CN106570840A - 壁画信息提取后的图像增强方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壁画信息提取后的图像增强方法，包括：采用彩色合成的方式对提取的高光谱壁画信息进行处理，获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像；以横坐标表示合成图像的亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元或频率，从而绘制出合成图像的亮度直方图，并使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大，从而亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的。通过采用本发明公开的方案，可以提高图像的清晰度，改善图像的目视效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种壁画信息提取后的图像增强方法。
背景技术
中国古代壁画是中国绘画遗产的重要组成部分，不仅是艺术的珍宝，还是研究中国古代社会结构、人民生活的形象资料，具有独特的风格和优秀的民族文化传统。壁画具有丰富的信息，提取壁画的特征信息有助于探测壁画的历史信息，以及深刻认识其发展轨迹和存在状态。
随着时间的推移，一些壁画呈现出不同的病害，壁画的颜色也有不同程度的消退，壁画上的信息也变的模糊不清，由于壁画具有不可再生性，传统的基于物理化学的手段比如取样等方法已不再适用于壁画的信息提取。
目前，可以通过成像光谱仪采集的高光谱壁画影像数据，其数据量大信息丰富，波段数目多，分辨率高，可以提供连续的目标光谱曲线，为壁画的信息提取提供可靠的数据基础。
然而，提取出的高光谱壁画信息的清晰度较低，同时，目前还没有较为有效的方案来增强高光谱壁画信息的清晰度。
发明内容
本发明的目的是提供一种壁画信息提取后的图像增强方法，可以提高图像的清晰度，改善图像的目视效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种壁画信息提取后的图像增强方法，包括：
采用彩色合成的方式对提取的高光谱壁画信息进行处理，获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像；
以横坐标表示合成图像的亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元或频率，从而绘制出合成图像的亮度直方图，并使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大，从而亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的。
所述获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像包括：
所述合成图像为彩色图像，所述彩色图像包括真彩色图像与假彩色图像；
若为真彩色图像，则选择高光谱壁画信息中红色波段的影像作为红色分量，选择高光谱壁画信息中绿色波段的影像作为绿色分量，选择高光谱壁画信息中蓝色波段的影像作为蓝色分量，从而获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像。
所述使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大的公式为：
c'ij＝Acij+B；
其中，c'ij为线性变换后输出像元的亮度值，cij为像元的原始亮度，A与B均为常量。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过彩色合成可以有效地突出目标要素，有利于信息的判读和提取，再通过线性变换，改变亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的，从而提高图像的清晰度，改善图像的目视效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的壁画信息提取后的图像增强方法的流程图。
具体实施方式
下面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，都属于本发明的保护范围。
为了有选择的突出某些感兴趣信息，并且消除或降低一些其它无关的信息，利用图像增强的手段来达到这些目的。图像增强是数字图像处理的基本方法之一，具有重要的实用价值。对提取的壁画信息进行增强处理，其目的是采用一些技术手段或有效算法提高图像的清晰度，改善图像的目视效果。因此，利用图像增强处理只是增强了对感兴趣信息的辨别能力。
对图像增强效果进行评价，不仅与算法本身的优劣性，也与图像的数据特征有关系，对图像质量优劣的评价一般都是由观测人员的主观而定，缺少一个通用的标准，所以使用图像增强技术需要根据实际所面临的问题，选取合适的增强方法。图像增强处理并不强调图像的保真度，增强处理是为了进一步提高图像信息提取的能力。
高光谱壁画信息具有大量的波段，目标事物在不同的波段的特性是有差异的，把这种差异作为区别不同事物的依据。根据这种多波段特性的高光谱壁画信息在图像处理方法就有其独特性。本发明实施例中，主要运用彩色合成和直方图变换的方法，对提取的高光谱壁画信息进行增强处理，如图1所示，其主要包括如下步骤：
步骤11、采用彩色合成的方式对提取的高光谱壁画信息进行处理，获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像。
人眼对彩色影像的分辨能力要比对黑白密度的分辨率高得多，基于遥感数据多波段和较宽的波段范围，单一的灰度信息已经不能满足人们的需求，遥感影像中的彩色信息在影像判读和信息提取方面具有很大优势，为了得到彩色图像，一般利用彩色合成的方法对高光谱影像进行处理。
彩色图像又分为真彩色图像和假彩色图像。真彩色图像上的影像颜色与真实的地物颜色基本相同，而假彩色图像影像的颜色与实际地物颜色不一致。一般利用高光谱影像数据合成真彩色图像时，对真彩色图像的三个颜色分量赋予真实的颜色波段影像：选择高光谱壁画信息中红色波段的影像作为红色分量，选择高光谱壁画信息中绿色波段的影像作为绿色分量，选择高光谱壁画信息中蓝色波段的影像作为蓝色分量。而在合成假彩色影像时红绿蓝三个颜色分量并不是真实的红、绿、蓝波段影像。通过彩色合成可以有效地突出目标要素，有利于信息的判读和提取。
步骤12、以横坐标表示合成图像的亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元或频率，从而绘制出合成图像的亮度直方图，并使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大，从而亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的。
合成图像为数字图像，而数字图像是一个数字矩阵，它是由一系列依序排列的像元组成。数字图像的亮度值是离散的，它的亮度值编码是从0-255，共256级灰阶。记一副图像每一个亮度等级的像元数为mi，数字图像的所有像元数为M，则某一个亮度值的频率为pi＝mi/M。
本发明实施例中，以横坐标表示合成图像的亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元或频率，从而绘制出合成图像的亮度直方图。不同的数字图像具有不同的直方图，通过观察直方图的形态，可以分析图像的质量。根据统计规律，一般像元亮度值是按随机正态分布的，通过改变直方图的性质来对图像的质量进行优化。
本发明实施例中，本文使用线性变换的方法，使图像变换后亮度值范围与变换前的亮度范围是直线关系，而线性变换是对合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大，使变换后的图像直方图的两端达到饱和。
线性变换是通过一个线性函数来进行变换，其数学式为：
c'ij＝Acij+B；
其中，c'ij为线性变换后输出像元的亮度值，cij为像元的原始亮度，A与B均为常量。
本发明实施例的上述方案，通过彩色合成可以有效地突出目标要素，有利于信息的判读和提取，再通过线性变换，改变亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的，从而提高图像的清晰度，改善图像的目视效果。
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上述实施例可以通过软件实现，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，上述实施例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。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种壁画信息提取后的图像增强方法，其特征在于，包括：
采用彩色合成的方式对提取的高光谱壁画信息进行处理，获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像；
以横坐标表示合成图像的亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元或频率，从而绘制出合成图像的亮度直方图，并使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大，从而亮度直方图的性质，达到提高图像质量的目的。
2.根据权利要求1所述的一种壁画信息提取后的图像增强方法，其特征在于，所述获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像包括：
所述合成图像为彩色图像，所述彩色图像包括真彩色图像与假彩色图像；
若为真彩色图像，则选择高光谱壁画信息中红色波段的影像作为红色分量，选择高光谱壁画信息中绿色波段的影像作为绿色分量，选择高光谱壁画信息中蓝色波段的影像作为蓝色分量，从而获得包含红色分量、蓝色分量及绿色分量的合成图像。
3.根据权利要求1所述的一种壁画信息提取后的图像增强方法，其特征在于，所述使用线性变换的方法使合成图像的原始亮度等级的范围进行比例扩大的公式为：
c'ij＝Acij+B；
其中，c'ij为线性变换后输出像元的亮度值，cij为像元的原始亮度，A与B均为常量。
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