1.一种小波域亮度保持的对比度可调的图像增强方法,其特征在于,包括:用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解,得到低频子图ca,第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd;
对所述低频子图ca取整,得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca;
在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次,得到小波直方图h,长度Mca;
获取小波直方图计算公式 计算所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率,其中,i为小波系数,i=0,1,2…Mca,h为各小波系数的频数;
设置新低频子图ca2与所述低频子图ca相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的小波直方图数组hx1和剩余小波直方图数组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,获取所述分割的小波小波直方图数组hx1,所述hx1=h(0
根据所述分割的小波小波直方图数组hx1计算所述剩余小波直方图数组hx2,其中,所述hx2=h-hx1;
将所述分割的小波小波直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一小波系数数组id1记录对应小波系数;将所述剩余小波直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二小波系数数组id2记录对应小波系数;
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,记录所述第二小波系数数组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小波直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的小波系数,获取所述第二数组h2中各分块小波直方图Hx,其中,所述第二数组h2中各分块小波直方图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中的分块小波直方图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中各分块小波直方图Hx的长度为length(Hx),若不为空,确定所述第二数组h2中的分块小波直方图Hx可以再次分割,可以分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图的小波系数为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);
计算各分块小波直方图Hx的概率 累积概率 其中i=1...length(Hx);
对任意分块小波直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块小波直方图计算完毕,得到新低频子图ca2小波系数:
其中i=1...length(Hx),f(i)为所述新低频子图ca2的新的小波系数值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数;
将所述第一小波系数数组id1小波系数映射至所述新低频子图ca2中;
将所述新低频子图ca2与所述第一高频子图ch、所述第二高频子图cv和所述第三高频子图cd作小波重构,得到重构图像I1;
利用公式 将所述重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围,输出新的增强图像imageout。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:设置与所述第二小波系数数组id2数组长度一致的数组idnew用于存放各分块小波直方图Hx小波系数;
所述将所述第一小波系数数组id1小波系数映射至新低频子图ca2中包括:设置循环变量i=1:length(id1),将所述第一小波系数数组id1中的小波系数id1(i)逐个与所述第二小波系数数组id2中的每个小波系数比较,确定与小波系数id1(i)最接近的小波系数位置idp,其中,[~,idp]=min(abs(id2(:)-id1(i)));
确定所述位置idp后,在新低频子图ca2中确定取整后的低频子图ca1中等于小波系数id1(i)的位置,并在新低频子图ca2相同位置赋值所述数组idnew为idnew(idp),直至所述第一小波系数数组id1所有小波系数映射完毕。
3.一种小波域亮度保持的对比度可调的图像增强方法,其特征在于,包括:用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解,得到低频子图ca,第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd;
对所述低频子图ca取整,得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca;
在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次,得到小波直方图h,长度Mca;
获取小波直方图计算公式 计算所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率,其中,i为小波系数,i=0,1,2…Mca,h为各小波系数的频数;
设置新低频子图ca2与所述低频子图ca相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的小波小波直方图数组hx1和剩余小波直方图数组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,获取分割的小波小波直方图数组hx1=h(0
根据所述分割的小波小波直方图数组hx1计算所述剩余小波直方图数组hx2,其中,所述hx2=h-hx1;
将所述分割的小波小波直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一小波系数数组id1记录对应小波系数;将所述剩余小波直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二小波系数数组id2记录对应小波系数;
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,记录所述第一小波系数数组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,记录所述第二小波系数数组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小波小波直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的小波系数,其中,所述第一数组h1中各分块小波小波直方图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中的分块小波小波直方图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中分块小波直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第一数组h1中的分块小波直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg1)个;对1...
(1+length(jg1))中任意分块小波直方图Hx为Hx=h1(T1:jg1(i)),对应分块小波直方图Hx的小波系数为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中各分块小波直方图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中的分块小波直方图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中分块小波直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第二数组h2中的分块小波直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图Hx为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图Hx的小波系数为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);
计算各分块小波直方图Hx的概率 累积概率 其中i=1...length(Hx);
对任意分块小波直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块小波直方图计算完毕:其中i=1...length(Hx),f(i)为所述新低频子图ca2的新的小波系数值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数;
将所述新低频子图ca2与所述第一高频子图ch、所述第二高频子图cv和所述第三高频子图cd作小波重构,得到重构图像I1;
利用公式 将所述重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围,输出新的增强图像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至5任一项所述的方法,其特征在于,所述预设值为20。
7.一种小波域亮度保持的对比度可调的图像增强装置,其特征在于,包括:分解模块,用于用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解,得到低频子图ca,第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd;
第一计算模块,用于对所述低频子图ca取整,得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca;
第一确定模块,用于在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次,得到小波直方图h,长度Mca;
第二计算模块,用于获取小波直方图计算公式 计算所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率,其中,i为小波系数,i=0,1,2…Mca,h为各小波系数的频数;
设置模块,用于设置新低频子图ca2与所述低频子图ca相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的小波直方图数组hx1和剩余小波直方图数组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,获取所述分割的小波直方图数组hx1,所述hx1=h(0
第三计算模块,用于根据所述分割的小波直方图数组hx1计算所述剩余小波直方图数组hx2,其中,所述hx2=h-hx1;
记录模块,用于将所述分割的小波直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一小波系数数组id1记录对应小波系数;将所述剩余小波直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二小波系数数组id2记录对应小波系数;
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,记录所述第二小波系数数组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;
第二确定模块,用于设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块小波直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的小波系数,获取所述第二数组h2中各分块小波直方图Hx,其中,所述第二数组h2中各分块小波直方图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中的分块小波直方图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中各分块小波直方图Hx的长度为length(Hx),若不为空,确定所述第二数组h2中的分块小波直方图Hx可以再次分割,可以分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图的小波系数为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);
第四计算模块,计算各分块小波直方图Hx的概率 累积概率其中i=1...length(Hx);
第五计算模块,用于对任意分块小波直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块小波直方图计算完毕,得到新低频子图ca2小波系数:其中i=1...length(Hx),f(i)为所述新低频子图ca2的新的小波系数值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数;
映射模块,用于将所述第一小波系数数组id1小波系数映射至所述新低频子图ca2中;
重构模块,用于将所述新低频子图ca2与所述第一高频子图ch、所述第二高频子图cv和所述第三高频子图cd作小波重构,得到重构图像I1;
输出模块,用于利用公式 将所述重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围,输出新的增强图像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小波系数数组id2数组长度一致的数组idnew用于存放各分块小波直方图Hx小波系数;
所述映射模块通过如下方式将所述第一小波系数数组id1小波系数映射至新低频子图ca2中:
所述映射模块,具体用于设置循环变量i=1:length(id1),将所述第一小波系数数组id1中的小波系数id1(i)逐个与所述第二小波系数数组id2中的每个小波系数比较,确定与小波系数id1(i)最接近的小波系数位置idp,其中,[~,idp]=min(abs(id2(:)-id1(i)));
确定所述位置idp后,在新低频子图ca2中确定取整后的低频子图ca1中等于小波系数id1(i)的位置,并在新低频子图ca2相同位置赋值idnew为idnew(idp),直至所述第一小波系数数组id1所有小波系数映射完毕。
9.一种小波域亮度保持的对比度可调的图像增强装置,其特征在于,包括:分解模块,用于用db系列小波基db1小波对输入图像I进行一层小波分解,得到低频子图ca,第一高频子图ch、第二高频子图cv和第三高频子图cd;
第一计算模块,用于对所述低频子图ca取整,得到取整后的低频子图ca1,并计算所述取整后的低频子图ca1的最大值Mca;
第一确定模块,用于在[0,Mca]确定所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的频次,得到小波直方图h,长度Mca;
第二计算模块,获取小波直方图计算公式 计算所述取整后的低频子图ca1的每个小波系数出现的概率,其中,i为小波系数,i=0,1,2…Mca,h为各小波系数的频数;
设置模块,用于设置新低频子图ca2与所述低频子图ca相同,数值设置为零矩阵,设置存放分割的小波直方图数组hx1和剩余小波直方图数组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,获取分割的小波直方图数组hx1=h(0
第三计算模块,用于根据所述分割的小波直方图数组hx1计算所述剩余小波直方图数组hx2,其中,所述hx2=h-hx1;
记录模块,用于将所述分割的小波直方图数组hx1中的非0元素去除,通过第一数组h1记录统计数,通过第一小波系数数组id1记录对应小波系数;将所述剩余小波直方图数组hx2中的非0元素去除,通过第二数组h2记录统计数,通过第二小波系数数组id2记录对应小波系数;
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,记录所述第一小波系数数组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,记录所述第二小波系数数组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;
第二确定模块,用于设置第一公共数组变量Hx用于存放获取的分块小波直方图,第二公共数组变量idx用于存放所述第一公共数组变量Hx的小波系数,其中,所述第一数组h1中各分块小波直方图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中的分块小波直方图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中分块小波直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第一数组h1中的分块小波直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg1)个;对
1...(1+length(jg1))中任意分块小波直方图Hx为Hx=h1(T1:jg1(i)),对应分块小波直方图Hx的小波系数为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中各分块小波直方图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中的分块小波直方图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中分块小波直方图Hx长度为length(Hx);若不为空,确定所述第二数组h2中的分块小波直方图Hx可以再次分割,分割的块数为1+length(jg2)个;对1...(1+length(jg2))中任意分块小波直方图Hx为Hx=h2(T2:jg2(i)),对应分块小波直方图Hx的小波系数为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);
第四计算模块,用于计算各分块小波直方图Hx的概率 累积概率其中i=1...length(Hx);
第五计算模块,用于对任意分块小波直方图Hx按如下公式计算,直至所有分块小波直方图计算完毕:
其中i=1...length(Hx),f(i)为所述新低频子图ca2的新的小波系数值,P1为图像细节、亮度、对比度的调节参数;
重构模块,用于将所述新低频子图ca2与所述第一高频子图ch、所述第二高频子图cv和所述第三高频子图cd作小波重构,得到重构图像I1;
输出模块,用于利用公式 将所述重构图像I1转换到[0,255]灰度显示范围,输出新的增强图像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至11任一项所述的装置,其特征在于,所述预设值为20。