图像增强方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像增强方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 图像增强在图像处理中占有非常重要的定位，图像增强是对图像的某些特征，女口 边缘、轮廓或对比度等进行强调或锐化处理。图像增强的方法主要分为两类，分别为空间域 增强法和非空间域的增强法。
[0003] 在空间域增强法中图像的直方图均衡和直方图调整被应用很广的图像增强方法。 但现有技术中的直方图均衡方法的缺点在于有时候它会造成图像的过度增强的问题，存在 使图像的噪声明显增加，而局部较暗的区域并没有得到增强等问题。所述直方图调整方法 的问题在于，图像的局部信息没有被考虑，因而造成一些小区域的对比度下降（甚至丢失） 的现象存在，且难W适应复杂光照变化。
[0004] 现有技术中存在许多非空间域的图像增强方法，例如在频率域的增强方法。所述 频率域的增强方法基本思想是W修改图像的傅氏变换为基础的方法。优点在于图像的动态 范围更广，缺点在于通常送些方法对参数非常敏感，在非空间域进行增强往往会使图像的 变化比较大，使得图像看上去并不自然。而且存在增强方法繁杂，且硬件结构复杂的问题。
[0005] 在现有技术中，在采用直方图均衡处理的图像增强方法中存在增强效果较差，难 W适应复杂光照变化，对于不同的光照条件、不同肤色的用户，直方图均衡处理后的图像存 在对比度较差，图像不自然的问题；而在采用非直方图均衡处理的图像增强的方法中，则存 在方法复杂，硬件结构复杂等问题。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的问题是图像增强过程存在难W适应复杂光照变化，增强效果较差且 方法复杂的问题。
[0007] 为解决上述问题，本发明技术方案提供一种图像增强方法，用于基于Lp范数对图 像直方图进行均衡处理；所述方法包括：
[0008] 获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范数；
[0009] 基于所述各灰度阶所出现次数的Lp范数对所述图像进行直方图均衡化，W实现 对所述图像的增强处理。
[0010] 可选的，通过如下方式获取Lp范数：
[0011] 预先将小于第一阔值的整数所对应的Lp范数进行存储；
[0012] 通过查找所述存储的整数所对应的Lp获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范 数。
[0013] 可选的，所述存储过程包括；将每间隔第二阔值数目时的整数所对应的Lp范数进 行存储。
[0014] 可选的，所述第一阔值根据所述图像的分辨率进行相应的设定。
[0015] 可选的，所述获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范数包括；当所述灰度阶所出 现次数大于第一阔值时，所述灰度阶所出现次数的Lp范数值为所述灰度阶所出现次数为 第一阔值时所对应的Lp范数值。
[0016] 可选的，所述Lp范数的P的取值范围为0《P < 1。
[0017] 可选的，通过如下公式对所述图像中的像素点进行直方图均衡化：
[0018]
[001引其中，I(x，y)为所述图像中在（X，y)位置处的像素点的亮度值，j为所述图像中 的灰度阶的索引值，Μ为所述图像中的灰度阶的总的个数，H*(j)为图像中的灰度阶j所出 现次数的Lp范数值，V(I(x，y))为在（X，y)位置处的像素点经直方图均衡化处理后的亮 度值。
[0020] 可选的，所述图像为YUV格式，所述像素点的亮度值为所述像素点的Y分量。
[0021] 本发明技术方案还提供一种图像增强装置，用于基于Lp范数对图像直方图进行 均衡处理；所述装置包括：
[0022] 获取单元，用于获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范数；
[0023] 均衡单元，用于基于所述各灰度阶所出现次数的Lp范数对所述图像进行直方图 均衡化，W实现对所述图像的增强处理。
[0024] 本发明技术方案还提供一种图像增强系统，用于基于Lp范数对图像直方图进行 均衡处理；包括如上所述的图像增强装置。
[00巧]与现有技术相比，本发明的技术方案具有W下优点：
[0026] 通过获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范数，进而基于所述各灰度阶所出现 次数的Lp范数对所述图像进行直方图均衡化处理，实现对所述图像的增强处理，该方法可 W使得图像的对比度有效提高，图像整体或局部特征有效得到改善，使图像中较暗部分变 得较亮，凸显出更多的图像细节，增加图像的层次感，有效提高图像成像效果。本方法可W 使得图像可W适应复杂的光照变化，对于不同肤色的用户均可W取得较好的成像效果，使 得所获取的图像色彩更加舒适和自然，且方法实现较为简单，软件和硬件成本较低。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明技术方案提供的图像增强方法的流程示意图；
[0028] 图2是本发明实施例提供的图像增强方法的流程示意图；
[0029] 图3是本发明实施例提供的图像增强装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 在现有技术中，在采用直方图均衡处理的图像增强方法中存在增强效果较差，难 W适应复杂光照变化，对于不同的光照条件、不同肤色的用户，直方图均衡处理后的图像存 在对比度较差，图像不自然的问题；而在采用非直方图均衡处理的图像增强的方法中，则存 在方法复杂，硬件结构复杂等问题。
[0031] 为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种图像增强方法。为了可W有效提 高图像的视觉效果，增加图像的层次感，且使得图像能够适应复杂的光照变化，对于不同肤 色的用户均可W取得较好的成像效果，在本发明技术方案中基于Lp范数对图像进行直方 图均衡化处理。
[0032] 对图像进行直方图均衡化处理，可W使得图像的对比度和锐度等得到提高。图像 的直方图均衡处理可将其灰度范围拉伸到0-255的灰度级之间来显示，从而使图像的对比 度提高，改善图像质量。直方图均衡化能够增强整个图像对比度，使图像整体或局部特征能 有效地改善，直方图均衡化处理可W有效地用于图像增强中。
[0033] 考虑到在传统的直方图均衡处理中，若某一灰度阶出现的次数非常高，送个灰度 阶在直方图均衡后的图像中将占有很多个灰度阶，会严重挤压其它灰度阶所占的权重。
[0034] 所W在发明中，采用当某一灰度阶出现的次数刚开始增加的时候，该灰度阶的权 重随着次数的增加也较快的进行增强，而当所述灰度阶出现的次数较高的时候，随着所述 灰度阶出现的次数的继续增加，该灰度阶在图像中所占的权重的增长速度应该较慢一些， 送样才会使得图像的灰度阶分布的更为合理，基于送一分析，所W在申请文件中，基于各灰 度阶出现的次数的Lp范数实现对图像的均衡化处理，W实现连续、平滑地对图像直方图每 一灰度阶的权重进行合理的校正。
[0035] 所述图像的灰度阶可W理解为是与图像中的像素点的亮度值是相对应的。举例来 说，若图像的亮度值的取值范围为[0, 255]，则说明所述图像的灰度阶共有0至255共256 阶灰度。
[0036] 在对图像处理之前，首先可W将图像转换到含有亮度和色度分量的空间中，例如 将图像转换为YUV格式、YCb化格式等，进而得到YUV或者YCb化色彩空间中Y分量，即可 W获取图像中的各像素点的亮度值，所述像素点的亮度值为该像素点的Y分量值。通过图 像中各像素点的亮度值，可W相应的确定各像素点所对应的灰度阶。
[0037] 图1是本发明技术方案提供的图像增强方法的流程示意图。如图1所示，首先执 行步骤S1，获取图像的各灰度阶所出现次数的Lp范数。
[0038] 所述各灰度阶所出现的次数可W通过统计图像中各灰度阶所对应的像素点的个 数进行相应的确定，图像中某一个灰度阶所对应的像素点的个数即为该灰度阶所出现的次 数。
[0039] 通过所述图像的直方图信息可W获取在所述图像中每一阶灰度所出现的次数，在 得到各灰度阶所出现的次数，可W对每一个灰度阶所出现的次数求取其Lp范数，即可W得 到该灰度阶所出现次数的Lp范数。
[0040] 执行步骤S2,基于所述各灰度阶所出现次数的Lp范数对所述图像进行直方图均 衡化，W实现对所述图像的增强处理。
[0041] 基于对应各灰度阶所出现次数的Lp范数，可W实现对图像中的各像素点进行直 方图均衡化的处理，进而实现对整幅图像的直方图均衡化处理。
[0042] 该方法可W使得图像的对比度有效提高，增加图像的层次感，有效提高图像成像 效果。且可W使得图像可W适应复杂的光照变化，对于不同肤色的用户均可W取得较好的 成像效果，使得所获取的图像色彩更加舒适和自然，且方法实现较为简单，软件和硬件成本 较低。
[0043] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0044] 图2是本实施例提供的图像增强方法的流程示意图，如图2所示，首先执行步骤 S201，统计图像每一个灰度阶在图像中所出现的次数。
[0045] 可W记图像的灰度阶总共有Μ阶，通过所述图像的直方图信息可W获取在所述图 像中每一阶灰度所出现的次数。
[0046] 在本实施例中，用H(j)表示灰度阶j在图像中所出现的次数。其中j的取值范围 为0《j《M。
[0047] 执行步骤S202,判断灰度阶所出现的次数是否大于或等于第一阔值。
[0048] 由于当所述灰度阶出现的次数较高的时候，随着所述灰度阶出现的次数的继续增 加，该灰度阶在图像中所占的权重的增长速度应该较慢一些，送样才会使得图像的灰度阶 分布的更为合理。
[0049] 所W在本实施例中，当某一个灰度阶所出现次数的超过一个预先设定的第一阔值 时，可W认为该灰度阶在图像中所占的权重不应该再继续增加，即仍然W该灰度阶所出现 的次数为第一阔值时Lp范数值，作为所述灰度阶所出现次数的Lp范数值。
[0050] 所述第一阔值根据所述图像的分辨率进行相应的设定。例如，通常对于8M像素的 图像而言，对于灰度阶为256阶灰度的图，第一阔值的取值可W为20