CN106971380A - 一种对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法及其在高尔夫球场中的应用，包括以下步骤：获取高尔夫球场原始实景图，将原始图分解为RGB三通道色彩图，共三张；得到的高尔夫球场原始实景图做图像平滑、锐化、对比度增强后，合并为一张彩色高尔夫球场实景图，根据需要判断是否达到了期望的图像视觉效果，若达到了期望的图像视觉效果，则最终获得对比度增强和视觉显著度优化的实景图；若没有得到期望的效果，则将图分解为RGB三通道色彩图，重复以上处理过程，使高尔夫球场实景图的图像清晰，边缘明显，球场中的球道、长草、果岭、沙坑、树木等视觉效果显著度提高，获得了更高对比度和更优视觉效果的球场实景图。
Description
技术领域
本发明涉及一种对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用。
背景技术
高尔夫球场测距和定位中需要利用高尔夫球场图来标识距离和定位，现有高尔夫球场图一般使用实景图或人工示意图。实景图(包括但不限于卫星图和航拍图)为高尔夫球场测距和定位提供了直观形象的画面表达。但是球场实景图中的球道、长草、果岭、沙坑等区域，常出现对比度不高、图像颜色不显著、图像色彩视觉效果较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场中的应用，其具有更高对比度和更优视觉效果的球场实景图的特性。
本发明是这样实现的：一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法，其包括以下步骤：
步骤一、获取高尔夫球场原始实景图，原始实景图为彩色图像，将原始图分解为彩色分量图；
步骤二、对步骤一得到的高尔夫球场原始实景图做图像平滑，提升实景图图像细节；
步骤三、对步骤二得到的图像平滑后的图像做图像锐化，提升实景图图像细节；
步骤四、对步骤三得到的图像锐化后的图像做图像对比度增强，提高实景图图像的对比度和视觉显著度；
步骤五、将步骤四得到的对比度增强的彩色分量图合并为一张彩色高尔夫球场实景图，根据需要判断是否达到了期望的图像视觉效果，若达到了期望的图像视觉效果，则最终获得对比度增强和视觉显著度优化的彩色高尔夫球场实景图；若没有得到期望的效果，则将图分解为彩色分量图，共三张一并转入步骤二。
进一步地，步骤三中采用拉普拉斯图像锐化算子做图像锐化处理。
进一步地，步骤二中采用高斯图像平滑算子做图像平滑处理。
进一步地，步骤四中采用直方图匹配技术做图像对比度增强处理。
进一步地，步骤一中采用RGB分量分解将彩色图像分解为彩色分量图。
一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括高尔夫球场中果岭、沙坑、长草、球道等在现有卫星图中存在对比度不高和视觉效果差问题，针对高尔夫球场卫星实景图，对高尔夫球场图以图像锐化技术，图像平滑技术，图像对比度增强技术做图像处理，提高高尔夫球场图及球场图的一部分的图像的对比度和视觉显著度。
进一步地，包括图像锐化技术，图像锐化技术是指能减弱或消除图像中的低频率分量但不影响高频率分量的图像处理技术，包括而不限于拉普拉斯图像锐化算子、高频提升滤波、基于梯度的锐化滤波、最大和最小锐化变换、线性和非线性锐化。
进一步地，包括图像平滑技术，图像平滑技术是指能减弱或消除图像中的高频率分量但不影响低频率分量的图像处理技术，包括而不限于邻域平滑、加权平滑、高斯平滑、中值平滑、序统计平滑、线性和非线性平滑。
进一步地，包括图像对比度增强技术，图像对比度增强技术是指能增加图像中各部分间反差的图像处理技术，包括而不限于直方图匹配，直方图均衡化，图像灰度映射。
进一步地，包括图像彩色分量分解，彩色分量分解是指将彩色图像分解到彩色空间描述图像色彩分量，包括而不限于RGB分解，YIQ分解，YCbCr分解，HSV分解，CMY分解，HSI分解。
本发明将图像视觉优化技术，包括图像平滑、图像锐化、对比度增强应用于高尔夫球场卫星实景图的图像处理中，使高尔夫球场实景图的图像清晰，边缘明显，球场中的球道、长草、果岭、沙坑、树木等视觉效果显著度提高，获得了更高对比度和更优视觉效果的球场实景图。
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为本发明实施例提供的流程图。
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。
如图1，本发明实施例提供一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场卫星实景图图像处理中的应用，本发明包括两个方案，具体请参见如下叙述。
方案一:
一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场实景图图像处理中的应用，具体步骤如下：
步骤一，获取高尔夫球场原始实景图，原始实景图为彩色图像，将原始图分解为RGB三通道色彩图，共三张，具体地，原始高尔夫球场实景图为彩色图像F(i,j)，将原图分解为RGB三通道色彩图，共三张,分别为FR(i,j)，FG(i,j)，FB(i,j)。
步骤二，对步骤一得到的高尔夫球场原始实景图做图像平滑，提升实景图图像细节，(FR(i,j)，FG(i,j)，FB(i,j))分别进行图像平滑，提升图像细节，作为优选，采用5*5模板的高斯图像平滑算子做图像平滑，数学表达式为
原始图为F，平滑后的图像为Fgau
表示卷积运算
高斯平滑滤波是一种线性平滑滤波，适用于消除高斯噪声,每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后得到.通过高斯平滑滤波，可以降低图像中的噪声，得到实景图的细节视觉优化效果。
步骤三，对步骤二得到的图像平滑后的图像做图像锐化，提升实景图图像细节。作为优选，采用3*3模板的拉普拉斯图像锐化算子做图像锐化，数学表达式为
锐化后的图像为Fl
表示卷积运算
拉普拉斯算子是微分操作符，卷积运算得到的图像将使原图锐化，同时使常量区域为零。通过从平滑图中减去拉普拉斯算子处理过的结果，还原常量区域，得到锐化后的图像Fl。
步骤四，对步骤三得到的图像锐化后的图像做图像对比度增强，提高实景图图像的对比度和视觉显著度。
作为优选，采用直方图匹配技术做图像对比度增强。
高尔夫球场的实景图中，主要显示物为球道、长草、果岭、沙坑、树木等。对于分解为RGB三色彩通道的分量图像，在它们的灰度级区间[0，255]的实景图的分量直方图中，主要灰度级集中在灰度较小区域。通过直方图匹配，将集中在灰度较小区域的灰度等级映射到[0，255]，同时保持灰度等级的相对比例，从而得到图像亮度提高和对比度增强的效果。
令r和z分别表示输入和输出图像的灰度级，输入灰度级的概率密度函数为pr(r),输出灰度级的概率密度函数为pz(z)。对输入图的直方图进行灰度均衡化：
对于期望得到的输出图灰度直方图：
于是有，
z＝H-1(s)＝H-1[T(r)]
通过给定期望的输出图直方图，可以得到H-1反变换函数，从而可以得到从输入图到期望的输出直方图的像素值变换函数，并将输入图映射到期望的对比度增强的输出图。
步骤五，将步骤四得到的对比度增强的RGB三通道色彩图合并为彩色高尔夫球场实景图，最终获得对比度增强和视觉显著度优化的彩色高尔夫球场实景图。
方案二:
一种多次迭代的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场实景图图像处理中的应用，步骤如下：
步骤一，获取高尔夫球场原始实景图，原始实景图为彩色图像，将原始图分解为RGB三通道色彩图。
步骤二，对步骤一得到的高尔夫球场原始实景图做图像平滑，提升实景图图像细节。
步骤三，对步骤二得到的图像平滑后的图像做图像锐化，提升实景图图像细节。
步骤四，对步骤三得到的图像锐化后的图像做图像对比度增强，提高实景图图像的对比度和视觉显著度。
步骤五，将步骤四得到的对比度增强的RGB三通道色彩图合并为彩色高尔夫球场实景图，根据需要判断是否达到了期望的图像视觉效果，若没有得到期望的效果，则将图分解为RGB三通道色彩图并转入步骤二。若达到效果，则最终获得对比度增强和视觉显著度优化的彩色高尔夫球场实景图。
作为优选，采用3*3模板的拉普拉斯图像锐化算子做图像锐化。
作为优选，采用5*5模板的高斯图像平滑算子做图像平滑。
作为优选，采用直方图匹配技术做图像对比度增强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图像对比度增强和视觉显著度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、获取高尔夫球场原始实景图，原始实景图为彩色图像，将原始图分解为彩色分量图；
步骤二、对步骤一得到的高尔夫球场原始实景图做图像平滑，提升实景图图像细节；
步骤三、对步骤二得到的图像平滑后的图像做图像锐化，提升实景图图像细节；
步骤四、对步骤三得到的图像锐化后的图像做图像对比度增强，提高实景图图像的对比度和视觉显著度；
步骤五、将步骤四得到的对比度增强的彩色分量图合并为一张彩色高尔夫球场实景图，根据需要判断是否达到了期望的图像视觉效果，若达到了期望的图像视觉效果，则最终获得对比度增强和视觉显著度优化的彩色高尔夫球场实景图；若没有得到期望的效果，则将图分解为彩色分量图，共三张一并转入步骤二。
2.如权利要求1所述的一种高尔夫球场实景图的对比度增强和视觉显著度优化方法，其特征在于：步骤三中采用拉普拉斯图像锐化算子做图像锐化处理。
3.如权利要求1所述的一种高尔夫球场实景图的对比度增强和视觉显著度优化方法，其特征在于：步骤二中采用高斯图像平滑算子做图像平滑处理。
4.如权利要求1所述的一种高尔夫球场实景图的对比度增强和视觉显著度优化方法，其特征在于：步骤四中采用直方图匹配技术做图像对比度增强处理。
5.如权利要求1所述的一种高尔夫球场实景图的对比度增强和视觉显著度优化方法，其特征在于：步骤一中采用RGB分量分解将彩色图像分解为彩色分量图。
6.一种如权利要求1所述的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括高尔夫球场中果岭、沙坑、长草、球道等在现有卫星图中存在对比度不高和视觉效果差问题，针对高尔夫球场卫星实景图，对高尔夫球场图以图像锐化技术，图像平滑技术，图像对比度增强技术做图像处理，提高高尔夫球场图及球场图的一部分的图像的对比度和视觉显著度。
7.一种如权利要求6所述的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括图像锐化技术，图像锐化技术是指能减弱或消除图像中的低频率分量但不影响高频率分量的图像处理技术，包括而不限于拉普拉斯图像锐化算子、高频提升滤波、基于梯度的锐化滤波、最大和最小锐化变换、线性和非线性锐化。
8.一种如权利要求6所述的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括图像平滑技术，图像平滑技术是指能减弱或消除图像中的高频率分量但不影响低频率分量的图像处理技术，包括而不限于邻域平滑、加权平滑、高斯平滑、中值平滑、序统计平滑、线性和非线性平滑。
9.一种如权利要求6所述的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括图像对比度增强技术，图像对比度增强技术是指能增加图像中各部分间反差的图像处理技术，包括而不限于直方图匹配，直方图均衡化，图像灰度映射。
10.一种如权利要求6所述的图像对比度增强和视觉显著度优化方法在高尔夫球场图中的应用，其特征在于，包括图像彩色分量分解，彩色分量分解是指将彩色图像分解到彩色空间描述图像色彩分量，包括而不限于RGB分解，YIQ分解，YCbCr分解，HSV分解，CMY分解，HSI分解。
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