CN104657960A - 一种灰度图像对比度拉伸方法及装置 - Google Patents

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王恩德
杨光宇
赵春阳
冯安详
曹晖
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Abstract

本发明涉及灰度图像对比度拉伸技术，具体地说是一种灰度图像对比度拉伸方法及装置，应用于灰度图像预处理等领域。本发明包括以下步骤：读取图像数据；根据图像各像素的灰度值进行灰度直方图统计并计算灰度值的均值；找出灰度值高于上限阈值的像素点或低于下限阈值的像素点，用灰度值的均值填充该像素点；对该像素点做灰度线性变换得到对比度拉伸后的像素灰度值。本发明拉伸效果明显、实时性强。

Description

一种灰度图像对比度拉伸方法及装置
技术领域
本发明涉灰度图像对比度拉伸技术，具体地说是一种灰度图像对比度拉伸方法及装置，应用于灰度图像预处理等领域。
背景技术
图像处理在生产生活中的应用越来越广泛，也受到了越来越广泛的关注。一般而言，图像经过采集、预处理、处理以及输出等环节完成图像处理。图像预处理是图像处理的重要环节，有时候预处理的结果直接影响图像处理的最终结果。灰度图像在视频监控、门禁系统等领域中应用广泛，由于受到设备本身、光线条件以及采集精度等因素影响，图像的对比度往往不佳，容易造成图像模糊，给观察和处理带来了不必要的麻烦。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提出了一种灰度图像对比度拉伸方法及装置，可以实时实现对对比度较低图像的对比度拉伸，给观察和后续处理带来方便。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种灰度图像对比度拉伸方法，包括以下步骤：
读取图像数据；
根据图像各像素的灰度值进行灰度直方图统计并计算灰度值的均值；
找出灰度值高于上限阈值的像素点或低于下限阈值的像素点，用灰度值的均值填充该像素点；
对该像素点做灰度线性变换得到对比度拉伸后的像素灰度值。
所述上限阈值和下限阈值根据应用需要设定。
所述做灰度线性变换得到对比度拉伸后的像素灰度值为：
u 0 = u i - a b - a
a为下限阈值，b为上限阈值，ui为灰度值的均值。
一种灰度图像对比度拉伸装置，包括：
视频解码器，用于接收视频数据，并对视频数据进行解码；
FPGA，连接视频解码器的输出端，用于采集解码后的视频数据，将视频数据转换为若干个图像数据，并对图像数据进行拉伸处理；
存储器，连接FPGA，用于实时存储FPGA处理的数据；
视频编码器，连接FPGA的输出端，用于将FPGA输出的数据进行编码。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.拉伸效果明显。本发明利用阈值分割技术去除图像噪点后，再对图像对比度进行拉伸，使得拉伸效果更加明显；
2.实时性强。本发明利用高性能的FPGA作为主逻辑器件，保证了对比度拉伸的实时性。
附图说明
图1为对比度拉伸原理示意图；
图2为本发明装置电路原理示意图；
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，要进行灰度图像的对比度拉伸，首先将图像数据读取出来，然后根据像素的灰度值进行灰度直方图统计，然后根据应用需要设定图像的上下限阈值，将高于图像上限阈值的像素点和低于下限的阈值的像素点用图像的均值填充，这样可以保证这些像素点不会被拉伸，设下限阈值为a，上限阈值为b，则经过灰度线性变换可得对比度拉伸后的像素灰度值为
如图2所示，视频输入接入视频解码器，经过FPGA采集并存储视频数据，将视频转化成图片，并在FPGA中进行灰度图像对比度拉伸处理，最后由视频编码器将拉伸后的视频输送出来。
如图3所示，上电初始化后，检测场同步信号是否到来，如果到来则清除行计数器，否则检测行同步是否到来，如果行同步信号到来则判断是否为最后一行，否则根据像素时钟进行图像数据采集和存储；检测最后一行用来判断本次存储是否结束，如果不是最后一行，则继续进行行计数，否则就进行灰度级像素统计、超限像素处理以及灰度线性变换。

Claims (4)

1.一种灰度图像对比度拉伸方法，其特征在于，包括以下步骤：
读取图像数据；
根据图像各像素的灰度值进行灰度直方图统计并计算灰度值的均值；
找出灰度值高于上限阈值的像素点或低于下限阈值的像素点，用灰度值的均值填充该像素点；
对该像素点做灰度线性变换得到对比度拉伸后的像素灰度值。
2.根据权利要求1所述的一种灰度图像对比度拉伸方法，其特征在于，所述上限阈值和下限阈值根据应用需要设定。
3.根据权利要求1所述的一种灰度图像对比度拉伸方法，其特征在于，所述做灰度线性变换得到对比度拉伸后的像素灰度值为：
u 0 = u i - a b - a
a为下限阈值，b为上限阈值，ui为灰度值的均值。
4.一种灰度图像对比度拉伸装置，其特征在于，包括：
视频解码器，用于接收视频数据，并对视频数据进行解码；
FPGA，连接视频解码器的输出端，用于采集解码后的视频数据，将视频数据转换为若干个图像数据，并对图像数据进行拉伸处理；
存储器，连接FPGA，用于实时存储FPGA处理的数据；
视频编码器，连接FPGA的输出端，用于将FPGA输出的数据进行编码。
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