[发明专利]彩色图像的直方图调试方法及其调试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色图像调试方法及系统，具体涉及一种彩色图像的直方图调试方法及其调试系统，属于数字图像处理技术领域。

技术背景

当前许多彩色图像由于受拍摄光线、拍摄环境等各种因素的影响，往往会出现各种亮度分布不均匀的情况。对图片的观察者来说，明暗不均的图像不但难以阅读，也很难对所拍摄的物体进行真实的描述。特别是通过阅读图像进行判断的应用领域，容易使观察者产生错判，造成不必要的损失。因此需要对彩色图像的灰度进行调试，以均衡彩色图像灰度，进一步提升彩色图像的品质。

目前也有一些图像处理软件可以实现一定的直方图调试功能，比如直方图拉伸和均衡化。但这些调试方法大多封装在开发语言包中，缺乏人机交互。并且由于不同图像的亮度分布情况是不同的，显然用一种固定的模式处理各类图像难以得到令人满意的结果。

另外，现有的直方图拉伸和均衡化算法会丢失大量灰度信息，使画面变的单调。当前许多用户也会采用调节亮度的方式去处理亮度分布不均的图像，但这种方法并没从本质上改变图像的直方图分布，对图像品质没有提升。

总之，现有的直方图优化技术并不能满足要求，对用户来说如果遇到此类图像难于处理，会造成很多不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色图像的直方图调试方法及其调试系统，以克服现有技术的不足，以实现针对不同灰度分布的图像进行有效的人机交互的调试，实现更优化的直方图调整与均衡彩色图像灰度，进一步提升彩色图像的品质。

本发明充分利用通用计算机和图像模型中用到的RGB彩色模型，通过经由RGB彩色模型换算得到的直方图这种图像灰度信息表达方式实现对彩色图像进行调试，只需要通过人机交互方式设定图像调整的灰度区域和阈值，就可使用本发明对彩色图像进行处理，得到针对不同亮度分布图像的处理结果。

一种彩色图像的直方图调试方法，首先得到该彩色图像的直方图，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)设置直方图分区节点，即设定任意个0到255以内的灰度作为分区节点，或者不设定节点而将整个直方图当作一个分区进行调试，而得到相应数量的节点组即分区；

(2)设置直方图分区阈值，即对步骤(1)中的每一个分区设定该分区内的一个灰度作为阈值；

(3)灰度变换，即对每一个节点组及其对应的阈值计算偏移灰度值，包括以下内容：

从每一个节点组的下限开始，读取节点组定义区域内的灰阶，并判断灰阶与阈值的关系：如果当前灰阶小于阈值，则按照左侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶大于阈值，则按照右侧灰阶函数计算偏移灰度值；如果当前灰阶等于阈值，则将阈值保留为偏移灰度值，计算公式下：

左侧灰阶函数：

右侧灰阶函数：公式1

其中：

左侧灰阶数＝阈值-节点值下限

右侧灰阶数＝节点值上限-阈值+1         ；公式2

如果1/2总灰阶数不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；上述偏移灰度值计算公式得到的结果如果不为整数，则取整数部分，舍去小数部分；

(4)对彩色图像进行修正，即将原始的彩色图像的每一个灰度值替换为根据步骤(3)计算得到的偏移灰度值；

(5)生成结果。

上述步骤(1)中，可根据直方图的递增递减情况，将直方图的各个局部最高点或局部最低点设置为节点，即通过设置分区节点，而使所得的节点组内的灰阶为单调递增或递减。

上述步骤(2)对每一个分区设置分区阈值时，使分区内阈值两侧的像素点数量之差在5000点范围以内。由于屏幕的分辨率往往在几十万、甚至上百万以上，阈值两侧的像素点数量之差在5000点范围以内足以确保该阈值两侧的像素点数基本相等。

一种彩色图像的直方图调试系统，其特征在于该系统包括分别用于设置分区节点和节点组阈值的分区节点模块与分区阈值模块；根据分区节对直方图进行分区的直方图分区模块；判断阈值与直方图分区的配性的阈值设定模块；对直方图进行灰度变换的灰度变换模块；将原始灰度替换为变换之后灰度的图像修正模块；

上述灰度变换模块包括以下内容：接受来自阈值设定模块的分区节点组和阈值信息；根据分区节点组和阈值信息进行偏移灰度值计算，计算过程采用公式1、2的方式进行，将计算结果储存为偏移灰度数组，并输出给图像修正模块。

上述直方图分区模块包括以下内容：根据用户输入的分区节点对彩色图像的直方图进行分区，将分区结果按顺序输出给阈值设定模块。