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专利号: 2020103221209
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直方图受限的图像增强方法,其特征在于,包括:

计算灰度输入图像I的灰度级直方图h(i)、概率p(i),其中,i为灰度级;

设置输出图像imageout与所述输入图像I的尺寸相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的直方图数组hx1和剩余直方图数组hx2,设置可变分割参数px,所述可变分割参数取值范围[0,0.1];

设置循环变量初始值n0=1,设置循环计算符合 的n0,其中,sum()为求

和函数,获取所述分割的直方图数组hx1,所述hx1=h(0

n0=n0+1;

根据所述分割的直方图数组hx1计算所述剩余直方图数组hx2,其中,所述hx2=h‑hx1;

将所述分割的直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一灰度级数组id1记录对应灰度级;将所述剩余直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二灰度级数组id2记录对应灰度级;

将所述第二数组h2再分割,利用公式jgh2(x)=id2(x+1)‑id2(x)x=1...n2‑1,记录所述第二灰度级数组id2相邻两数之差,差值放入jgh2数组中,将jgh2(x)>=预设值的数值放置数组jg2中,分割块数大小1+length(jg2)个;

设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的灰度级,获取所述第二数组h2中各分块直方图Hx,其中,所述第二数组h2中各分块直方图Hx的获取方式为:判断数组jg2是否为空,若为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h2,第二公共数组变量idx=id2,所述第二数组h2中各分块直方图Hx的长度为length(Hx),若不为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx可以再次分割,可以分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块直方图为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块直方图的灰度级为idx=id2(T2:jg2(i)),其中i=1...n2‑1,T2变量在i=1时,T2=1,在i=2...n2‑1时,T2=1+jg2(i);

计算各分块直方图Hx的概率 累积概率 其中i=

1...length(Hx);

对任意分块直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块直方图计算完毕,得到输出图像imageout灰度值:其中i=1...length(Hx),f(i)为输出图像imageout灰度值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数,idx(1)是分块直方图Hx的第一个灰度值,idx(end)是分块直方图Hx的最后一个灰度值;

将所述第一灰度级数组id1灰度值映射至所述输出图像imageout中;

输出所述输出图像imageout。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:

设置与所述第二灰度级数组id2数组长度一致的数组idnew用于存放各分块直方图Hx灰度级;

所述将所述第一灰度级数组id1灰度值映射至输出图像imageout中包括:

设置循环变量i=1:length(id1),将所述第一灰度级数组id1中的灰度值id1(i)逐个与所述第二灰度级数组id2中的每个灰度值比较,确定与灰度值id1(i)最接近的灰度值位置idp,其中,[~,idp]=min(abs(id2(:)‑id1(i)));

确定所述位置idp后,在输出图像imageout中确定输入图像I中等于灰度值id1(i)的位置,并在输出图像imageout相同位置赋值所述数组idnew为idnew(idp),直至所述第一灰度级数组id1所有灰度值映射完毕。

3.一种直方图受限的图像增强方法,其特征在于,包括:

计算灰度输入图像I的灰度级直方图h(i)和概率p(i),其中,i为灰度级;

设置输出图像imageout与所述输入图像I的尺寸相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的直方图数组hx1和剩余直方图数组hx2,设置可变分割参数px,所述可变分割参数px取值范围[0,0.1];

设置循环变量初始值n0=1,设置循环计算符合 的n0,其中,sum()为求

和函数,获取直方图数组hx1=h(0

根据所述分割的直方图数组hx1计算所述剩余直方图数组hx2,其中,所述hx2=h‑hx1;

将所述分割的直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一灰度级数组id1记录对应灰度级;将所述剩余直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二灰度级数组id2数组记录对应灰度级;

将所述第一数组h1和所述第二数组h2再分割,利用公式jgh1(x)=id1(x+1)‑id1(x)x=

1...n1‑1,记录所述第一灰度级数组id1相邻两数之差,差值放入jgh1数组中,将jgh1(x)>=预设值的数值放置数组jg1中,分割块数大小

1+length(jg1)个;利用公式jgh2(x)=id2(x+1)‑id2(x)x=1...n2‑1,记录所述第二灰度级数组id2相邻两数之差,差值放入jgh2数组中,将jgh2(x)>=预设值的数值放置数组jg2中,分割块数大小1+length(jg2)个;

设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的灰度级,其中,所述第一数组h1中各分块直方图Hx的获取方式为:判断所述数组jg1是否为空,若为空,确定所述第一数组h1中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h1,所述第二公共数组变量idx=id1,所述第一数组h1中分块直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第一数组h1中的分块直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg1)个;对1...(1+length(jg1))中任意分块直方图Hx为Hx=h1(T1:jg1(i)),对应分块直方图Hx的灰度级为idx=id1(T1:jg1(i)),其中i=

1...n1‑1,T1变量在i=1时,T1=1,在i=2...n1‑1时,T1=1+jg1(i);所述第二数组h2中各分块直方图Hx的获取方式为:判断所述数组jg2是否为空,若为空,确定第二数组h2中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h2,所述第二公共数组变量idx=id2,所述第二数组h2中分块直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块直方图Hx为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块直方图Hx的灰度级为idx=id2(T2:jg2(i)),其中i=1...n2‑1,T2变量在i=1时,T2=1,在i=2...n2‑1时,T2=1+jg2(i);

计算各分块直方图Hx的概率 累积概率 其中i=

1...length(Hx);

对任意分块直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块直方图计算完毕:

其中i=1...length(Hx),f(i)为原图像的新灰度值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数,idx(1)是分块直方图Hx的第一个灰度值,idx(end)是分块直方图Hx的最后一个灰度值;

输出所述输出图像imageout。

4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述P1取值范围

[0,1]。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述P1=0.1。

6.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述预设值为20。

7.一种直方图受限的图像增强装置,其特征在于,包括:

第一计算模块,用于计算灰度输入图像I的灰度级直方图h(i)、概率p(i),其中,i为灰度级;

设置模块,用于设置输出图像imageout与所述输入图像I的尺寸相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的直方图数组hx1和剩余直方图数组hx2,设置可变分割参数px,所述可变分割参数取值范围[0,0.1];

获取模块,用于设置循环变量初始值n0=1,设置循环计算符合 的n0,其

中,sum()为求和函数,获取所述分割的直方图数组hx1=h(0

第二计算模块,用于根据所述分割的直方图数组hx1计算所述剩余直方图数组hx2,其中,所述hx2=h‑hx1;

记录模块,用于将所述分割的直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一灰度级数组id1记录对应灰度级;将所述剩余直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二灰度级数组id2记录对应灰度级;

分割模块,用于将所述第二数组h2再分割,利用公式jgh2(x)=id2(x+1)‑id2(x)x=

1...n2‑1,记录所述第二灰度级数组id2相邻两数之差,差值放入jgh2数组中,将jgh2(x)>=预设值的数值放置数组jg2中,分割块数大小1+length(jg2)个;

确定模块,用于设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的灰度级,获取所述第二数组h2中各分块直方图Hx,其中,所述第二数组h2中各分块直方图Hx的获取方式为:判断数组jg2是否为空,若为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h2,第二公共数组变量idx=id2,所述第二数组h2中各分块直方图Hx的长度为length(Hx),若不为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx可以再次分割,可以分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块直方图为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块直方图的灰度级为idx=id2(T2:jg2(i)),其中i=1...n2‑1,T2变量在i=1时,T2=1,在i=

2...n2‑1时,T2=1+jg2(i);

第三计算模块,用于计算各分块直方图Hx的概率 累积概率

其中i=1...length(Hx);

第四计算模块,用于对任意分块直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块直方图计算完毕,得到输出图像imageout灰度值:其中i=1...length(Hx),f(i)为输出图像imageout灰度值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数,idx(1)是分块直方图Hx的第一个灰度值,idx(end)是分块直方图Hx的最后一个灰度值;

映射模块,用于将所述第一灰度级数组id1灰度值映射至所述输出图像imageout中;

输出模块,用于输出所述输出图像imageout。

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述设置模块,还用于设置与所述第二灰度级数组id2数组长度一致的数组idnew用于存放各分块直方图Hx灰度级;

所述映射模块通过如下方式将所述第一灰度级数组id1灰度值映射至输出图像imageout中:所述映射模块,具体用于设置循环变量i=1:length(id1),将所述第一灰度级数组id1中的灰度值id1(i)逐个与所述第二灰度级数组id2中的每个灰度值比较,确定与灰度值id1(i)最接近的灰度值位置idp,其中,[~,idp]=min(abs(id2(:)‑id1(i)));

确定所述位置idp后,在输出图像imageout中确定输入图像I中等于灰度值id1(i)的位置,并在输出图像imageout相同位置赋值idnew为idnew(idp),直至所述第一灰度级数组id1所有灰度值映射完毕。

9.一种直方图受限的图像增强装置,其特征在于,包括:

第一计算模块,用于计算灰度输入图像I的灰度级直方图h(i)和概率p(i),其中,i为灰度级;

设置模块,用于设置输出图像imageout与所述输入图像I的尺寸相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的直方图数组hx1和剩余直方图数组hx2,设置可变分割参数px,所述可变分割参数px取值范围[0,0.1];

获取模块,用于设置循环变量初始值n0=1,设置循环计算符合 的n0,其

中,sum()为求和函数,获取直方图数组hx1=h(0

第二计算模块,用于根据所述分割的直方图数组hx1计算所述剩余直方图数组hx2,其中,所述hx2=h‑hx1;

记录模块,用于将所述分割的直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一灰度级数组id1记录对应灰度级;将所述剩余直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二灰度级数组id2记录对应灰度级;

分割模块,用于将所述第一数组h1和所述第二数组h2再分割,利用公式jgh1(x)=id1(x+

1)‑id1(x)x=1...n1‑1,记录所述第一灰度级数组id1相邻两数之差,差值放入jgh1数组中,将jgh1(x)>=预设值的数值放置数组jg1中,分割块数大小1+length(jg1)个;利用公式jgh2(x)=id2(x+1)‑id2(x)x=1...n2‑1,记录所述第二灰度级数组id2相邻两数之差,差值放入jgh2数组中,将jgh2(x)>=预设值的数值放置数组jg2中,分割块数大小1+length(jg2)个;

确定模块,用于设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的灰度级,其中,所述第一数组h1中各分块直方图Hx的获取方式为:判断所述数组jg1是否为空,若为空,确定所述第一数组h1中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h1,所述第二公共数组变量idx=id1,所述第一数组h1中分块直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第一数组h1中的分块直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg1)个;对1...(1+length(jg1))中任意分块直方图Hx为Hx=h1(T1:jg1(i)),对应分块直方图Hx的灰度级为idx=id1(T1:jg1(i)),其中i=1...n1‑1,T1变量在i=1时,T1=1,在i=2...n1‑1时,T1=1+jg1(i);所述第二数组h2中各分块直方图Hx的获取方式为:判断所述数组jg2是否为空,若为空,确定第二数组h2中的分块直方图Hx不能分割,则令所述第一公共数组变量Hx=h2,所述第二公共数组变量idx=id2,所述第二数组h2中分块直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第二数组h2中的分块直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg2)个;对1...

(1+length(jg2))中任意分块直方图Hx为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块直方图Hx的灰度级为idx=id2(T2:jg2(i)),其中i=1...n2‑1,T2变量在i=1时,T2=1,在i=2...n2‑1时,T2=1+jg2(i);

第三计算模块,用于计算各分块直方图Hx的概率 累积概率

其中i=1...length(Hx);

第四计算模块,用于对任意分块直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块直方图计算完毕:其中i=1...length(Hx),f(i)为原图像的新灰度值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数,idx(1)是分块直方图Hx的第一个灰度值,idx(end)是分块直方图Hx的最后一个灰度值;

输出模块,用于输出所述输出图像imageout。

10.根据权利要求7或9所述的装置,其特征在于,所述P1取值范围[0,1]。

11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述P1=0.1。

12.根据权利要求7或9所述的装置,其特征在于,所述预设值为20。