CN112967207A - 一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质。所述图像处理方法，包括：确定待处理图像的待处理像素区域；确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。本发明实施例的技术方案能够提高图像中部分区域的对比度。

Description

一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在图像采集、成像、运输和复制等过程中，许多外部环境的影响会导致图像的质量不尽如人意。例如，拍摄环境过于昏暗或者光线过于强烈、图像采集器中的光学元件精度或者分辨率不够，或者图像生成过程中各种噪声等影响。这些都使得图像不符合人们的使用需求，因此，为了提高图像的整体质量，图像处理方法成为图像处理技术领域的技术热点。而在图像处理技术领域中，图像对比度的处理是其中一个重要的环节。
目前，为了提升图像对比度主要采用如下三种方法：
1)直方图均衡化方法：把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。直方图均衡化方法可以实现对图像的非线性拉伸，从而重新分配图像像素值，使一定灰度范围内的像素数量大致相同，也即直方图均衡化可以把给定图像的直方图分布改变成“均匀”的直方图分布。这个方法的特点是对原始图像的像素值给与均匀的分布，满足于一般的使用场景，但是针对图像中感兴趣区域重点关注的场景，采用该方法进行图像处理后，感兴趣区域的对比度较差。
2)伽马变换：将图像的像素值进行非线性变换也即对图像进行伽马指数运算。当图像经过伽马变换后，如果伽马值小于1，该方法会拉伸图像中灰度级较低的区域，同时会压缩灰度级较高的区域。如果伽马值大于1，该方法会拉伸图像中灰度级较高的区域，同时会压缩灰度级较低的区域。这个方法对全图进行幂律变换，无法设定图像的感兴趣区域，也无法提升感兴趣区域内的对比度。
3)分段线性变换：通过调整折线拐点的位置及控制分段直线的斜率，可对任一灰度区间进行扩展或压缩。分段线性变换可以突出感兴趣的区域或灰度区间，相对抑制那些不感兴趣的区域，但是对于每段图像的像素处理都是线性的，不能提升感兴趣区域的对比度。
发明内容
本发明实施例提供一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质，以提高图像中部分区域的对比度。
第一方面，本发明实施例提供了一种图像处理方法，包括：
确定待处理图像的待处理像素区域；其中，待处理像素区域为低对比度像素区域；
确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；
根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
第二方面，本发明实施例还提供了一种图像处理装置，包括：
待处理像素区域确定模块，用于确定待处理图像的待处理像素区域；
对比度梯度扩展数值确定模块，用于确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；
对比度增强处理模块，用于根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的图像处理方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的图像处理方法。
本实施例的技术方案，通过对获取的待处理图像的待处理像素区域确定与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值，从而根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。由于待处理像素区域可以是低对比度的高密度像素区域，因此本技术方案可以提升待处理图像中高密度像素区域的对比度，使得经过对比度增强处理后的待处理图像的待处理像素区域层次分明。此外，当待处理像素区域不同时，计算得到的对比度梯度扩展数值也不同，也即同一待处理图像的不同待处理像素区域经过对比度增强处理后的对比度也不同。因此本技术方案的同一待处理图像的多个待处理像素区域的对比度增强效果不同，解决了现有技术不能针对目标区域提升对比度或针对目标区域提升对比度后效果较差等问题，达到了提高图像中部分区域的对比度的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种图像处理方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种图像处理方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的一种像素分布示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种原始待处理图像示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种待处理图像经过对比度增强处理的效果示意图；
图6是本发明实施例二提供的一种图像处理方法的流程图；
图7是本发明实施例二提供的一种的待处理图像的完整像素分布图；
图8是本发明实施例三提供的一种图像处理装置的示意图；
图9为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种图像处理方法的流程图，本实施例可适用于图像局部区域对比度低的情况，该方法可以由图像处理装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并一般可集成在电子设备中。相应的，如图1所示，该方法包括如下操作：
S110、确定待处理图像的待处理像素区域。
其中，待处理图像可以是需要提升部分区域对比度的图像。待处理像素区域可以是待处理图像中需要提高对比度的像素区域，也即待处理像素区域为低对比度像素区域。对比度可以表征图像像素亮度的差异程度。例如，在灰度图像中，对比度用于表征像素值的差异程度。
相应的，在确定需要提升部分区域对比度的待处理图像后，可以进一步确定待处理图像中需要提高对比度的像素区域，将需要提高对比度的像素区域作为待处理像素区域。
S120、确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值。
其中，对比度梯度扩展数值可以是与待处理像素区域的像素值关联的数值，用于提升待处理像素区域的对比度。
在本发明实施例中，在确定待处理像素区域之后，可以根据待处理像素区域的各个像素值计算对比度梯度扩展数值，以通过对比度梯度扩展数值对待处理图像进行处理。
S130、根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
其中，待处理像素可以是待处理像素区域的各个像素值。对比度增强处理可以是一种图像处理技术，用于提升图像的对比度。
在本发明实施例中，在确定待处理像素区域，以及与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值之后，可以根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的各个像素值进行数值转换，也即对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。以进一步将经过数值转换的各个像素值进行显示，达到提升待处理像素区域对比度的效果。
本实施例的技术方案，通过对获取的待处理图像的待处理像素区域确定与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值，从而根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。由于待处理像素区域可以是低对比度的高密度像素区域，因此本技术方案可以提升待处理图像中高密度像素区域的对比度，使得经过对比度增强处理后的待处理图像的待处理像素区域层次分明。此外，当待处理像素区域不同时，计算得到的对比度梯度扩展数值也不同，也即同一待处理图像的不同待处理像素区域经过对比度增强处理后的对比度也不同。因此本技术方案的同一待处理图像的多个待处理像素区域的对比度增强效果不同，解决了现有技术不能针对目标区域提升对比度或针对目标区域提升对比度后效果较差等问题，达到了提高图像中部分区域的对比度的效果。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种图像处理方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行具体化，在本实施例中，给出了对比度梯度扩展数值的确定方法，以及根据对比度梯度扩展数值对待处理像素进行对比度增强处理的具体的可实施方案，相应的，如图2所示，该方法包括如下操作：
S210、确定待处理图像的待处理像素区域。
在本发明的一个可选实施例中，确定待处理图像的待处理像素区域，可以包括：确定待处理图像中各图像像素对应的像素分布区间；将像素分布区间中像素密度大于或等于设定像素密度阈值的区域确定为待处理像素区域。
其中，图像像素可以是待处理图像所包括的像素。像素分布区间可以是像素差值为固定常数的像素区间。设定像素密度阈值可以是预先设定的常数，用于判别像素分布区间的像素密度是否过高。
图3是本发明实施例二提供的一种像素分布示意图，如图3所示，大量的像素值集中于很小的A像素区间，而其他像素区间分布的像素值很少。当图像的像素分布密度不均匀时，高密度像素区间必然存在对比度低的问题。
在本发明实施例中，可以按照预设的像素差值分割待处理图像的像素范围，得到多个像素分布区间。在得到像素分布区间之后，可以确定待处理图像中各图像像素所属的像素分布区间，从而可以计算每个像素分布区间的各图像像素在待处理图像中的数量之和。进一步将同一像素分布区间的各图像像素在待处理图像中的数量之和，与对应像素分布区间的像素差值的商作为该像素分布区间的像素密度。从而可以进一步将各像素分布区间的像素密度与设定像素密度阈值进行比较，并将像素分布区间中像素密度大于或等于设定像素密度阈值的区域作为待处理像素区域。由于像素分布区间的像素差值相同，因此像素分布区间的图像像素在待处理图像中的数量越大则像素分布区间中像素密度越大。一个待处理图像中可以存在至少一个待处理像素区域，每个待处理像素区域的对比度增强处理相同，为了表述方便以下实施例以待处理图像中的一个待处理像素区域进行说明。
S220、获取待处理像素区域的边界像素值。
其中，边界像素值可以是两个像素分布区间的边界值。
具体的，可以首先确定待处理像素区域对应的像素分布区间。进一步确定像素分布区间的像素最大值以及像素最小值。像素最大值以及像素最小值与像素分布区间具有一一对应的关系。
S230、根据边界像素值确定对比度梯度扩展数值。
具体的，在确定待处理像素区域的至像素分布区间之后，确定同一像素分布区间的最大像素值以及最小像素值。根据属于同一像素分布区间的最大像素值、最小像素值以及像素分布区间的中间像素值，计算与像素分布区间对应的对比度梯度扩展数值。其中，中间像素值可以是同一像素分布区间中除最大像素值以及最小像素值之外的像素值。
在本发明的一个可选实施例中，根据边界像素值确定对比度梯度扩展数值，可以包括：根据边界像素值计算待处理像素区域的待处理像素数量；根据待处理像素数量以及基准像素值计算梯度扩展像素数量；根据梯度扩展像素数量计算对比度梯度扩展数值。
其中，待处理像素数量可以是待处理像素区域的不同像素值的个数。基准像素值可以是用于对比度增强处理的像素值，例如基准像素值可以包括0至255中的任意一个数值。梯度扩展像素数量可以是除待处理像素数量外的像素数量。
在本发明实施例中，可以首先计算同一像素分布区间的最大像素值与最小像素值的差，将计算所得最大像素值与最小像素值的差加1作为与像素分布区间对应的待处理像素数量。例如，可以通过公式：SA＝A2-A1+1计算待处理像素数量。其中SA为待处理像素数量，A2表示同一像素分布区间的最大像素值，A1表示同一像素分布区间的最小像素值。进一步将256与基准像素值和该待处理像素数量的和值的差值作为与像素分布区间对应的梯度扩展像素数量，例如，可以根据公式：SR＝256-(a+SA)计算梯度扩展像素数量，其中，a为基准像素值，SR为梯度扩展像素数量。从而可以根据该梯度扩展像素数量计算与像素分布区间对应的对比度梯度扩展数值，为了保证对比度增强处理有意义梯度扩展像素数量为大于一的正整数。
在本发明的一个可选实施例中，根据梯度扩展像素数量计算对比度梯度扩展数值，可以包括：根据预设对比度梯度扩展数值确定梯度等差数列；计算梯度等差数列的数列和值；根据数列和值和梯度扩展像素数量确定目标数列和值；根据目标数列和值计算预设对比度梯度扩展数值的取值；将预设对比度梯度扩展数值的取值确定为对比度梯度扩展数值。
其中，预设对比度梯度扩展数值可以是预先设定的一个未知数。梯度等差数列可以是公差为1，且末项为预设对比度梯度扩展数值的数列。数列和值可以是梯度等差数列中各项的求和数值。目标数列和值可以是小于梯度扩展像素数量的最大数列和值。
在本发明实施例中，可以首先假设一个未知数作为预设对比度梯度扩展数值，进一步构造一个末项为预设对比度梯度扩展数值的梯度等差数列。可选的，该未知数可以为正整数。在梯度等差数列确定之后，可以根据等差数列求和公式计算梯度等差数列的数列和值，从而可以进一步确定小于梯度扩展像素数量的最大数列和值也即目标数列和值，将最大数列和值代入等差数列求和公式求解预设对比度梯度扩展数值，将求解得到的预设对比度梯度扩展数值作为对比度梯度扩展数值，例如，可以通过公式：
Figure BDA0003034969480000061
确定对比度梯度扩展数值，其中，SN为目标数列和值，n为对比度梯度扩展数值。
S240、根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
在本发明的一个可选实施例中，根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，可以包括：在确定当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值小于或等于对比度梯度扩展数值的情况下，根据当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值确定梯度扩展参数数量；根据对比度梯度扩展数值与梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；根据各梯度扩展参数的和值与基准像素值确定当前像素值的替换像素值；在确定当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值大于对比度梯度扩展数值的情况下，根据对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；计算当前像素值与第一边界像素值和对比度梯度扩展数值的基准差值；根据基准像素值、预设等差数列和值以及基准差值确定当前像素值的替换像素值。
其中，当前待处理像素可以是需要进行对比度增强处理的当前像素。当前像素值可以是当前待处理像素的像素值。第一边界像素值可以是像素分布区间的最小像素值，不同的像素分布区间的第一边界像素值不同。梯度扩展参数数量可以是与当前待处理像素以及目标数列和值对应的，梯度等差数列中的数值的数量。梯度扩展参数可以是与目标数列和值对应的梯度等差数列中的，且与当前待处理像素对应的梯度扩展参数数量的数值。替换像素值可以是用于替换当前待处理像素的像素值，采用替换像素值替换当前待处理像素即对当前待处理像素实现了对比度增强处理。预设等差数列和值可以是预设等差数列求和的结果。其中，基准差值可以是当前像素值与第一边界像素值和对比度梯度扩展数值和值的差值。
在本发明实施例中，当待处理像素区域随像素值增大像素密度成下降趋势时，如果当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值小于或等于对比度梯度扩展数值，则可以将当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值作为梯度扩展参数数量。进一步将与目标数列和值对应的，梯度等差数列从末项开始依次选取梯度扩展参数数量的梯度扩展参数。例如，当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值为2，则梯度扩展参数数量为2。将与目标数列和值对应的梯度等差数列的末项，以及末项的前一项作为梯度扩展参数，以进一步计算各梯度扩展参数的和值，从而通过各梯度扩展参数的和值以及基准像素值计算当前像素值的替换像素值。例如，通过公式X＝a+SJ计算替换像素值，其中X为替换像素值，a为基准像素值，SJ为各梯度扩展参数的和值。在本发明实施例中，当待处理像素区域随像素值增大像素密度成下降趋势时，如果属于同一像素分布区间的当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值大于对比度梯度扩展数值，则可以根据对比度梯度扩展数值以及等差数列求和公式计算预设等差数列和值，进一步计算第一边界像素值和对比度梯度扩展数值的和值，从而可以计算当前像素值与该和值的差值，也即基准差值。最终可以根据基准像素值、预设等差数列和值以及基准差值计算当前像素值的替换像素值。
在本发明的一个可选实施例中，根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，可以包括：在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值大于对比度梯度扩展数值的情况下，根据对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；计算当前像素值和对比度梯度扩展数值与第二边界像素值的目标基准差值；根据基准像素值、预设等差数列和值以及目标基准差值确定当前像素值的替换像素值；在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值小于或等于对比度梯度扩展数值的情况下，根据第二边界像素值与当前待处理像素的当前像素值的差值确定梯度扩展参数数量；根据对比度梯度扩展数值与梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；根据各梯度扩展参数的和值与基准像素值确定当前像素值的替换像素值。
其中，第二边界像素值可以是同一像素分布区间的边界像素值中的最大像素值。目标基准差值可以是当前像素值和对比度梯度扩展数值的和值与第二边界像素值的差。例如，通过公式b＝x+n-A2计算目标基准差值，其中，x为当前待处理像素的当前像素值，n为对比度梯度扩展数值，A2为第二边界像素值。
在本发明实施例中，当待处理像素区域随像素值增大像素密度成上升趋势时，如果当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值大于对比度梯度扩展数值，则根据对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值，并进一步计算当前像素值和对比度梯度扩展数值与第二边界像素值的目标基准差值，可以将基准像素值与预设等差数列和值做减法处理，并将减法处理结果与目标基准差值的和值作为当前像素值的替换像素值。如果当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值小于或等于对比度梯度扩展数值，则根据第二边界像素值与当前待处理像素的当前像素值的差值作为梯度扩展参数数量，从而可以根据对比度梯度扩展数值与梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数，例如，当第二边界像素值与前待处理像素的像素值的差值为2，则梯度扩展参数数量为2。将与目标数列和值对应的梯度等差数列的末项，以及末项的前一项作为梯度扩展参数，以进一步计算各梯度扩展参数的和值，从而进一步将基准像素值与各梯度扩展参数的和值的差作为当前像素值的替换像素值。例如，通过公式X＝a-SJ计算替换像素值，其中X为替换像素值，a为基准像素值，SJ为各梯度扩展参数的和值。
在本发明的一个可选实施例中，根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，可以包括：基于如下公式对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure BDA0003034969480000081
其中，X表示替换像素值，x表示当前像素值，A1表示第一边界像素值，n表示对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，A2表示当前待处理像素区域的最大像素值也即第二边界像素值，a表示基准像素值。
具体的，假设A1为10，A2为50，a为0。本发明实施例对A1、A2以及a的具体数值不做限定。根据上述已知数值可以计算出待处理像素数量为41，梯度扩展像素数量为215，进一步计算小于215的最大等差数列(公差为1)和值，可知当末项为20时的等差数列和值为小于215的最大值，也即n为20，SN为210。当x为11时，将上述求得的数值代入公式
Figure BDA0003034969480000091
可得到X＝a+n＝20；当x为12时，X＝a+2n-1＝39；当x为13时，X＝a+3n-3＝57；由此可见，当A1≤x≤A1+n时，替换像素值相邻两项的像素值差值大于1，也即经过对比度加强处理的待处理像素区域的对比度要优于待处理像素值区域原来的对比度(待处理像素值区域原来的对比度为1)。当x为30时X＝a+210；当x＝31时，X＝210+31-10-20＝211，当x＝32时，X＝210+32-10-20＝212；当x＝33时，X＝210+33-10-20＝213。由此可见，当A1+n<x≤A2时，替换像素值相邻两项的像素值差值与待处理像素值区域原来的像素差值相同，但替换像素值与原像素值差值很大，也即大于A1+n的像素值扩展到更大的像素范围，可以使得经过对比度增强处理的图像层次分明。将如图4所示的待处理图像根据上述公式对待处理像素区域进行对比度增强处理，最终对比度效果可以参见图5。
在本发明的一个可选实施例中，根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，可以包括：
基于如下公式对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure BDA0003034969480000092
其中，X表示替换像素值，x表示当前像素值，A1表示第一边界像素值，n表示对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，a表示基准像素值，A2表示第二边界像素值。
具体的，假设A1为10，A2为50，a为255。本发明实施例对A1、A2以及a的具体数值不做限定。根据上述已知数值可以计算得到待处理像素数量为41，梯度扩展像素数量为215，进一步计算小于215的最大等差数列(公差为1)和值，可知当末项为20时的等差数列和值为小于215的最大值，也即n为20，SN为210。当x为11时，将上述求得的数值代入公式255-[SN-(x-A1-n)]，可得到X＝26；当x为12时，X＝27；当x为30时X＝45；当x＝31时，X＝46；x＝32时，X＝48；当x＝33时，X＝51。由此可见，当A2-n≤x≤A2时，替换像素值相邻两项的像素值差值大于1，也即经过对比度加强处理的待处理像素区域的对比度要优于待处理像素值区域原来的对比度(待处理像素值区域原来的对比度为1)。在另一区间(A1≤x<A2-n)，替换像素值相邻两项的像素值差值与待处理像素值区域原来的像素差值相同，但是根据上述公式对待处理图像进行对比度增强处理可以使得经过对比度增强处理的不同区间的图像层次分明。
S250、根据待处理像素区域确定待处理图像的剩余像素区域。
其中，剩余像素区域可以是待处理图像中除待处理像素区域外的其他像素区域。
相应的，在确定待处理图像的待处理像素区域后，可以将待处理图像中除待处理像素区域外的其他像素区域作为剩余像素区域。假设待处理图像的像素范围为0至255，待处理像素区域的边界像素值的最小像素值为10，最大像素值为50，则剩余像素区域对应的像素区间为[0,39]以及[51，255]。
S260、将剩余像素区域中各像素的像素值替换为预设像素值。
其中，预设像素值可以是预先设定的，像素值取值范围内的一个正整数。
在本发明实施例中，在确定剩余像素区域后，可以将剩余像素区域中各像素的像素值替换为像素值取值范围内的某一正整数，如255。这样设置的好处是可以增强待处理像素区域与剩余像素区域的对比度。
本发明实施例将剩余图像区域的像素值设置为预设像素值，可以更好与完成对比度增强处理的待处理像素区域形成对比，以便于提取待处理像素区域的有效信息。
图6是本发明实施例二提供的一种图像处理方法的流程图，以低亮度高密度的像素区域为例，对图像处理方法进行说明。其中，该低亮度高密度的像素区域的完整像素分布如图7所示，待处理像素区域为A。如图6所示，将低亮度高密度的像素区域A作为待处理像素区域，并将除待处理像素区域外的剩余像素区域的各像素值替换为预设像素值，进一步确定待处理像素区域的边界像素值。以根据边界像素值计算待处理像素数量，从而可以根据待处理像素数量计算梯度扩展像素数量，以进一步根据梯度扩展数量计算对比梯度扩展数值。在得到对比梯度扩展数值之后，可以根据对比梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。对比度增强处理的具体过程为：首先判断当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值是否大于对比度梯度扩展数值，如果当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值大于对比度梯度扩展数值，则根据公式一设置替换像素值，公式一为SN+(x-A1-n)。否则，公式二设置替换像素值，公式二为
Figure BDA0003034969480000101
本实施例的技术方案，通过对获取的待处理图像的待处理像素区域确定与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值，从而根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。由于待处理像素区域可以是低对比度的高密度像素区域，因此本技术方案可以提升待处理图像中高密度像素区域的对比度，使得经过对比度增强处理后的待处理图像的待处理像素区域层次分明。此外，当待处理像素区域不同时，计算得到的对比度梯度扩展数值也不同，也即同一待处理图像的不同待处理像素区域经过对比度增强处理后的对比度也不同。因此本技术方案的同一待处理图像的多个待处理像素区域的对比度增强效果不同，解决了现有技术不能针对目标区域提升对比度或针对目标区域提升对比度后效果较差等问题，达到了提高图像中部分区域的对比度的效果。
需要说明的是，以上各实施例中各技术特征之间的任意排列组合也属于本发明的保护范围。
实施例三
图8是本发明实施例三提供的一种图像处理装置的示意图，如图8所示，所述装置包括：待处理像素区域确定模块310、对比度梯度扩展数值确定模块320以及对比度增强处理模块330，其中：
待处理像素区域模块310，用于确定待处理图像的待处理像素区域；其中，待处理像素区域为低对比度像素区域。
对比度梯度扩展数值确定模块320，用于确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值。
对比度增强处理模块330，用于根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
本实施例的技术方案，通过对获取的待处理图像的待处理像素区域确定与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值，从而根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。由于待处理像素区域可以是低对比度的高密度像素区域，因此本技术方案可以提升待处理图像中高密度像素区域的对比度，使得经过对比度增强处理后的待处理图像的待处理像素区域层次分明。此外，当待处理像素区域不同时，计算得到的对比度梯度扩展数值也不同，也即同一待处理图像的不同待处理像素区域经过对比度增强处理后的对比度也不同。因此本技术方案的同一待处理图像的多个待处理像素区域的对比度增强效果不同，解决了现有技术不能针对目标区域提升对比度或针对目标区域提升对比度后效果较差等问题，达到了提高图像中部分区域的对比度的效果。
可选的，待处理像素区域确定模块310，具体用于确定所述待处理图像中各图像像素对应的像素分布区间；将所述像素分布区间中像素密度大于或等于设定像素密度阈值的区域确定为所述待处理像素区域。
可选的，对比度梯度扩展数值确定模块320，具体用于：获取所述待处理像素区域的边界像素值；根据所述边界像素值确定所述对比度梯度扩展数值。
可选的，对比度梯度扩展数值确定模块320，具体用于：根据所述边界像素值计算所述待处理像素区域的待处理像素数量；根据所述待处理像素数量计算梯度扩展像素数量；根据所述梯度扩展像素数量计算所述对比度梯度扩展数值。
可选的，对比度梯度扩展数值确定模块320，具体用于：根据预设对比度梯度扩展数值确定梯度等差数列；计算所述梯度等差数列的数列和值；根据所述数列和值和所述梯度扩展像素数量确定目标数列和值；根据所述目标数列和值计算所述预设对比度梯度扩展数值的取值；将所述预设对比度梯度扩展数值的取值确定为所述对比度梯度扩展数值。
可选的，对比度增强处理模块330，具体用于在确定当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值小于或等于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值确定梯度扩展参数数量；根据所述对比度梯度扩展数值与所述梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；根据各所述梯度扩展参数的和值与基准像素值确定所述当前像素值的替换像素值。在确定当前待处理像素的像素值与第一边界像素值的差值大于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；计算所述当前像素值与所述第一边界像素值和所述对比度梯度扩展数值的基准差值；根据所述基准像素值、预设等差数列和值以及所述基准差值确定所述当前像素值的替换像素值。
可选的，对比度增强处理模块330，具体用于在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值大于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；计算所述当前像素值和所述对比度梯度扩展数值与所述第二边界像素值的目标基准差值；根据所述基准像素值、所述预设等差数列和值以及所述目标基准差值确定所述当前像素值的替换像素值；在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值小于或等于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述第二边界像素值与当前待处理像素的当前像素值的差值确定梯度扩展参数数量；根据所述对比度梯度扩展数值与所述梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；根据各所述梯度扩展参数的和值与基准像素值确定所述当前像素值的替换像素值。
可选的，对比度增强处理模块330，具体用于基于如下公式对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure BDA0003034969480000131
其中，X表示所述替换像素值，x表示当前像素值，A1表示所述第一边界像素值，n表示所述对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，A2表示第二边界像素值，a表示基准像素值。
可选的，对比度增强处理模块330，具体用于基于如下公式对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure BDA0003034969480000132
其中，X表示所述替换像素值，x表示当前像素值，A1表示所述第一边界像素值，n表示所述对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，A2表示第二边界像素值，a表示基准像素值。
可选的，图像处理装置，还包括剩余像素处理模块，用于根据所述待处理像素区域确定所述待处理图像的剩余像素区域；将所述剩余像素区域中各像素的像素值替换为预设像素值。
上述图像处理装置可执行本发明任意实施例所提供的图像处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的图像处理方法。
由于上述所介绍的图像处理装置为可以执行本发明实施例中的图像处理方法的装置，故而基于本发明实施例中所介绍的图像处理方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的图像处理装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该图像处理装置如何实现本发明实施例中的图像处理方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中图像处理方法所采用的装置，都属于本申请所欲保护的范围。
实施例四
图9为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。图9示出了适于用来实现本发明实施方式的电子设备412的框图。图9显示的电子设备412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，电子设备412以通用计算设备的形式表现。电子设备412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器416，存储装置428，连接不同系统组件(包括存储装置428和处理器416)的总线418。
总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线，微通道体系结构(MicroChannel Architecture，MCA)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
电子设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储装置428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)430和/或高速缓存存储器432。电子设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图9未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图9中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(Compact Disc-ReadOnly Memory，CD-ROM)、数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储装置428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块426的程序436，可以存储在例如存储装置428中，这样的程序模块426包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块426通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向设备、摄像头、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备412交互的设备通信，和/或与使得该电子设备412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output，I/O)接口422进行。并且，电子设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork，LAN)，广域网Wide Area Network，WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器420通过总线418与电子设备412的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of IndependentDisks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器416通过运行存储在存储装置428中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明上述实施例所提供的图像处理方法：确定待处理图像的待处理像素区域；其中，待处理像素区域为低对比度像素区域；确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
本实施例的技术方案，通过对获取的待处理图像的待处理像素区域确定与待处理像素区域对应的对比度梯度扩展数值，从而根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。由于待处理像素区域可以是低对比度的高密度像素区域，因此本技术方案可以提升待处理图像中高密度像素区域的对比度，使得经过对比度增强处理后的待处理图像的待处理像素区域层次分明。此外，当待处理像素区域不同时，计算得到的对比度梯度扩展数值也不同，也即同一待处理图像的不同待处理像素区域经过对比度增强处理后的对比度也不同。因此本技术方案的同一待处理图像的多个待处理像素区域的对比度增强效果不同，解决了现有技术不能针对目标区域提升对比度或针对目标区域提升对比度后效果较差等问题，达到了提高图像中部分区域的对比度的效果。
实施例五
本发明实施例五还提供一种存储计算机程序的计算机存储介质，所述计算机程序在由计算机处理器执行时用于执行本发明上述实施例任一所述的图像处理方法：确定待处理图像的待处理像素区域；其中，待处理像素区域为低对比度像素区域；确定待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；根据对比度梯度扩展数值对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器((Erasable Programmable Read OnlyMemory，EPROM)或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、射频(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
确定待处理图像的待处理像素区域；其中，所述待处理像素区域为低对比度像素区域；
确定所述待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；
根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定待处理图像的待处理像素区域，包括：
确定所述待处理图像中各图像像素对应的像素分布区间；
将所述像素分布区间中像素密度大于或等于设定像素密度阈值的区域确定为所述待处理像素区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述待处理像素区域的对比度梯度扩展数值，包括：
获取所述待处理像素区域的边界像素值；
根据所述边界像素值确定所述对比度梯度扩展数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述边界像素值确定所述对比度梯度扩展数值，包括：
根据所述边界像素值计算所述待处理像素区域的待处理像素数量；
根据所述待处理像素数量以及基准像素值计算梯度扩展像素数量；
根据所述梯度扩展像素数量计算所述对比度梯度扩展数值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述梯度扩展像素数量计算所述对比度梯度扩展数值，包括：
根据预设对比度梯度扩展数值确定梯度等差数列；
计算所述梯度等差数列的数列和值；
根据所述数列和值和所述梯度扩展像素数量确定目标数列和值；
根据所述目标数列和值计算所述预设对比度梯度扩展数值的取值；
将所述预设对比度梯度扩展数值的取值确定为所述对比度梯度扩展数值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，包括：
在确定当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值小于或等于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值确定梯度扩展参数数量；
根据所述对比度梯度扩展数值与所述梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；
根据各所述梯度扩展参数的和值与基准像素值确定所述当前像素值的替换像素值；
在确定当前待处理像素的当前像素值与第一边界像素值的差值大于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；
计算所述当前像素值与所述第一边界像素值和所述对比度梯度扩展数值的基准差值；
根据所述基准像素值、所述预设等差数列和值以及所述基准差值确定所述当前像素值的替换像素值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，包括：
在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值大于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述对比度梯度扩展数值计算预设等差数列和值；
计算所述当前像素值和所述对比度梯度扩展数值与所述第二边界像素值的目标基准差值；
根据基准像素值、所述预设等差数列和值以及所述目标基准差值确定所述当前像素值的替换像素值；
在确定当前待处理像素的当前像素值与第二边界像素值的差值小于或等于所述对比度梯度扩展数值的情况下，根据所述第二边界像素值与当前待处理像素的当前像素值的差值确定梯度扩展参数数量；
根据所述对比度梯度扩展数值与所述梯度扩展参数数量确定各梯度扩展参数；
根据各所述梯度扩展参数的和值与所述基准像素值确定所述当前像素值的替换像素值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，包括：
基于如下公式对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure FDA0003034969470000021
其中，X表示所述替换像素值，x表示当前像素值，A1表示所述第一边界像素值，n表示所述对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，A2表示第二边界像素值，a表示基准像素值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理，包括：
基于如下公式对待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理：
Figure FDA0003034969470000031
其中，X表示所述替换像素值，x表示当前像素值，A1表示所述第一边界像素值，n表示所述对比度梯度扩展数值，SN表示目标数列和值，A2表示第二边界像素值，a表示基准像素值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述待处理像素区域确定所述待处理图像的剩余像素区域；
将所述剩余像素区域中各像素的像素值替换为预设像素值。
11.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
待处理像素区域确定模块，确定待处理图像的待处理像素区域；
对比度梯度扩展数值确定模块，确定所述待处理像素区域的对比度梯度扩展数值；
对比度增强处理模块，用于根据所述对比度梯度扩展数值对所述待处理像素区域的待处理像素进行对比度增强处理。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-10中任一所述的图像处理方法。
13.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一所述的图像处理方法。
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