一種圖像均衡化方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明的實施方式涉及圖像處理領域，更具體地，本發明的實施方式涉及一種圖 像均衡化方法和設備。
【背景技術】
[0002] 本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的 描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。
[0003] 在圖像處理鄰域中，為了增強圖像的對比度，可以采用直方圖均衡化（Histogram Equalization)對圖像進行處理。直方圖均衡化是指使用累積函數在圖像的直方圖上對灰 度值進行"調整"，以增強圖像的對比度，使圖像的亮度分布更為均勻。
[0004] 直方圖均衡化處理圖像的"中心思想"是把圖像的灰度直方圖從在某個灰度區間 的集中分布變成在整個灰度區間內的均勻分布。對圖像的直方圖均衡化，就是對圖像的灰 度直方圖進行非線性拉伸，重新分配灰度直方圖中的像素值，使整個灰度范圍內的像素數 量大致相同，得到均勻分布的灰度直方圖。
【發明內容】
[0005] 但是，采用直方圖均衡化的方法對圖像處理后，增強圖像的對比度的同時，也會增 大圖像的噪聲，產生噪聲擴散的問題，而且，對圖像的亮度的分布的均勻化處理，也會導致 圖像出現紋理合并的問題。
[0006] 因此在現有技術中，采用直方圖均衡化處理的圖像會出現紋理合并和噪聲擴散的 問題，降低了圖像的清晰度，這是非常令人煩惱的過程。
[0007] 為此，非常需要一種改進的圖像均衡化方法和設備，以使得采用直方圖均衡化算 法拉伸圖像增加對比度的過程中，減小圖像色彩波動，避免出現紋理合并以及噪聲擴散等 問題。
[0008] 在本上下文中，本發明的實施方式期望提供一種圖像均衡化方法和設備。
[0009] 在本發明實施方式的第一方面中，提供了一種圖像均衡化方法，可以應用于服務 器，也可以應用于客戶端，包括：獲取圖像中的第一區域以及所述第一區域的多個鄰域；將 所述多個鄰域中的每個鄰域分別與所述第一區域組合作為該鄰域對應的第二區域；對每個 鄰域對應的第二區域采用直方圖均衡化算法進行處理，將采用直方圖均衡化算法處理后的 每個鄰域對應的第二區域中第一區域的像素值結果作為該鄰域對應的第一像素值結果，所 述第一區域的像素值結果包含所述第一區域中每個像素的像素值；采用預設的方法獲得每 個鄰域對應的均衡權重；利用所述每個鄰域對應的均衡權重對每個鄰域對應的第一像素值 結果進行加權求和獲得所述第一區域的圖像均衡結果。
[0010] 在本發明實施方式的第二方面中，提供了一種圖像均衡化設備，包括：區域獲取單 元，用于獲取圖像中的第一區域以及所述第一區域的多個鄰域；區域組合單元，用于將所述 多個鄰域中的每個鄰域分別與所述第一區域組合作為該鄰域對應的第二區域；均衡處理單 元，用于對每個鄰域對應的第二區域采用直方圖均衡化算法進行處理，將采用直方圖均衡 化算法處理后的每個鄰域對應的第二區域中第一區域的像素值結果作為該鄰域對應的第 一像素值結果，所述第一區域的像素值結果包含所述第一區域中每個像素的像素值；權重 獲取單元，用于采用預設的方法獲得每個鄰域對應的均衡權重；結果計算單元，用于利用所 述每個鄰域對應的均衡權重對每個鄰域對應的第一像素值結果進行加權求和獲得所述第 一區域的圖像均衡結果。
[0011] 根據本發明實施方式提供的圖像均衡化方法和設備，獲取圖像中的第一區域以及 所述第一區域的多個鄰域；將所述多個鄰域中的每個鄰域分別與所述第一區域組合作為該 鄰域對應的第二區域；對每個鄰域對應的第二區域采用直方圖均衡化算法進行處理，將采 用直方圖均衡化算法處理后的每個鄰域對應的第二區域中的第一區域的像素值結果作為 該鄰域對應的第一像素值結果；采用預設的方法獲得每個鄰域對應的均衡權重；利用所述 每個鄰域對應的均衡權重對每個鄰域對應的第一像素值結果進行加權求和獲得所述第一 區域的圖像均衡結果。采用上述方法獲得第一區域的圖像均衡結果，一般來說，由于圖像中 第一區域的鄰域與第一區域的圖像色彩更接近，第一區域的圖像均衡值受距離近的鄰域的 影響大，受距離遠的區域影響小，可以減小采用直方圖均衡化算法拉伸圖像增加對比度的 過程中產生的圖像色彩波動，避免出現紋理合并以及噪聲擴散等問題。
【附圖說明】
[0012] 通過參考附圖閱讀下文的詳細描述，本發明示例性實施方式的上述以及其他目 的、特征和優點將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本發明的若 干實施方式，其中：
[0013] 圖1示意性地示出了本發明實施方式中所述第一區域的四鄰域和八鄰域；
[0014] 圖2示意性地示出了本發明實施方式中圖像劃分后擁有不同鄰域個數的區域；
[0015] 圖3示意性地示出了本發明中圖像均衡化算法一實施例的流程圖；
[0016] 圖4示意性地示出了本發明實施方式中所述第一區域和所述第一區域的八鄰域；
[0017]圖5示意性地示出了本發明圖像均衡化設備一實施例的結構圖；
[0018] 在附圖中，相同或對應的標號表不相同或對應的部分。
【具體實施方式】
[0019] 下面將參考若干示例性實施方式來描述本發明的原理和精神。應當理解，給出這 些實施方式僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現本發明，而并非以任何 方式限制本發明的范圍。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能 夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。
[0020] 本領域技術人員知道，本發明的實施方式可以實現為一種系統、裝置、設備、方法 或計算機程序產品。因此，本公開可以具體實現為以下形式，即：完全的硬件、完全的軟件 (包括固件、駐留軟件、微代碼等），或者硬件和軟件結合的形式。
[0021] 根據本發明的實施方式，提出了一種圖像均衡化的方法和設備。
[0022] 在本文中，需要理解的是，所涉及的術語"鄰域"表示的是在劃分為多個區域的圖 像中，與一個區域相鄰的區域，例如一個區域的四鄰域或八鄰域。其中，如圖1所示，一個區 域Q的四鄰域為在所述圖像的空間上位于該區域Q上面的區域Q1、該區域Q下面的區域Q2、 該區域Q左面的區域Q3以及該區域Q右面的區域Q4,所述四個相鄰的區域分別與該區域共 用上、下、左和右四條邊；如圖1所示，一個區域Q的八鄰域為所述圖像的空間上位于該區域 上面的區域Ql、該區域下面的區域Q2、該區域Q左面的區域Q3、該區域Q右面的區域Q4以 及與該區域分別共用一個頂點的四個區域，包括區域Q5、區域Q6、區域Q7以及區域Q8。如 圖2所示，位于圖像的四個頂點的區域只有兩個鄰域或三個鄰域，如圖2中的區域1、區域 2,區域3和區域4 ;位于圖像的四條邊的區域只有三個鄰域或五個鄰域，如圖1中的區域5， 區域6,區域7,區域8,區域9,區域10,區域11，區域12,區域13,區域14,區域15和區域 16。這里需要說明的是，上述對"鄰域"的說明，不僅限于圖1和圖2所示的劃分為25個區 域的圖像，還可以用于劃分的區域為其他個數的圖像。此外，附圖中的任何元素數量均用于 示例而非限制，以及任何命名都僅用于區分，而不具有任何限制含義。
[0023] 下面參考本發明的若干代表性實施方式，詳細闡釋本發明的原理和精神。
[0024] 發明概沐
[0025] 本發明人發現，在圖像處理領域中，采用傳統的直方圖均衡化方法對圖像進行處 理，雖然可以增強圖像的對比度，使圖像的亮度分布更為均勻，但是，使用累積函數在圖像 的直方圖上對灰度值進行"調整"以增強圖像對比度的同時，還會增強圖像的噪聲，出現噪 聲擴散的問題；并且，在重新分配圖像的灰度直方圖中的像素值的過程中，會使整個灰度范 圍內的像素數量大致相同，使圖像的亮度分布均勻的同時，也會導致圖像出現紋理合并的 問題。
[0026] 基于上述發現，本發明的基本思想在于：為了避免在增強圖像的對比度，使圖像 的亮度分布更為均勻的過程中出現噪聲擴散和紋理合并的問題，在對圖像進行均衡化處理 時，由于圖像中的區域的圖像均衡值受距離近的鄰域的影響大，受距離遠的區域的影響小， 采用直方圖均衡化算法處理圖像中的一個區域時，主要考慮與該區域距離近的鄰域的影響 獲得對該區域的圖像均衡結果，從而以減小采用直方圖均衡化算法拉伸圖像增加對比度的 過程中產生的圖像色彩波動，避免出現噪聲擴散以及紋理合并等問題。
[0027] 在介紹了本發明的基本原理之后，下面具體介紹本發明的各種非限制性實施方 式。
[0028] 應用場景總覽
[0029] 本發明所提供的一種圖像均衡化算法，可以應用在醫療設備上，如電子計算機斷 層掃描（Computed Tomography，CT)設備，X光檢測儀，彩色B超儀等；也可以應用在攝像器 材上，如數碼相機，單