基于小波变换的图像去色和增强的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理。更具体地，本发明提供了一种用于图像去色和彩色图像增 强的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，图像去色广泛应用于各种领域，例如，单色打印、单色医疗显示器和模式 识别。另一方面，在医学图像增强、缺陷检测、目视检查和目视判断中通常会发现彩色图像 增强。市场上的这种需求推动了大量研宄人员致力于这些有关图像处理的应用领域内的各 种研宄。
[0003] US7151858提供了一种在校正图像信号的清晰度同时减少在信号边缘发生过冲和 下冲的设备和方法，其使用哈尔小波变换和与要被校正的图像信号边缘相邻的像素值之间 的差。所述设备包括：通过对图像信号执行多级哈尔小波变换来检测图像信号边缘上的数 据的边缘检测器，检测增益以校正图像边缘的增益检测器，通过对边缘数据、至少一个与边 缘数据相邻的像素以及增益执行操作来检测与要被校正的位置处的边缘数据有关的校正 后的像素值的像素值检测器，以及用于产生图像的图像信号发生器，其中，基于校正后的像 素形成所述图像的边缘。
[0004] US20060013504公开了一种用于图像增强的方法，包括：对输入图像执行多分辨 率分解，从而产生与不同像标（至少包括第一和第二像标）相关联的多分辨率变换分量。 执行多分辨率重建，以通过对多分辨率转换分量应用滤波系数以便使得不同的第一和第二 滤波系数分别应用于与第一和第二像标相关的多分辨率变换分量，来产生增强图像。通常 使用正向变换滤波器执行分解，并且重建使用反向变换滤波器，所述反向变换滤波器不一 定是所述正向变换滤波器的反转。US7295695公开了一种使用小波变换检测光掩膜板或晶 片中的缺陷以区分实际缺陷和图形噪声的方法。将第一图像和第二图像的采样对准。获得 图像之间的差分的小波变换。对小波变换后的差分图像进行滤波以区分实际缺陷和图形缺 陷。
[0005] 然而，在传统的图像处理方法中，经常发现彩色对比度和亮度细节的丢失。
[0006] 因此，需要一种能够有效地恢复彩色对比度和亮度细节的图像处理方法，以改进 与增强灰度和彩色图像中的清晰度与微细节。
【发明内容】
[0007] 当前要求保护的发明提供了一种能够改进与增强灰度和彩色图像中的清晰度和 微细节的方法。
[0008] 相应地，当前要求保护的发明的第一方面是提供一种能够改进灰度图像的清晰度 和微细节的方法。
[0009] 根据当前要求保护的发明的实施例，一种用于图像去色的方法，包括：将具有多个 像素的输入彩色图像分解为红色图像、绿色图像和蓝色图像；分别对所述红色图像、绿色图 像和蓝色图像执行小波变换以获得红色小波系数、绿色小波系数和蓝色小波系数，其中，所 述红色小波系数、所述绿色小波系数和所述蓝色小波系数中的每一个都包括幅度和符号； 对于每个像素，将所述红色小波系数、绿色小波系数和蓝色小波系数的幅度分类为第一幅 度A、第二幅度M m和第三幅度M s，其中，所述第一幅度大于或等于所述第二幅度，并且所述 第二幅度大于或等于所述第三幅度；对于每个像素，选择具有所述第一幅度的小波系数的 符号作为增强小波系数的符号；对于每个像素，通过下述等式计算所述增强小波系数的幅 度M E:ME= M!+(a*MM - b*Ms)，其中，a表示第一调整参数，并且b表示第二调整参数；对于每 个像素，基于计算的增强小波系数的幅度和选择的增强小波系数的符号，确定所述增强小 波系数；以及对确定的增强小波系数执行逆小波变换以获得增强灰度图像。
[0010] 当前要求保护的发明的第二方面提供了一种用于调节增强灰度图像的亮度的方 法。
[0011] 根据当前要求保护的发明的实施例，一种用于自适应的进行图像去色的方法，包 括：将具有多个像素的输入彩色图像分解为红色图像、绿色图像和蓝色图像；分别对所述 红色图像、绿色图像和蓝色图像执行小波变换以获得红色小波系数、绿色小波系数和蓝色 小波系数，其中，所述红色小波系数、所述绿色小波系数和所述蓝色小波系数中的每一个都 包括幅度和符号；对于每个像素，将所述红色小波系数、绿色小波系数和蓝色小波系数的幅 度分类为第一幅度A、第二幅度M m和第三幅度M s，其中，所述第一幅度大于或等于所述第 二幅度，并且所述第二幅度大于或等于所述第三幅度；对于每个像素，选择具有所述第一幅 度的小波系数的符号作为增强小波系数的符号；对于每个像素，通过第一等式计算所述增 强小波系数的幅度M E:M E= M J(a*MM - b*Ms)，其中，a表示第一调整参数，并且b表示第二 调整参数；对于每个像素，基于计算的增强小波系数的幅度和选择的增强小波系数的符号， 确定所述增强小波系数；基于确定的增强小波系数，计算其低频小波能量和高频小波能量； 将所述输入彩色图像转换为灰度图像；计算所述灰度图像的能量；基于所述增强小波系数 的低频小波能量、所述增强小波系数的高频小波能量和所述灰度图像的能量，计算自适应 亮度控制因子；基于所述自适应亮度控制因子执行能量归一化，以归一化所述确定的增强 小波系数；以及对归一化的增强小波系数执行逆小波变换，以获得具有自适应亮度控制的 归一化的增强灰度图像。
[0012] 当前要求保护的本发明的第三方面是提供一种用于改进彩色图像的清晰度和微 细节的方法。
[0013] 根据当前要求保护的方面的实施例，一种用于图像去色的方法，包括：将具有多个 像素的输入彩色图像分解为红色图像、绿色图像和蓝色图像；分别对所述红色图像、绿色图 像和蓝色图像执行小波变换以获得红色小波系数、绿色小波系数和蓝色小波系数，其中，所 述红色小波系数、所述绿色小波系数和所述蓝色小波系数中的每一个都包括幅度和符号； 对于每个像素，将所述红色小波系数、绿色小波系数和蓝色小波系数的幅度分类为第一幅 度Mp第二幅度M m和第三幅度M s，其中，所述第一幅度大于或等于所述第二幅度，并且所述 第二幅度大于或等于所述第三幅度；对于每个像素，选择具有所述第一幅度的小波系数的 符号作为增强小波系数的符号；对于每个像素，通过第一等式计算所述增强小波系数的幅 度M E:ME= M!+(a*MM - b*Ms)，其中，a表示第一调整参数，并且b表示第二调整参数；对于每 个像素，基于计算的增强小波系数的幅度和选择的增强小波系数的符号，确定所述增强小 波系数；基于确定的增强小波系数，计算其低频小波能量和高频小波能量；将所述输入彩 色图像转换为灰度图像；计算所述灰度图像的能量；基于所述增强小波系数的低频小波能 量、所述增强小波系数的高频小波能量和所述灰度图像的能量，计算自适应亮度控制因子； 基于所述自适应亮度控制因子执行能量归一化，以归一化所述确定的增强小波系数；对归 一化的增强小波系数执行逆小波变换，以获得具有自适应亮度控制的归一化的增强灰度图 像；将所述彩色图像分解为Y图像、U图像和V图像；以及组合所述具有自适应亮度控制的 增强灰度图像和所述U图像及V图像，以获得彩色增强图像。
[0014] 本发明的方法能够显示具有更多细节和合适亮度的灰度图像，并且显示的彩色图 像也具有更多细节。另外，本发明是有效、稳定和灵活的，从而适于各种场景和情形。另外， 本发明是用户友好的。由于该方法可以自行执行，所以无需任何用户输入就可产生增强的 灰度和彩色的图像。
【附图说明】
[0015] 本专利或申请文件包括至少一个彩色附图。具有彩色附图的本专利或专利申请公 开的副本将在收到请求并支付必要的费用时由官方机构提供。下面参考附图更详细地描述 本发明的实施例，其中：
[0016] 图1示出了根据当前要求保护的发明的实施例的图像去色过程的步骤的流程图；
[0017] 图2示出了根据当前要求保护的发明的实施例的图像去色方法的流程图；
[0018] 图3示出了根据当前要求保护的发明的实施例的计算增强小波系数的示例性的 例子；
[0019] 图4示出了根据当前要求保护的发明的实施例的图像去色过程的步骤的流程图， 该图像去色过程具有自适应亮度控制；
[0020] 图4A示出了根据当前要求保护的发明的实施例的计算图像能量的步骤；
[0021] 图5示出了根据当前要求保护的发明的实施例的图像去色方法的流程图，该图像 去色方法具有自适应亮度控制；
[0022] 图6示出了根据当前要求保护的发明的实施例的彩色图像增强过程的步骤的流 程图；
[0023] 图7示出了根据当前要求保护的发明的实施例的彩色图像增强