CN101510302B - 一种图像增强方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像增强方法和装置。该方法包括：在待处理图像中选取若干个中心点；以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强。本发明提供的方法和装置中，在待处理图像中选取若干个中心点，并在中心点四周进行区域扩散根据，根据扩散后区域的亮度信息将待处理的图像进行区域划分，之后对每个区域中的图像分别进行图像增强处理，与传统的全图像增强处理方法相比，可以使得图像的局部信息能够得到更有效的增强处理，取得更好的图像处理效果。

Description

一种图像增强方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像增强方法和装置。

背景技术

图像处理领域中，主要应用计算机或光学设备对图像进行处理，以改善图像视觉效果。处理所使用的处理模型是根据人眼对光亮度观察的特性确定的，目的是提高图像的可判读性。图像增强是图像处理涉及的内容之一，指按特定需要采用相应的技术手段强调图像中的某些特征信息而抑制其它信息，使处理后的图像更适合于图像的后续处理或其他特定应用。图像增强主要包括边缘增强、纹理增强、目标区域增强以及对比度增强等。现有技术中，图像增强技术没有统一为一种算法，而是由于各种不同目的而产生了多种算法，这些算法可以根据处理空间的不同，划分为基于空间域的图像增强算法和基于转换域的图像增强算法。基于空间域的图像增强算法又可以分为空域的转换增强算法、空域的滤波增强算法以及空域的彩色增强算法；基于转换域的图像增强算法可以分为频率域平滑增强算法、频率域的锐化增强算法以及频域彩色增强算法。

现有技术中的图像增强技术存在的问题在于：目前的图像增强方法虽然很多，但都是针对整个图像所进行的图像增强，虽然起到了对整个图像进行增强的效果，可是图像中的许多局部区域由于并没有得到增强。

发明内容

本发明提供一种图像增强方法和设备，用于在实现整个图像增强的同时，实现对图像中的局部区域的增强。

本发明提供了一种图像增强方法，包括：

在待处理图像中选取若干个中心点；

以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；

将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强。

其中，所述在待处理图像中选取若干个中心点包括：

将待处理图像划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点；或

随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点；或

随机在待处理图像中选取若干个区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。

其中，所述以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域，包括：

以选取的每一所述中心点为中心，在四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；判断结果为是时将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散；否则继续进行区域扩散；

对所有中心点进行扩散处理后，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域。

其中，所述以选取的中心点为中心，在四周进行区域扩散包括：

以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中；或

以包括特定数量像素的区域为单位进行区域的扩散，每次将一个包括特定数量像素的区域加入到中心点所在的区域中；或

以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中。

其中，所述对所有中心点进行扩散处理后，还包括：

当存在包括像素数量少于一预设值的区域时，将其合并到相邻的区域中；

和/或：判断所述待处理图像中存在不属于任何区域的像素时，在所述不属于任何区域的像素中重新选取中心点在四周进行区域扩散。

其中，所述将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强后，还包括：

对所述增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理。

其中，所述对增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理包括：

获取位于不同区域边缘的连续若干个像素；

获取所述连续若干个像素的亮度平均值；

对于所述连续若干个像素中的中间像素，将亮度值设置为所述亮度平均值；位于所述中间像素两侧的其他像素，其亮度值根据所述像素距所述中间像素的距离由其所在区域的亮度值线性变化为所述亮度平均值。

其中，所述根据待处理图像的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域前，还包括：

所述待处理图像为彩色图像时，将所述彩色图像转换为亮度图像；

所述将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强后，该包括：

将所述增强处理后的图像转换为彩色图像。

本发明还提供一种图像增强装置，包括：

中心点选取单元，用于在待处理图像中选取若干个中心点；

图像分割单元，用于以所述中心点选取单元选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；

图像增强单元，用于将所述图像分割单元分割得到的互不重叠区域中的图像分别进行增强。

其中，所述中心点选取单元包括：

第一中心点选取子单元，用于将待处理图像划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点；或

第二中心点选取子单元，用于随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点；或

第三中心点选取子单元，用于随机在待处理图像中选取若干个区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。

其中，所述图像分割单元包括：

扩散子单元，用于以所述中心点选取单元选取的每一中心点为中心，在四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；判断结果为是时将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散；否则继续进行区域扩散；

区域分割子单元，用于在所述扩散子单元对所有中心点进行扩散处理后，获取将待处理图像分割后得到的多个互不重叠的区域。

其中，所述扩散子单元具体用于：

以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中；或

以包括特定数量像素的区域为单位进行区域的扩散，每次将一个包括特定数量像素的区域加入到中心点所在的区域中；或

以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中。

其中，所述图像分割单元还包括：

后处理子单元，用于当在所述扩散子单元对所有中心点进行扩散处理后，判断存在包括像素数量少于一预设值的区域时，将其合并到相邻的区域中；和/或判断所述待处理图像中存在不属于任何区域的像素时，在所述不属于任何区域的像素中重新选取中心点在四周进行区域扩散。

其中，所述图像增强装置还包括：边缘处理单元，用于对所述图像增强单元增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理。

其中，所述边缘处理单元包括：

边缘像素选择子单元，用于获取位于不同区域边缘的连续若干个像素；

边缘像素处理子单元，用于获取所述连续若干个像素的亮度平均值；对于所述连续若干个像素中的中间像素，将亮度值设置为所述亮度平均值；位于所述中间像素两侧的其他像素，其亮度值根据所述像素距所述中间像素的距离由其所在区域的亮度值线性变化为所述亮度平均值。

其中，所述图像增强装置还包括：

第一图像转换单元，用于当所述待处理图像为彩色图像时，将所述彩色图像转换为亮度图像，并将转换后的图像提供给所述图像分割单元；

第二图像转换单元，用于当所述待处理图像为彩色图像时，将所述图像增强单元增强处理后的图像、或所述边缘处理单元进行边缘处理后的图像，转换为彩色图像。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过使用本发明，在待处理图像中选取若干个中心点，并在中心点四周进行区域扩散根据，根据扩散后区域的亮度信息将待处理的图像进行区域划分，之后对每个区域中的图像分别进行图像增强处理。与传统的全图像增强处理方法相比，可以使得图像的局部信息能够得到更有效的增强处理，取得更好的图像处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中图像增强方法的流程图；

图2是本发明中图像增强方法的另一流程图；

图3是本发明中区域分割方法的流程图；

图4是本发明中区域分割前和区域分割后矩阵中元素的值的变化示意图；

图5是本发明中对不同区域边缘进行处理的示意图；

图6是本发明中图像增强装置的结构示意图；

图7是本发明中图像增强装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中提供一种图像增强方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101、在待处理图像中选取若干个中心点。

步骤s102、以选取的每一中心点为中心，在中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域。

步骤s103、将互不重叠区域中的图像分别进行增强。

通过使用本发明提供的方法，在待处理图像中选取若干个中心点，并在中心点四周进行区域扩散根据，根据扩散后区域的亮度信息将待处理的图像进行区域划分，之后对每个区域中的图像分别进行图像增强处理。与传统的全图像增强处理方法相比，可以使得图像的局部信息能够得到更有效的增强处理，取得更好的图像处理效果。

以下结合一个具体的应用场景，描述本发明中图像增强方法的具体应用。

如图2所示，该图像增强方法包括：

步骤s201、将待处理图像转换为亮度图像。

具体的，当待处理图像为彩色图像时，首先将彩色图像装换为亮度图像，亮度图像也可以称为亮度图像。如果图像本身为亮度图像，则本步骤和最后的由亮度图像到彩色图像的转换步骤均可以进行省略。将彩色图像装换为亮度图像的方法很多，其基本思想是将每个像素的红、绿、蓝三色的值进行加权得到该像素的亮度值。考虑到人眼对不同颜色的敏感度不同，本发明应用场景中利用下面的公式(1)实现由彩色图像到亮度图像的转换。

$I(x,y)=\frac{\mathrm{\α}*R(x,y)+\mathrm{\β}*G(x,y)+\mathrm{\γ}*B(x,y)}{\mathrm{\α}+\mathrm{\β}+\mathrm{\γ}}---\left(1\right)$

其中，α为像素中红色值的加权系数，β为像素中绿色值的加权系数，γ为像素中蓝色值的加权系数，可以选择α＝0.31，β＝0.59，γ＝0.10。(x，y)为像素在图像中的坐标，R(x，y)为像素中红色的值，G(x，y)为像素中绿色的值，B(x，y)为像素中绿色的值，I(x，y)为像素的亮度值。本发明中对于该彩色图像装换为亮度图像所使用的具体算法和公式不做限定，加权系数也可以根据需要进行调整。

步骤s202、将待处理图像分割为多个互不重叠的区域。

具体的，该步骤为图像增强处理流程的核心步骤。区域划分的目的是将图像根据亮度信息分割成若干个不同的区域，要求这些区域能覆盖整个图像，且不同区域之间互不重合。本步骤中进行区域划分的目的是找出图像中亮度集中、对比度差的区域。

具体的，该步骤中的区域分割方法如图3所示，包括以下步骤：

步骤s301、根据待处理图像中像素的数量创建矩阵，矩阵中的每一个元素对应待处理图像中的一个像素。在开始进行区域分割前，将矩阵中每一个元素的值设置为统一的初始值，如将初始值设置为0。

步骤s302、在图像中选取若干个中心点并分别进行编号。

该编号可以为1、2、3、4...的连续数字，也可以采取其他编号方法，此处仅以使用连续数字进行的编号为例。该中心点的选取方法可以为：

方法1：将待处理图像使用任意形状(如矩形、正方形、正六边形或其他形状)划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点。

方法2：随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点。

方法3：随机在待处理图像中选取若干个区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。使用该方法3的出发点在于：当一小区域内亮度的方差很小时，说明该小区域内对比度较差，不是亮度变化明显的区域，可以用于进行中心点的选取。

除了以上方式外，还可以采用其他方法进行中心点的选取。

步骤s303、选取一中心点，以选取的中心点为中心，在四周的区域中选择一可扩散方向进行区域扩散，并计算扩散后区域的亮度的均值和方差。

具体的，在第一次进行区域扩散时，中心点周围的所有区域均可作为扩散方向，可以采取以下扩散方式：

方式1：以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中，并将矩阵中与新加入的像素相对应的元素的值修改为中心点的编号。

方式2：以小区域为单位进行区域的扩散，每次将一个小区域(如2*2像素组成的区域或者3*3像素组成的区域)加入到中心点所在的区域中，并将矩阵中与新加入的像素相对应的元素的值修改为中心点的编号。

方式3：以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中，并将矩阵中与新加入的像素相对应的元素的值修改为中心点的编号；随着区域的增大，每次加入到中心点所在区域的像素数量将不断增加。

除了以上方式外，还可以采用其他方式不断将中心点四周的像素加入到中心点所在的区域中。

步骤s304、根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；是边界则进行步骤s305，否则返回步骤s303。

当扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比，变化程度超过一预设的门限值(如5％或其他门限值)时；或当扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比，变化程度超过一预设的门限值(如5％或其他门限值)时，说明新加入的像素与扩散前区域相比有明显的亮度变化，可以认为其是边界。上述根据亮度均值、以及亮度方差可以分别作为判断是否为边界的标准，或结合使用作为判断是否为边界的标准。

步骤s305、将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散。

步骤s306、以选取的中心点为中心，判断是否四周的区域中是否存在可扩散方向，是则进行步骤s303，否则进行步骤s307。

步骤s307、判断是否还有未选取的中心点，是则进行步骤s303，否则进行步骤s308。

未选取的中心点是指之前处理过程中未加入到任何区域的中心点，当一个中心点位于以其他之前已选取的中心点为中心扩散得到的区域中时，说明该中心点的亮度与其他已经扩散区域的亮度相似，不需要再次选取。

步骤s308、根据矩阵中的每一个元素的值获取区域分割结果。图4所示为区域分割前和区域分割后矩阵中元素的值的变化的一示意图，可以发现，对待处理图像的所有像素进行区域划分后，得到编号分别为1～4的4个互不重叠的区域。

需要说明的是，在上述步骤s301～s308所描述的流程后，根据不同的情况，还可以进行以下处理：(1)判断是否存在包括像素数量很少的区域，对包括的像素数量少于一预设值的区域，将其合并到相邻的区域中，该预设值可以根据待处理图像的大小进行设置；(2)判断矩阵中是否存在值未发生变化的元素，即值始终为初始值的元素，这是由于中心点选择不当造成的；若存在，则在这些值未发生变化的元素中重新选取中心点，再次执行上述步骤s302～s308所描述的流程。

通过上述步骤，可以将图像中亮度相似的区域分割出来，将这些区域分别标记。这些区域是需要进行增强的区域，因为这些区域的亮度相似，区域中的细节变化无法显示出来。

步骤s203、对将分割得到的互不重叠区域中的图像，分别进行直方图均衡。

具体的，本步骤中需要将步骤s202中划分得到的多个互不重叠的区域中的图像分别进行增强处理。本发明中采用的增强方法是常用的直方图均衡化方法。通过计算一个区域的直方图，然后进行均衡化处理，这样，本区域的图像得到了增强。通过每个区域的直方图均衡化，图像中需要增强的区域都得到了增强，改善了每个区域的显示效果，这是全图直方图均衡化达不到的。

直方图均衡化处理的核心思想是把原始图像的亮度直方图从比较集中的某个亮度区间变成在全部亮度范围内的均匀分布。直方图均衡化就是对图像的亮度进行非线性拉伸，重新分配图像像素的亮度值，使一定亮度范围内的像素数量大致相同。直方图均衡化就是把给定图像的直方图分布改变成“均匀”分布直方图分布。

直方图均衡化的基本思想是把原始图的直方图转换为均匀分布的形式，这样就增加了像素亮度值的动态范围从而可达到增强图像整体对比度的效果。设原始图像在(x，y)处的亮度为f，而改变后的亮度为g，则对图像增强的方法可表述为将在(x，y)处的亮度f映射为g。在亮度直方图均衡化处理中对图像的映射函数可定义为：g＝EQ(f)，这个映射函数EQ(f)必须满足两个条件：

(1)EQ(f)在0≤f≤L-1范围内是一个单值单增函数，其中L为图像的亮度级数。这是为了保证增强处理没有打乱原始图像的亮度排列次序，原图各亮度级在转换后仍保持从黑到白(或从白到黑)的排列。

(2)对于0≤f≤L-1，有0≤g≤L-1，这个条件保证了转换前后亮度值动态范围的一致性。

例如，累计分布函数(Cumulative Distribution Function，CDF)可以满足上述两个条件，并且通过该函数可以完成将原图像f的分布转换成g的均匀分布。此时的直方图均衡化映射函数为累计分布函数，根据该累计分布函数可以由源图像的各像素亮度值直接得到直方图均衡化后各像素的亮度值。在实际处理转换时，一般先对原始图像的亮度情况进行统计分析，并计算出原始直方图分布，然后根据计算出的累计直方图分布求出f到g的亮度映射关系。在重复上述步骤得到源图像所有亮度级到目标图像亮度级的映射关系后，按照这个映射关系对源图像各点像素进行亮度转换，即可完成对源图的直方图均衡化。

需要说明的是，本发明中涉及的图像增强处理方法并不限于上述直方图均衡化方法，可以根据处理效果的实际需要采用其他更为复杂或简单的图像增强处理方法。

步骤s204、对直方图均衡处理后互不重叠区域的边缘进行处理。

具体的，经过上述分区域的直方图均衡化处理后，各个需要增强的区域得到了增强，但是区域连接的地方可能出现由于相邻像素位于不同的增强区域而经历了不同的直方图均衡化的过程，从而可能使得相邻的区域出现明显的亮度阶跃，这种地方在视觉上看起来会不太舒服，需要进行特别的处理。本发明中采用的边缘处理方法是进行边界区域的亮度平滑，取边界区域的连续m个像素，然后进行平均，中间的像素取平均值，两侧的像素采用线性变化的方式由原区域的亮度值逐渐变化到平均亮度值，这样经过过渡，原来边界处的亮度阶跃可以消除，改善视觉效果。

以图5所示的情况为例，在区域1和区域2的边缘左右各取3个像素，通常可以选择位于边缘区域的点的法线方向上的像素。假设对于像素1～像素6，取像素1至像素6的亮度的平均值，将像素3和像素4的亮度值设置为该平均值。对于像素1和像素2，设置其亮度值使得区域1至像素3的亮度值为线性变化；对于像素5和像素6，设置其亮度值使得像素4至区域2的亮度值为线性变化。对于像素7～像素12，其设置方法与上述像素1～像素6的亮度设置方法相似，在此不进行重复描述。

需要说明的是，本发明中涉及的区域边缘处理并不限于上述图5所示的方法，可以根据处理效果的实际需要采用其他更为复杂或简单的边缘处理方法。

步骤s205、将边缘处理后的图像转换为彩色图像。

经过边缘处理后，得到分区增强后的亮度图像，需要由亮度图像转换到彩色图像。这里认为图像增强不改变原色度关系，则利用公式(1)通过反转换可以得到每个像素的红绿蓝对应的值，实现由亮度图像到亮度图像的转换。具体的，对于公式(1)，α为像素中红色值的加权系数，β为像素中绿色值的加权系数，γ为像素中蓝色值的加权系数，可以选择α＝0.31，β＝0.59，γ＝0.10。(x，y)为像素在图像中的坐标，R(x，y)为像素中红色的值，G(x，y)为像素中绿色的值，B(x，y)为像素中绿色的值，I(x，y)为像素的亮度值，在α、β、γ、I(x，y)、R(x，y)/B(x，y)、R(x，y)/G(x，y)以及B(x，y)/G(x，y)为已知的情况下，可以根据公式(1)获得R(x，y)、G(x，y)以及B(x，y)的值，从而实现了亮度图像到彩色图像的转换。在步骤s201中对于该彩色图像装换为亮度图像所使用的具体算法和公式进行变化时，该步骤同样进行相应变化即可，仍能够实现亮度图像到彩色图像的转换。

通过使用本发明提供的方法，在待处理图像中选取若干个中心点，并在中心点四周进行区域扩散根据，根据扩散后区域的亮度信息将待处理的图像进行区域划分，之后对每个区域中的图像分别进行图像增强处理。与传统的全图像增强处理方法相比，可以使得图像的局部信息能够得到更有效的增强处理，取得更好的图像处理效果。

本发明还提供一种图像增强装置，如图6所示，包括：

中心点选取单元10，用于在待处理图像中选取若干个中心点；

图像分割单元20，用于以中心点选取单元10选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；

图像增强单元30，用于将图像分割单元20分割得到的互不重叠区域中的图像分别进行增强。

本发明的一个具体实现中，如图7所示，该图像增强装置中：

中心点选取单元10可以进一步包括：

第一中心点选取子单元11，用于将待处理图像划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点；或

第二中心点选取子单元12，用于随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点；或

第三中心点选取子单元13，用于随机在待处理图像中选取若干个小区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。

当然，中心点选取单元10可用的中心点选取方式包括但不限于上述各子单元中使用的中心点选取方式。

图像分割单元20可以进一步包括扩散子单元21、后处理子单元22以及区域分割子单元23。其中：

扩散子单元21，用于以中心点选取单元10选取的中心点为中心，在四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；判断结果为是时将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散；否则继续进行区域扩散。具体的扩散方式包括但不限于：以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中；或以包括特定数量像素的区域为单位进行区域的扩散，每次将一个包括特定数量像素的区域加入到中心点所在的区域中；或以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中。

后处理子单元22，与扩散子单元21连接，用于当在扩散子单元21对所有中心点进行扩散处理后，判断存在包括像素数量少于一预设值的区域时，将其合并到相邻的区域中；和/或判断待处理图像中存在不属于任何区域的像素时，则在不属于任何区域的像素中重新选取中心点在四周进行区域扩散。

区域分割子单元23，用于在扩散子单元21对所有中心点进行扩散处理、和后处理子单元22进行处理后，获取将待处理图像分割后得到的多个互不重叠的区域。

另外，该图像增强装置还可以包括：边缘处理单元40，用于对图像增强单元30增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理。该边缘处理单元40具体可以进一步包括：

边缘像素选择子单元41，用于获取位于不同区域边缘的连续若干个像素；

边缘像素处理子单元42，用于获取边缘像素选择子单元41获取的连续若干个像素的亮度平均值；对于连续若干个像素中的中间像素，将亮度值设置为亮度平均值；位于中间像素两侧的像素，将亮度值根据像素距中间像素的距离由其所在区域的亮度值线性变化为亮度平均值。

另外，该图像增强装置还可以包括：还可以包括：

第一图像转换单元50，用于当待处理图像为彩色图像时，将彩色图像转换为亮度图像，并将转换后的图像提供给图像分割单元20；

第二图像转换单元60，用于当待处理图像为彩色图像时，将图像增强单元30增强处理后的图像转换为彩色图像。在装置中存在边缘处理单元40时，将边缘处理单元40进行边缘处理后的图像转换为彩色图像。

如果待处理图像本身为亮度图像，则第一图像转换单元50的图像转换步骤、以及第二图像转换单元60进行的图像转换步骤均可以进行省略。

通过使用本发明提供的装置，在待处理图像中选取若干个中心点，并在中心点四周进行区域扩散根据，根据扩散后区域的亮度信息将待处理的图像进行区域划分，之后对每个区域中的图像分别进行图像增强处理。与传统的全图像增强处理方法相比，可以使得图像的局部信息能够得到更有效的增强处理，取得更好的图像处理效果。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的单元或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的单元可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

Claims (14)

1.一种图像增强方法，其特征在于，包括：

在待处理图像中选取若干个中心点；

以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域，其中，包括：

以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；判断结果为是时将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散；否则继续进行区域扩散；

对所有中心点进行扩散处理后，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；

将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在待处理图像中选取若干个中心点包括：

将待处理图像划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点；或

随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点；或

随机在待处理图像中选取若干个区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散包括：

以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中；或

以包括特定数量像素的区域为单位进行区域的扩散，每次将一个包括特定数量像素的区域加入到中心点所在的区域中；或

以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所有中心点进行扩散处理后，还包括：

当存在包括像素数量少于一预设值的区域时，将其合并到相邻的区域中；

和/或：判断所述待处理图像中存在不属于任何区域的像素时，在所述不属于任何区域的像素中重新选取中心点在四周进行区域扩散。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强后，还包括：

对所述增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理包括：

获取位于不同区域边缘的连续若干个像素；

获取所述连续若干个像素的亮度平均值；

对于所述连续若干个像素中的中间像素，将亮度值设置为所述亮度平均值；位于所述中间像素两侧的其他像素，其亮度值根据所述像素距所述中间像素的距离由其所在区域的亮度值线性变化为所述亮度平均值。

7.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述根据待处理图像的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域前，还包括：

所述待处理图像为彩色图像时，将所述彩色图像转换为亮度图像；

所述将所述互不重叠区域中的图像分别进行增强后，该包括：

将所述增强处理后的图像转换为彩色图像。

8.一种图像增强装置，其特征在于，包括：

中心点选取单元，用于在待处理图像中选取若干个中心点；

图像分割单元，用于以所述中心点选取单元选取的每一所述中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度信息，将待处理图像分割为多个互不重叠的区域；其中，所述图像分割单元包括：扩散子单元，用于以所述中心点选取单元选取的每一中心点为中心，在所述中心点四周进行区域扩散，根据扩散后区域的亮度均值与扩散前区域的亮度均值相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果、和/或扩散后区域的亮度方差与扩散前区域的亮度方差相比的变化程度与一预设的门限值进行比较的结果，判断扩散后的区域是否为边界；判断结果为是时将扩散后区域中新加入的像素作为边界，不可向边界外的区域进行扩散；否则继续进行区域扩散；以及，区域分割子单元，用于在所述扩散子单元对所有中心点进行扩散处理后，获取将待处理图像分割后得到的多个互不重叠的区域；

图像增强单元，用于将所述图像分割单元分割得到的互不重叠区域中的图像分别进行增强。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述中心点选取单元包括：

第一中心点选取子单元，用于将待处理图像划分为若干个部分，将每一个部分的几何中心点，作为所选取的中心点；或

第二中心点选取子单元，用于随机在待处理图像中选取若干个点，作为所选取的中心点；或

第三中心点选取子单元，用于随机在待处理图像中选取若干个区域，计算每一区域内亮度的方差；当一区域内亮度的方差小于一预设的门限值时，将该区域内的几何中心点作为所选取的中心点，依此标准在待处理图像中随机选取区域并计算每一区域内亮度的方差与预设门限值的大小关系，直至选取到一定数量的中心点。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扩散子单元具体用于：

以像素为单位进行区域的扩散，每次将一个像素加入到中心点所在的区域中；或

以包括特定数量像素的区域为单位进行区域的扩散，每次将一个包括特定数量像素的区域加入到中心点所在的区域中；或

以行或列为单位进行区域的扩散，每次将一行或一列像素加入到中心点所在的区域中。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图像分割单元还包括：

后处理子单元，用于当在所述扩散子单元对所有中心点进行扩散处理后，判断存在包括像素数量少于一预设值的区域时，将其合并到相邻的区域中；和/或判断所述待处理图像中存在不属于任何区域的像素时，在所述不属于任何区域的像素中重新选取中心点在四周进行区域扩散。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图像增强装置还包括：

边缘处理单元，用于对所述图像增强单元增强处理后的互不重叠区域的边缘进行处理。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述边缘处理单元包括：

边缘像素选择子单元，用于获取位于不同区域边缘的连续若干个像素；

边缘像素处理子单元，用于获取所述连续若干个像素的亮度平均值；对于所述连续若干个像素中的中间像素，将亮度值设置为所述亮度平均值；位于所述中间像素两侧的其他像素，其亮度值根据所述像素距所述中间像素的距离由其所在区域的亮度值线性变化为所述亮度平均值。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述图像增强装置还包括：

第一图像转换单元，用于当所述待处理图像为彩色图像时，将所述彩色图像转换为亮度图像，并将转换后的图像提供给所述图像分割单元；

第二图像转换单元，用于当所述待处理图像为彩色图像时，将所述图像增强单元增强处理后的图像、或所述边缘处理单元进行边缘处理后的图像，转换为彩色图像。

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