CN103778599A - 一种图像处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法及系统，用以实现图像动态范围的最优化，提升图像对比度和通透性。本发明提供的一种图像处理方法，包括：将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

Description

一种图像处理方法及系统

技术领域

本发明涉及视频播放领域，尤其涉及一种图像处理方法及系统。

背景技术

通常，我们通过摄像机或相机直接获得的一些图片，由于曝光不足或过曝等，会导致得到的图片与真实场景的失真，最为明显的是，导致图片中丢失一些真实场景的信息，因此，提高图像的动态范围获得层次分明信息丰富的图像是图像处理的关键技术。

目前已有的技术一般是通过gamma拉升或者图像整体对比度调整来实现图像的动态范围提升，但是这些全局的方法无法使得动态范围和通透性同时满足要求。

另外，在视频播放领域，针对每一帧图像的处理，在视频播放的时候有可能造成前后两帧的亮度相差较大，导致视频播放的不连续性。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像处理方法及系统，用以实现图像动态范围的最优化，提升图像对比度和通透性，同时确保视频连续性。

本发明实施例提供的一种图像处理方法，该方法包括：

将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；

计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；

利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

本发明实施例提供的一种图像处理系统，该系统包括：

图像划分单元，用于将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；

初始亮度计算单元，用于计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

灰度拉升亮度计算单元，用于根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的输出亮度；

输出亮度确定单元，用于利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

输出图像确定单元，用于根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

本发明实施例提供的技术方案，采用局部对比度拉升的算法让图像的不同区域采用不同的拉升幅度，从而使得图像无论是在哪个局部区域的细节都可以同时得以提升，从而抬高图像整体通透性和动态范围。

附图说明

图1为本发明提供的一种图像处理方法的主要流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种图像处理方法的详细流程示意图；

图3为本发明实施例所述的图像处理方法中的将图像划分的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的图像区域的根据直方图确定七对灰度映射关系的示意图；

图5为本发明实施例所述的由七对映射关系插值出灰度拉升曲线的示意图；

图6为本发明实施例所述的前一帧图像和当前帧图像相同位置的两个图像区域做平滑处理的示意图；

图7为本发明实施例所述的距离权重计算示例示意图；

图8为本发明实施例提供的一种图像处理系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种图像处理方法及系统，用以实现图像动态范围的最优化，提升图像对比度和通透性。

下面结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细描述。

本发明实施例提供了一种图像处理方法，参见图1，该方法包括：

步骤101，将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；；

步骤102，计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

步骤103，根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；

步骤104，利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

步骤105，根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

较佳地，每一图像块的面积为每一图像区域的面积的四分之一，相应地，每一图像区域划分为四个面积相等的图像块。

较佳地，根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；包括：

将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换，输出每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度；

根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度。

较佳地，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换时，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行γ指数变换。

较佳地，所述根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，包括：

计算当前帧图像的每一图像区域的平均亮度与前一帧图像相同位置的图像区域的平均亮度的差值；

若所述差值大于阈值时，利用当前图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，统计当前图像区域的灰度直方图，根据当前图像区域的灰度直方图，确定当前图像区域的灰度映射关系；

将确定的当前图像区域的灰度映射关系与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系对比，根据对比结果确定当前图像区域的最优灰度映射关系；

若所述差值不大于阈值时，将前一帧图像的相同位置的图像区域的最优映射关系作为当前帧图像的当前图像区域的最优灰度映射关系；

根据确定的当前图像区域的最优灰度映射关系，确定当前图像区域每一像素点的灰度拉升亮度。

较佳地，所述根据图像区域的灰度直方图，确定该图像区域的灰度映射关系，包括：

根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出多对映射关系；

根据多对映射关系和图像区域的最低灰度级以及最高灰度级，利用插值法计算出该图像区域的灰度映射关系。

较佳地，根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出七对映射关系。

较佳地，根据相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度，包括：

以像素点为单位，计算每一图像块中每一点在所属四个图像区域的距离权重和亮度权重；

根据图像块中每一点在所述四个图像区域的距离权重和亮度权重，以及四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定该图像块每一像素点的输出亮度。

较佳地，所述每个图像块中每一点所属的四个图像区域，为，四个包含此图像块在内的，位于该图像块的上左、上右、下左和下右四个方向的面积为该图像块的四倍的图像区域。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。

在优选方案中，参见图2，本发明实施例提供的图像处理方法，详细步骤包括：

步骤201，将当前帧图像划分为多个图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块，相应的每个图像区域划分为四个图像块；其中，

参见图3所示的区域划分示意图，将图像分成7×7个图像区域，其中每相邻两个图像区域的重叠部分为图像区域的1/2，每相邻四个图像区域的重叠部分为一个图像块，如图中阴暗部分所示，面积为图像区域的1/4，在图中所示的最小的单元为图像块，图像区域为包含四个图像块大小的图像区域；

步骤202，计算每一图像区域每一像素点的初始亮度，并将初始亮度进行指数变换，得到每一图像区域每一像素点的指数变换后的亮度；其中，

初始亮度的计算为：

Y=0.299R+0.587G+0.114B；

其中，Y为初始亮度，R、G、B为三个颜色分量；

本发明实施例中对Y进行γ指数变换，即：

Y′＝(Y/Y_max)γ*Y_max；

其中，Y’为指数变换后的亮度，Y_max为最大亮度值，γ为可调因子，取值范围为0~1，γ越大图像的暗部越亮，本方案中默认取值为1/1.8。

步骤203，计算当前帧图像的每一图像区域的平均亮度与前一帧图像相同位置的图像区域的平均亮度的差值；

步骤204，判断当前帧图像的每一图像区域的平均亮度与前一帧图像相同位置的图像区域的平均亮度的差值是否大于阈值；若是，则进行步骤205，若为否则进行步骤207；

步骤205，利用每一图像区域的指数变换后的亮度，将每一图像区域的指数变换后的亮度划分灰度级，并将每八个灰度级合并为一个灰度区间，以减少直方图的存放资源；根据所述灰度区间，确定每一图像区域的灰度直方图。统计每个图像块所属的图像区域的灰度直方图，根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出多对映射关系；根据多对映射关系和最低灰度级以及最高灰度级，利用插值法计算出每个图像区域的灰度映射关系，继续步骤206；

具体地，针对每一图像区域的直方图分布情况，采用均衡化和等比化相结合的算法，逐层找出7对映射关系，如图4所示，先找出灰度级为C₀的亮度点，再找出灰度级为C₀₀和C₀₁的亮度点，接下来找出灰度级为C₀₀₀,C₀₀₁,C₀₁₀,C₀₁₁的亮度点；假设直方图的最小灰度级为0，最大灰度级为Y_max，根据均衡化先找出中心点A₀，即确保图像区域中亮度值为A₀的左右（即亮度大于A₀和小于A₀）两边的像素个数相当：

再根据等比化找出中心点B₀：B₀＝0+(1-α)·Y_max，其中α是个可调因子，然后按比例β进行合成得到合成后的C₀=B₀+β*(A₀-B₀)；同理，以最小灰度级0，最大灰度级C₀找出A₀₀，B₀₀，再求出C₀₀，以最小灰度级C₀，最大灰度级Y_max求出C₀₁，以最小灰度级0最大灰度级C₀₀求出C₀₀₀，……，以最小灰度级C₀₁最大灰度级Y_max求出C₀₁₁；考虑现场可编程门阵列FPGA实现的资源问题，根据已找出的7对关系，再加上0和Y_max，将其余灰度级的映射关系插值出来；这样就得到了该图像区域的灰度拉升曲线，在此用函数P(Y’)表示，其中α和β是可调因子，取值范围在0~1.0之间，默认都取0.5，α越大，该区域经过灰度拉升之后亮度越高，β越大，该区域经过拉升之后对比度越高；

以上7对关系是这样的，C₀₀₀->Y_max/8;C₀₀->2*Y_max/8;C₀₀₁->3*Y_max/8;C₀->4*Y_max/8;C₀₁₀->5*Y_max/8;C₀₁->6*Y_max/8;C₀₁₁->7*Y_max/8;采用线性插值法或者B样条插值法或者贝塞尔曲线插值法将其余灰度级的对应关系插值出来，本系统采用线性插值法，如图5所示。

步骤206，将确定的当前帧图像的图像区域的灰度映射关系与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系对比，确定当前帧图像的图像区域的最优灰度映射关系，根据最优灰度映射关系确定图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；并继续步骤208；

具体地，在步骤206中，考虑到视频播放的连续性，需要在时间域上做平滑处理，如图6所示，将确定的当前帧图像的图像区域的灰度映射关系中相对应灰度级的值与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系中相同灰度级别的值之间做平滑处理，即，根据前一帧图像中图像区域的灰度映射关系Po[i]以步进量stepi逐步靠近当前帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系Pn[i]，其中i表示灰度级，步进量step根据Po[i]和Pn[i]的差异求得，如下式：

${\mathrm{step}}_i=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{clip}\left(\right|P_n\left[i\right]-P_o\left[i\right]|/n,\mathrm{0,4})& P_n\left[i\right]>P_o\left[i\right]\\ 0& P_n\left[i\right]=P_o\left[i\right]\\ \mathrm{clip}\left(\right|P_n\left[i\right]-P_o\left[i\right]|/n,-\mathrm{4,0})& P_n\left[i\right]<P_o\left[i\right]\end{array}\right.$

Clip函数指的是将第一个参数的值饱和到第二个参数和第三个参数之间，本方案中n取值4；

那么，当前帧图像的最优灰度映射映射关系为：

Pn[i]＝Po[i]+step_i。

步骤207、将前一帧图像的图像区域的最优映射关系作为当前帧图像的图像区域的最优映射关系，并根据该灰度映射关系确定图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；继续步骤208；

步骤208，以像素点为单位，计算图像块中每一点在所属四个图像区域的距离权重和亮度权重；

具体地，距离权重采用线性比例乘积的形式，亮度权重采用指数函数形式，如图7所示，假设P点所在的区域是上左、上右、下左、下右四个图像区域的交叠区域，P点距离上左、下左区域边界d₁，P点距离上右、下右区域边界d₂，距离上左、上右区域边界d₃，距离下左、下右区域边界d₄，则P点的四个距离权重分别为：

$d\_{\mathrm{wt}}_1=\frac{d_1{d}_3}{(d_1+d_2)(d_3+d_4)}$

$d\_{\mathrm{wt}}_2=\frac{d_2{d}_3}{(d_1+d_2)(d_3+d_4)}$

$d\_{\mathrm{wt}}_3=\frac{d_1{d}_4}{(d_1+d_2)(d_3+d_4)}$

$d\_{\mathrm{wt}}_4=\frac{d_2{d}_4}{(d_1+d_2)(d_3+d_4)}$

假设P点经过指数变换后的亮度为Yp’，上左图像区域经过指数变换后的平均亮度为Y₁’，上右图像区域经过指数变换后的平均亮度为Y₂’，下左图像区域经过指数变换后的平均亮度为Y₃’，下右图像区域经过指数变换后的平均亮度为Y₄’，则P点的四个亮度权重分别为：

$i\_{\mathrm{wt}}_1=e^{-|{Y_p}^{\&prime;}-{Y^{\&prime;}}_1|{/Y^{\&prime;}}_1/{\mathrm{\&sigma;}}_i}$

$i\_{\mathrm{wt}}_2=e^{-|{Y_p}^{\&prime;}-{Y_2}^{\&prime;}|/{Y_2}^{\&prime;}/{\mathrm{\&sigma;}}_i}$

$i\_{\mathrm{wt}}_3=e^{-|{Y_p}^{\&prime;}-{Y_3}^{\&prime;}|/{Y_3}^{\&prime;}/{\mathrm{\&sigma;}}_i}$

$i\_{\mathrm{wt}}_4=e^{-|{Y_p}^{\&prime;}-{Y_4}^{\&prime;}|/{Y_4}^{\&prime;}/{\mathrm{\&sigma;}}_i}$

其中σi为可调参数，取值范围0~3.0，本方案取值0.8；

步骤209，根据图像块中每一点在所属的四个图像区域的距离权重和亮度权重，以及该点在四个图像区域中的灰度拉升亮度P₁(Y_P’)、P₂(Y_P’)、P₃(Y_P’)和P₄(Y_P’)，确定该图像块每一点的输出亮度；

具体地，最终融合后的P点输出亮度为

${Y_p}^{\&prime;\&prime;}=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_i\left({Y_p}^{\&prime;}\right)\&CenterDot;d\_{\mathrm{wt}}_i\&CenterDot;i\_{\mathrm{wt}}_i}{\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}d\_w{t}_i\&CenterDot;i\_{\mathrm{wt}}_i}$

其中，针对图像中四周边缘的图像块，每一图像块相应的只利用其对应所属的两个图像区域进行计算，同时，对于位于四个角位置的图像块，则只需要根据对应的唯一的图像区域进行计算；

步骤210，输出图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像；

具体地，针对每个像素点，假设输入颜色为C（分别包括R,G，B三个颜色分量，同步骤202中的三个分量），输入亮度为Y，输出亮度为Y”，那么输出颜色为C″＝(C+Δ)·Y″/(Y+Δ)，其中Δ取值范围0~imax，Δ取值越小，暗部颜色噪声越大，Δ取值越大，整体颜色饱和度越低，本系统中Δ取10。确定了图像块中每一像素点的输出颜色，进而得到图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

需要说明的是，本系统采用上左、上右、下左、下右四个图像区域相互重叠，在重叠区域进行融合的策略，还可采用不重叠的方式分块，在每个图像块内做融合时，参考它周围3×3或者5×5的图像块进行；

关于图像区域内的灰度拉升方法，除了本文介绍的方法外，还有其它能够自适应调整图像亮度分布的算法，比如gamma变换、线性对比度拉升、直方图规定化等等。

本发明提供的一种图像处理系统，参见图8，该系统包括：

图像区域划分单元Z101，用于将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；

初始亮度计算单元Z102，用于计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

灰度拉升亮度计算单元Z103，用于根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；

输出亮度确定单元Z104，用于利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

输出图像确定单元Z105，用于根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

较佳地，所述图像划分单元Z101将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块，每一图像块的面积为每一图像区域的面积的四分之一，相应地，每一图像区域划分为四个面积相等的图像块。

较佳地，所述灰度拉升亮度计算单元Z103，包括：

初始亮度指数变换单元，用于将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换，输出每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度；

灰度拉升亮度计算子单元，用于根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；

较佳地，所述初始亮度指数变换单元将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换时，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行γ指数变换。

较佳地，所述灰度拉升亮度计算子单元，具体用于：

若所述差值大于阈值时，利用当前图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，统计当前图像区域的灰度直方图，根据当前图像区域的灰度直方图，确定当前图像区域的灰度映射关系；

将确定的当前图像区域的灰度映射关系与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系对比，根据对比结果确定当前图像区域的最优灰度映射关系；

若所述差值不大于阈值时，将前一帧图像的相同位置的图像区域的最优映射关系作为当前帧图像的当前图像区域的最优灰度映射关系；

根据确定的当前图像区域的最优灰度映射关系，确定当前图像区域每一像素点的灰度拉升亮度。

较佳地，灰度拉升亮度计算子单元在根据图像区域的灰度直方图，确定该图像区域的灰度映射关系时，具体用于：

根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出多对映射关系；

根据多对映射关系和图像区域的最低灰度级以及最高灰度级，利用插值法计算出该图像区域的灰度映射关系。

较佳地，灰度拉升亮度计算子单元根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出七对映射关系。

较佳地，输出亮度确定单元Z104，具体用于：

以像素点为单位，计算每一图像块中每一点在所属四个图像区域的距离权重和亮度权重；

根据图像块中每一点在所述四个图像区域的距离权重和亮度权重，以及四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定该图像块每一像素点的输出亮度。

较佳地，所述每个图像块中每一点所属的四个图像区域，为，四个包含此图像块在内的，位于该图像块的上左、上右、下左和下右四个方向的面积为该图像块的四倍的图像区域。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，采用局部对比度拉升的算法让图像的不同区域采用不同的拉升方法，从而使得图像无论是在哪个局部区域的细节都可以同时得以提升，从而抬高图像整体通透性和动态范围。同时，针对前后两帧图像做平滑处理，保证了视频播放的连续性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种图像处理方法，其特征在于，该图像处理方法包括：

将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；

计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度；

利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，每一图像块的面积为每一图像区域的面积的四分之一，相应地，每一图像区域划分为四个面积相等的图像块。

3.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，包括：

将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换，输出每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度；

根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度。

4.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换时，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行γ指数变换。

5.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，所述根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，包括：

计算当前帧图像的每一图像区域的平均亮度与前一帧图像相同位置的图像区域的平均亮度的差值；

若所述差值大于阈值时，利用当前图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，统计当前图像区域的灰度直方图，根据当前图像区域的灰度直方图，确定当前图像区域的灰度映射关系；

将确定的当前图像区域的灰度映射关系与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系对比，根据对比结果确定当前图像区域的最优灰度映射关系；

若所述差值不大于阈值时，将前一帧图像的相同位置的图像区域的最优映射关系作为当前帧图像的当前图像区域的最优灰度映射关系；

根据确定的当前图像区域的最优灰度映射关系，确定当前图像区域每一像素点的灰度拉升亮度。

6.根据权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，所述根据图像区域的灰度直方图，确定该图像区域的灰度映射关系，包括：

根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出多对映射关系；

根据多对映射关系和图像区域的最低灰度级以及最高灰度级，利用插值法计算出该图像区域的灰度映射关系。

7.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，根据相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度，包括：

以像素点为单位，计算每一图像块中每一点在所属四个图像区域的距离权重和亮度权重；

根据图像块中每一点在所述四个图像区域的距离权重和亮度权重，以及四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定该图像块每一像素点的输出亮度。

8.根据权利要求7所述的图像处理方法，其特征在于，所述每个图像块中每一点所属的四个图像区域为:四个包含此图像块在内的，位于该图像块的上左、上右、下左和下右四个方向的面积为该图像块的四倍的图像区域。

9.一种图像处理系统，其特征在于，该系统包括：

图像划分单元，用于将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块；

初始亮度计算单元，用于计算每一图像区域中每一像素点的初始亮度；

灰度拉升亮度计算单元，用于根据每一图像区域中每一像素点的初始亮度，计算每一图像区域中每一像素点的输出亮度；

输出亮度确定单元，用于利用相邻的四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定对应的图像块中每一像素点的输出亮度；

输出图像确定单元，用于根据每一图像块中每一像素点的初始亮度、输出亮度和初始颜色通道值，确定每一图像块的输出图像，从而得到当前帧图像的输出图像。

10.根据权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，所述图像划分单元将当前帧图像划分为多个相互重叠的图像区域，并将相邻的四个图像区域共有的重叠部分确定为图像块，每一图像块的面积为每一图像区域的面积的四分之一，相应地，每一图像区域划分为四个面积相等的图像块。

11.根据权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，所述灰度拉升亮度计算单元，包括：

初始亮度指数变换单元，用于将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换，输出每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度；

灰度拉升亮度计算子单元，用于根据每一图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，确定每一图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度。

12.根据权利要求11所述的图像处理系统，其特征在于，所述初始亮度指数变换单元将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行指数变换时，将每一图像区域中每一像素点的初始亮度进行γ指数变换。

13.根据权利要求12所述的图像处理系统，其特征在于，所述灰度拉升亮度计算子单元，具体用于：

若所述差值大于阈值时，利用当前图像区域中每一像素点的指数变换后的亮度，统计当前图像区域的灰度直方图，根据当前图像区域的灰度直方图，确定当前图像区域的灰度映射关系；

将确定的当前图像区域的灰度映射关系与前一帧图像的相同位置的图像区域的灰度映射关系对比，根据对比结果确定当前图像区域的最优灰度映射关系；

若所述差值不大于阈值时，将前一帧图像的相同位置的图像区域的最优映射关系作为当前帧图像的当前图像区域的最优灰度映射关系；

根据确定的当前图像区域的最优灰度映射关系，确定当前图像区域每一像素点的灰度拉升亮度。

14.根据权利要求13所述的图像处理系统，其特征在于，灰度拉升亮度计算子单元在根据图像区域的灰度直方图，确定该图像区域的灰度映射关系时，具体用于：

根据图像区域的灰度直方图采用均衡化和等比化相结合的方法，逐层计算出多对映射关系；

根据多对映射关系和图像区域的最低灰度级以及最高灰度级，利用插值法计算出该图像区域的灰度映射关系。

15.根据权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，输出亮度确定单元，具体用于：

以像素点为单位，计算每一图像块中每一点在所属四个图像区域的距离权重和亮度权重；

根据图像块中每一点在所述四个图像区域的距离权重和亮度权重，以及四个图像区域中每一像素点的灰度拉升亮度，确定该图像块每一像素点的输出亮度。

16.根据权利要求15所述的图像处理系统，其特征在于，所述每个图像块中每一点所属的四个图像区域，为，四个包含此图像块在内的，位于该图像块的上左、上右、下左和下右四个方向的面积为该图像块的四倍的图像区域。

Images