意尺度而言都是恒定的，正交小波变换各系数之间的关 系用⑴表不：原始足球比赛视频图像在一个尺度下的边缘轮廓能够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，其中功是经过行与列两个方向上的低通滤 波器获得的，它对应于4在下一尺度上的边缘轮廓信息；是经过行方向上的高通 滤波器和列方向上的低通滤波器获得的，它对应于<广水平方向上的细节信息在垂直方向 上的概貌；同理，及纟表示4垂直方向上的细节信息在水平方向上的概貌；#:表示对 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。3. 根据权利要求1或2所述的基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法， 其特征在于，所述步骤b，具体包括： 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，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以改变小波变换域中某些系数的大小，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， 二维多尺度离散正交小波分析定义为：式中f(x，y)为图像信号；S/km)是f(x，y)的低频分量；</("，"〇、 </("，"〇分别代表f(x，y)的垂直、对角和水平高频分量； 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：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。4. 根据权利要求3所述的基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法，其特 征在于，所述步骤c，具体包括： 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； 基于小波分析和伪彩色处理的足球比赛视频图像增强。5. 根据权利要求4所述的基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法，其特 征在于，所述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的操作， 进一步包括： 先把足球比赛视频图像经傅立叶变换到频率域，在频率域内三个不同传递特性的滤波 器分离成三个独立分量； 然后对它们进行逆傅立叶变换，便得到三幅代表不同频率分量的单色图像，接着对这 三幅图像作进一步的处理； 最后将它们作为三基色分量分别加到彩色显示器的红、绿、蓝显示通道，实现频率域分 段的伪彩色增强。6. 根据权利要求4所述的基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法，其特 征在于，所述基于小波分析和伪彩色处理的足球比赛视频图像增强的操作，进一步包括： Step 1: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； Step 2: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； Step 3: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； 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。
【专利摘要】本发明公开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，包括：a、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；b、基于正交小波变换的足球比赛视频图像增强处理；c、图像的伪彩色足球比赛视频增强处理。本发明所述基于小波分析和伪彩色处理的比赛视频图像增强方法，可以克服现有技术中操作过程复杂、花费时间长和可靠性低等缺陷，以实现操作过程简单、花费时间短和可靠性高的优点。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN104881847
【申请号】CN201510186348
【发明人】王智文, 刘美珍, 罗功坤, 阳树洪, 欧阳浩, 蒋联源, 李春贵, 夏冬雪
【申请人】广西科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月17日