[发明专利]一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法

权利要求书

1.一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，包括以下步骤：

A.采集一帧图像即原始图像进行数据域转换；

B.将数据域转换后的图像转换成对数域；

C.进行积分运算离散化，并转为求和运算；

D.从原始图像中除去低频分量照射部分，这样留下原始图像的高频分量增强了图像的边缘信息；

E.从对数域转换成实数域，并将实数域进行取整；

F.进行邻域空间处理进行降噪，减小噪声；

G.得到增强后的图像，增强处理完成；

所述原始图像由反射图像和入射图像构成，所述入射图像即为亮度图像，入射光照射在反射物体上，通过反射物体的反射形成反射光进入人眼，其最后形成的图像公式如下：

r(x,y)=logR(x,y)=log[S(x,y) / L(x,y)] ………… (1)

L(x,y)=F(x,y)⨂S(x,y) …………(2)

上述公式(1)和(2)中S(x, y)为原始图像，R(x, y)为反射图像，L(x, y) 为入射图像；

将公式(2)代入公式(1)得到的公式如下：

r(x,y)=logS(x,y)−log[F(x,y)⨂S(x,y)]………… (3)

上述公式（3）中r(x, y)是输出图像，公式(3)中后面中括号里的运算是卷积运算，F(x,y)是中心环绕函数，其公式如下：

F(x,y)=…………(4)

上述公式(4)中C是高斯环绕尺度，λ是一个尺度，其取值必须满足下公式：

∫∫F(x,y)dxdy=1 …………(5)。

2.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述卷积运算是对入射图像的计算，其通过计算像素点与周围区域在加权平均的作用下估计图像中照度的变化，并将L(x,y)去除，只保留S(x,y)属性。

3.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述原始图像转换成对数域的处理方法如下：若原始图像为灰度图，将原始图像各像素的灰度值由整数型(int)转换为浮点数(float)，并转换到对数域；若原始图像为彩色图，将原始图像颜色分通道处理，每个分量像素值由整数型(int)转换为浮点数(float)，并转换到对数域。

4.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述积分运算离散求和的处理方法如下：输入高斯环绕尺度C，把积分运算离散化，转为求和运算，通过上述公式(4)和(5)确定λ的值，并进行相应的调整，算法中所选用的高斯函数对于动态范围大幅度压缩和对比度增强两个指标，增强后的图像不能同时保证，为了平衡两种增强效果，选择一个较为恰当的高斯尺度常量C，C值一般取值在90左右。

5.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述原始图像从对数域转换成实数域的处理方法如下：若原始图像是灰度图，则只有一个r(x,y)，若原始图像为彩色图，则每个通道都有一个对应的r(x, y)，将r(x, y)从对数域转换到实数域，得到输出图像R(x, y)，此时R(x, y)值的范围并不是0–255，所以还需要进行线性拉伸并转换成相应的图像格式。

6.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述邻域空间处理进行降噪的原理是：增强了边缘信息的图像从对数域转换成实数域后从图像像素点局部邻域算出均值，然后通过和原像素值进行比较，若差值高于设定阈值，用邻域均值替换原像素灰度值即可。

7.根据权利要求6所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述阈值的给定范围是1-10以内。

8.根据权利要求1所述的一种高清数字CMOS成像组件图像增强方法，其特征是，所述中心环绕函数F(x, y)是低通函数，能够在算法中估计出入射图像对应原始图像的低频部分，从原始图像中除去低频照射部分就会留下原始图像所对应的高频分量，增强图像中的边缘信息。