CN117455782A - 图像增强方法、图像增强装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种图像增强方法、图像增强装置以及存储介质，图像增强方法包括：获取原始图像；生成原始图像的灰度图，得到第一灰度图；基于第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图；基于第一灰度图的像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重；基于融合权重，融合第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图，得到第四灰度图；基于第四灰度图和原始图像，得到原始图像的增强图像。通过本公开对权重计算方法的改进，能够在提升暗区和亮区对比度的同时，不会降低图像的整体对比度，提升图像增强的效果。

Description

图像增强方法、图像增强装置及存储介质

技术领域

本公开涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像增强方法、图像增强装置及存储介质。

背景技术

随着电子设备技术的发展和改进，数字图像处理普遍应用到了各行各业中，并且在各个领域中占据重要位置。高质量的图像能够传达出大量的信息，通过增强对比度的方法可以提高图像的质量，让观测者更容易获取图像信息，因此图像对比度增强技术一直是重点研究的对象。

相关技术中，采用曝光融合、直方图均衡、曲线映射等方法来进行图像对比度增强，基于曝光融合的方法通过生成亮帧和暗帧的方式，产生多帧输入，并通过曝光融合的算法将多帧图像融合，生成一张对比度更好的图像。但是这样融合出来的图像整体的对比度会下降的很明显。直方图均衡方法和曲线映射的方法能够提升图像的整体对比度，但是对暗区和亮区的对比度不能做到全部提升，很多情况下还会降低某些块内的局部对比度，产生块效应。

有鉴于此，提供一种行之有效的图像增强方法势在必行。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种图像增强方法、图像增强装置及存储介质，用于解决图像整体对比度增强问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种图像增强方法，包括：获取原始图像；生成所述原始图像的灰度图，得到第一灰度图；基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，所述第二灰度图的亮度低于所述第一灰度图的亮度，所述第三灰度图的亮度高于所述第一灰度图的亮度；基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重；基于所述融合权重，融合所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图，得到第四灰度图；基于所述第四灰度图和所述原始图像，得到所述原始图像的增强图像。

在一种实施方式中，所述基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重，包括：基于所述第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，所述第二像素灰度大于所述第一像素灰度；基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

在一种实施方式中，所述基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重，包括：确定所述第一灰度图中像素灰度小于或等于所述第一像素灰度的第一像素，将所述第一像素的融合权重以及所述第二灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零，并将所述第三灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为全权重；确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第一像素灰度并小于或等于所述第二像素灰度的第二像素，并将所述第二像素的权重确定为全权重，将所述第二灰度图和所述第三灰度图中像素位置与所述第二像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零；确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第二像素灰度的第三像素，并基于最佳曝光值的高斯函数分别确定所述第三像素，以及所述第二灰度图以及所述第三灰度图中像素位置与所述第三像素的像素位置相同的像素的融合权重。

在一种实施方式中，所述基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，包括：基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图；基于第二伽马变换参数值，对所述第二灰度图进行伽马变换，得到第三灰度图；所述第一伽马变换参数值大于第一阈值，所述第二伽马变换参数值小于所述第一阈值。

在一种实施方式中，所述基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图，包括：对所述第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像；基于所述第一图像与所述第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像；融合所述第二图像和所述第三图像，得到第二灰度图。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种图像增强装置，包括：获取单元，用于获取原始图像；处理单元，用于生成所述原始图像的灰度图，得到第一灰度图；并基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，所述第二灰度图的亮度低于所述第一灰度图的亮度，所述第三灰度图的亮度高于所述第一灰度图的亮度；确定单元，用于基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重；所述处理单元还用于基于所述融合权重，融合所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图，得到第四灰度图；基于所述第四灰度图和所述原始图像，得到所述原始图像的增强图像。

在一种实施方式中，所述确定单元采用如下方式基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：基于所述第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，所述第二像素灰度大于所述第一像素灰度；基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

在一种实施方式中，所述确定单元采用如下方式基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：确定所述第一灰度图中像素灰度小于或等于所述第一像素灰度的第一像素，将所述第一像素的融合权重以及所述第二灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零，并将所述第三灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为全权重；确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第一像素灰度并小于或等于所述第二像素灰度的第二像素，并将所述第二像素的权重确定为全权重，将所述第二灰度图和所述第三灰度图中像素位置与所述第二像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零；确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第二像素灰度的第三像素，并基于最佳曝光值的高斯函数分别确定所述第三像素，以及所述第二灰度图以及所述第三灰度图中像素位置与所述第三像素的像素位置相同的像素的融合权重。

在一种实施方式中，所述处理单元采用如下方式基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图：基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图；基于第二伽马变换参数值，对所述第二灰度图进行伽马变换，得到第三灰度图；所述第一伽马变换参数值大于第一阈值，所述第二伽马变换参数值小于所述第一阈值。

在一种实施方式中，所述处理单元采用如下方式基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图：对所述第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像；基于所述第一图像与所述第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像；融合所述第二图像和所述第三图像，得到第二灰度图。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种图像增强装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为：执行第一方面或第一方面任意一种实施方式中所述的图像增强的方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行第一方面或者第一方面任意一种实施方式中所述的图像增强的方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：基于原始图像生成的第一灰度图的像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。第二灰度图的亮度低于第一灰度图的亮度，第三灰度图的亮度高于第一灰度图的亮度，故基于融合权重，融合第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图，得到的第四灰度图，能够提升暗区和亮区对比度的同时，不会降低图像的整体对比度，能够提升图像增强的效果，提高用户体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的示例图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种图像增强装置的框图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种图像增强装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。

随着电子设备技术的发展和改进，数字图像处理普遍应用到了各行各业中，并且在各个领域中占据重要位置。由于受到现有图像采集设备的硬件水平的限制，图像采集设备所能采集到的质量远远小于真实场景。高质量的图像能够传达出大量的信息，通过增强对比度的方法可以提高图像的质量，让观测者更容易获取图像信息，因此图像对比度增强技术一直是重点研究的对象。

相关技术中，采用曝光融合、直方图均衡、曲线映射等方法来进行图像对比度增强，基于曝光融合的方法通过生成亮帧和暗帧的方式，产生多帧输入，通过曝光融合的算法将多帧图像融合，生成一张对比度更好的图像。但是传统的曝光融合算法在计算权重的过程中，会向亮度中间值靠近，这样融合出来的图像直方图会比较集中，虽然原始图像的暗区和亮区的对比度都有所增强，但是图像整体的对比度会下降的很明显。直方图均衡方法分为全局直方图均衡和局部直方图均衡。使用全局直方图均衡方法能够提升图像的整体对比度，但是对暗区和亮区的对比度不能做到全部提升；使用局部直方图均衡增强对比度的效果受限于分块的数量，很多情况下不仅不能起到增强作用，反而还会降低某些块内的局部对比度，并且局部直方图均衡会产生块效应。曲线映射的方法也分为全局和局部的方式，其作用和直方图均衡类似，存在的问题也是一样的。

有鉴于此，本公开实施例提供一种图像增强方法，在该方法中基于原始图像的灰度图像作为参考图像，分别确定亮图和暗图，并基于原始图像的灰度图像的像素灰度，确定融合权重，进而在提升暗区和亮区对比度的同时，保证图像的整体对比度。

图1是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图，如图1所示，图像增强的方法包括以下步骤。

在步骤S11中，获取原始图像。

在本公开实施例中，终端获取到原始图像，由于图像采集设备的硬件水平的限制，图像的质量较低，亮部的信息因曝光较强而不够清晰。

通常，原始图像亮度低，细节不清楚，故，需要进行图像增强处理，生成一张对比度更好的图像。

在步骤S12中，生成原始图像的灰度图，得到第一灰度图。

在本公开实施例中，原始图像由红色、绿色、蓝色三个通道组成，终端将获取到的原始图像进行处理，用不同的灰度色阶来表示红色、绿色、蓝色在图像中的比重，生成原始图像的灰度图，后续称为第一灰度图。其中，将图像转换成灰度图可以减少后续处理图像时的计算量。

在步骤S13中，基于第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，第二灰度图的亮度低于第一灰度图的亮度，第三灰度图的亮度高于第一灰度图的亮度。

在本公开实施例中，第一灰度图可以作为参考图像，通过降低第一灰度图的亮度，得到一副较暗的灰度图，后续称为第二灰度图。由于第二灰度图较暗，可以降低原始图像中因曝光较强而不清晰部分的亮度。本公开实施例中可以从第二灰度图中提取亮部信息。

在本公开实施例中，通过提高第一灰度图的亮度，得到一副较亮的灰度图，后续称为第三灰度图。由于第三灰度图较亮，可以提高原始图像中因亮度过暗而看不清细节的部分的亮度。本公开实施例中，可以从第三灰度图中提取暗部信息。

在步骤S14中，基于第一灰度图的像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

在本公开实施例中，第二灰度图的亮部细节多，可通过增加亮部位置像素的权重来提取亮部信息。第三灰度图的暗部细节多，可通过增加暗部位置像素的权重来提取暗部信息。第一灰度图的灰度阈值中间部分对应的像素细节清楚，可通过增加灰度值中间位置的像素的权重来提取图像信息。终端基于第一灰度图的像素灰度，设定灰度阈值，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重，得到高质量图像。

在本公开实施例中，需要对第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图的融合权重进行归一化处理，来保证同一位置的像素，在第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图的融合权重之和相加为1。通过归一化处理，可以使融合后的图像明暗过度得更加自然，得到质量更高的图像。

在步骤S15中，基于融合权重，融合第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图，得到第四灰度图。

在本公开实施例中，相同位置的像素在第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图的融合权重有所不同，基于融合权重，计算出每个像素融合后的灰度值，得到一副对比度增强的灰度图，后续称为第四灰度图。

在本公开实施例一种实施方式中，基于第一灰度图中每个像素的融合权重获得第一权重图。基于第二灰度图中每个像素的融合权重获得第二权重图。基于第三灰度图中每个像素的融合权重获得第三权重图。对第一权重图构建高斯金字塔，得到第一高斯金字塔。对第二权重图构建高斯金字塔，得到第二高斯金字塔。对第三权重图构建高斯金字塔，得到第三高斯金字塔。对第一灰度图构建拉普拉斯金字塔，得到第一拉普拉斯金字塔。对第二灰度图构建拉普拉斯金字塔，得到第二拉普拉斯金字塔。对第三灰度图构建拉普拉斯金字塔，得到第三拉普拉斯金字塔。采用分层加权融合的方式生成融合金字塔，根据每一层的第一高斯金字塔获取第一拉普拉斯金字塔中对应层的权重，根据每一层的第二高斯金字塔获取第二拉普拉斯金字塔中对应层的权重，根据每一层的第三高斯金字塔获取第三拉普拉斯金字塔中对应层的权重，由此得到一个融合金字塔。将融合金字塔塌缩，得到第四灰度图。

根据本公开实施例，通过高斯金字塔和拉普拉斯金字塔进行处理，可以多尺度的融合图像，得到更多图像的细节部分，提高图像的质量。

在步骤S16中，基于第四灰度图和原始图像，得到原始图像的增强图像。

在本公开实施例中，第四灰度图为对比度增强的灰度图，将第四灰度图每个像素的灰度值转换为红色、绿色、蓝色三个通道的像素值，进而得到原始图像的增强图像。

在本公开实施例中，求得第四灰度图和第一灰度图相同位置的像素灰度值的比值，生成比例图，比例图中包含每个像素的灰度值变化，将比例图作用于原始图像的每个像素的红色、绿色、蓝色三个分量产生最终的彩色增强图像。例如，比例图中一个像素对应的值为2，则在原始图像的相同像素位置下，将该像素的红色通道值×2，绿色通道值×2，蓝色通道值×2，得到原始图像的增强图像。

根据本公开实施例，通过第一灰度图的像素灰度来确定融合权重，融合第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图，得到第四灰度图，再根据第四灰度图和原始图像，得到增强图像，图像的暗区和亮区的对比度得到了增强的同时，不会明显降低整体对比度，实现图像增强的效果。在计算权重的过程中，只考虑了亮度的因素，因此可以节约图像处理的时间。

本公开实施例以下将对确定融合权重的过程进行说明。

图2是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图，如图2所示，图像增强方法包括以下步骤。

在步骤S21中，基于第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，第二像素灰度大于第一像素灰度。

在本公开实施例中，根据第一灰度图的像素灰度，设置两个灰度阈值，后续称为第一像素灰度和第二像素灰度。其中第二像素灰度大于第一像素灰度。第一灰度图的像素灰度在第一像素灰度和第二像素灰度之间的像素记为是对比度合适的像素，灰度小于第一像素灰度的像素记为对比度低的暗区像素，灰度大于第二像素灰度的像素记为对比度低的亮区像素。

在步骤S22中，基于第一像素灰度和第二像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

在本公开实施例中，用户可以在终端调整第一像素灰度和第二像素灰度的值，来个性化设置图像增强的效果。其中，第一像素灰度和第二像素灰度值相差越小，图像对比度越弱。第一像素灰度和第二像素灰度值相差越大，图像对比度越强。

根据本公开实施例，基于第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，进而确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。图像的暗区和亮区的对比度得到了增强的同时，不会明显降低整体对比度，实现图像增强的效果。

在本公开实施例一种实施方式中，基于第一灰度图中的像素灰度，设置第一像素灰度和第二像素灰度。根据第一像素灰度和第二像素灰度，分别计算第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图中每个像素对应的融合权重。在第一灰度图中，像素灰度小于或等于第一像素灰度的像素点所对应位置称为第一像素。将第一灰度图中的第一像素的权重设置为0。将第一像素匹配到第二灰度图中，并设置第二灰度图中该位置的像素点权重为0。将第一像素匹配到第三灰度图中，并设置第三灰度图中该位置的像素点权重为1。

在第一灰度图中，像素灰度大于第一像素灰度并且小于或等于第二像素灰度的像素点所对应位置称为第二像素。将第一灰度图中的第二像素的权重设置为1。将第二像素匹配到第二灰度图中，并设置第二灰度图中该位置的像素点权重为0。将第二像素匹配到第三灰度图中，并设置第三灰度图中该位置的像素点权重为0。

在第一灰度图中，像素灰度大于第二像素灰度的像素点所对应位置称为第三像素。基于最佳曝光值的高斯函数来计算第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图在第三像素的权重。计算公式如下：

其中，weight代表像素点的权重，x代表像素点的像素值，sigma为终端预设的常量，exp代表以自然常数e为底的指数函数。

根据本公开实施例，基于第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，进而确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的权重，可以在增强图像暗区和亮区对比度的同时不明显降低整体对比度。用户可以通过调节第一像素灰度和第二像素灰度，灵活控制图像的对比度增强效果。计算权重的过程中只考虑亮度因素，节约了计算权重时间，提高图像处理的效率。

在本公开实施例中，对第一灰度图进行伽马变换，可以调整第一灰度图的亮度，进而得到第二灰度图和第三灰度图。终端配置第一伽马变换参数值，对第一灰度图进行伽马变换后，得到暗图，即第二灰度图。终端配置第二伽马变换参数值，对第一灰度图进行伽马变换后，得到亮图，即第三灰度图。其中，第一伽马变换参数值大于第一阈值，第二伽马变换参数值小于第一阈值，一般情况下，第一阈值设置为1。

根据本公开实施例，对第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图和第三灰度图，可以丰富第一灰度图的细节，由于第二灰度图较暗，可以降低原始图像中因曝光较强而不清晰的部分的亮度，因此调整后的第二灰度图中的亮部信息较为清楚，可以从中提取亮部信息。第三灰度图较亮，可以提高原始图像中因亮度过暗而看不清细节的部分的亮度，因此调整后的第三灰度图中的暗部信息较为清楚，可以从中提取暗部信息。为后续生成对比度增强的图像提供细节信息。

图3是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的流程图，如图3所示，图像增强方法包括以下步骤。

在步骤S31中，对第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像。

在本公开实施例中，对第一灰度图进行保边滤波处理，保留第一灰度图中的边缘信息，对非边缘部分进行平滑处理，得到边缘信息清晰，非边缘部分模糊的第一图像。

在步骤S32中，基于第一图像与第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像。

在本公开实施例中，将第一灰度图与第一图像做差，保留细节信息。第一灰度图与第一图像的边缘部分相同，均为边缘信息清晰。第一灰度图非边缘部分信息清晰，第一图像非边缘部分信息模糊，因此做差之后，得到非边缘部分的细节信息，后续称为第二图像。基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，降低第一图像的亮度，得到第一图像的暗图，后续称为第三图像。

在步骤S33中，融合第二图像和第三图像，得到第二灰度图。

在本公开实施例中，将第二图像与第三图像融合，可以将细节信息加回到第三图像中，得到细节信息丰富的暗图，即第二灰度图。

根据本公开实施例，对第一灰度图进行保边滤波处理，进而得到细节丰富的第二图像，将第二图像中的细节加在第三图像中，可以得到细节丰富的第二灰度图。避免出现在后续融合过程中使用到第二灰度图的信息时，由于第二灰度图过暗导致图像信息丢失的情况。

本公开实施例以下结合实际应用对上述涉及的图像增强方法进行说明。

图4是根据一示例性实施例示出的一种图像增强方法的示例图，如图4所示，原始图像为RGB彩色图，即由红色、绿色、蓝色三个通道组成，对原始图像进行处理，生成灰度图1。将灰度图1的像素灰度进行处理，得到亮图，即灰度图2，以及暗图，即灰度图0。对灰度图1进行Gamma变换，即伽马变换，当伽马变换参数值小于1时，得到灰度图2。在得到灰度图0的过程中，首先对灰度图1进行保边滤波，得到边缘处清晰、非边缘处模糊的灰度图1_smooth，再将灰度图1与灰度图1_smooth相减，得到细节图。对灰度图1_smooth进行Gamma变换，当伽马变换参数值大于1时，得到非边缘处模糊的暗图，即灰度图0_smooth。最后将细节图与灰度图0_smooth相加，得到细节丰富的暗图，即灰度图0。基于灰度图0构建拉普拉斯金字塔0，基于灰度图1构建拉普拉斯金字塔1，基于灰度图2构建拉普拉斯金字塔2。根据灰度图1设置阈值T1和T2，其中T1代表第一像素灰度，T2代表第二像素灰度，Weight＝exp(-(x-0.5)^2/(2*sigma^2))代表最佳曝光值的高斯函数计算，其中，weight代表像素点的权重，x代表像素点的像素值，sigma为终端预设的常量，exp代表以自然常数e为底的指数函数。基于T1和T2，计算出灰度图0所对应的权重图0，灰度图1所对应的权重图1，灰度图2所对应的权重图2。基于权重图0构建高斯金字塔0，基于权重图1构建高斯金字塔1，基于权重图2构建高斯金字塔2，采用分层加权融合的方式，生成融合的拉普拉斯金字塔。对融合的拉普拉斯金字塔进行塌缩，得到对比度增强的图像，即融合灰度图3。将融合灰度图3和灰度图1各像素点的灰度值比例，作用于原始图像，得到彩色的增强后的结果图。

根据本公开实施例，在增强图像暗区和亮区对比度的同时，不明显降低整体对比度，用户可以通过调节第一像素灰度和第二像素灰度，灵活控制图像的对比度增强效果。计算权重的过程中只考虑亮度因素，节约了计算权重时间，提高图像处理的效率。

基于相同的构思，本公开实施例还提供一种图像增强装置。

可以理解的是，本公开实施例提供的数据源选择装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。结合本公开实施例中所公开的各示例的单元及算法步骤，本公开实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的技术方案的范围。

图5是根据一示例性实施例示出的一种图像增强装置100的框图。参照图5，该装置包括获取单元101，处理单元102和确定单元103。

该获取单元101被配置为获取原始图像。

该处理单元102被配置为生成原始图像的灰度图，得到第一灰度图。并基于第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，第二灰度图的亮度低于第一灰度图的亮度，第三灰度图的亮度高于述第一灰度图的亮度。

该确定单元103被配置为基于第一灰度图的像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

该处理单元102还被配置为基于融合权重，融合第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图，得到第四灰度图。基于第四灰度图和原始图像，得到原始图像的增强图像。

在一种实施方式中，确定单元103采用如下方式基于第一灰度图的像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：基于第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，第二像素灰度大于第一像素灰度。基于第一像素灰度和第二像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

在一种实施方式中，确定单元103采用如下方式基于第一像素灰度和第二像素灰度，确定第一灰度图、第二灰度图和第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：确定第一灰度图中像素灰度小于或等于第一像素灰度的第一像素，将第一像素的融合权重以及第二灰度图中像素位置与第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零，并将第三灰度图中像素位置与第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为全权重。确定第一灰度图中像素灰度大于第一像素灰度并小于或等于第二像素灰度的第二像素，并将第二像素的权重确定为全权重，将第二灰度图和第三灰度图中像素位置与第二像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零。确定第一灰度图中像素灰度大于第二像素灰度的第三像素，并基于最佳曝光值的高斯函数分别确定第三像素，以及第二灰度图以及第三灰度图中像素位置与第三像素的像素位置相同的像素的融合权重。

在一种实施方式中，处理单元102采用如下方式基于第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图：基于第一伽马变换参数值，对第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图。基于第二伽马变换参数值，对第二灰度图进行伽马变换，得到第三灰度图。第一伽马变换参数值大于第一阈值，第二伽马变换参数值小于第一阈值。

在一种实施方式中，处理单元102采用如下方式基于第一伽马变换参数值，对第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图：对第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像。基于第一图像与第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像。融合第二图像和第三图像，得到第二灰度图。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图6是根据一示例性实施例示出的一种图像增强装置200的框图。装置200可以被提供为终端。例如，装置200可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图6，装置200可以包括以下一个或多个组件：处理组件202，存储器204，电力组件206，多媒体组件208，音频组件210，输入/输出(I/O)接口212，传感器组件214，以及通信组件216。

处理组件202通常控制装置200的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件202可以包括一个或多个处理器220来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件202可以包括一个或多个模块，便于处理组件202和其他组件之间的交互。例如，处理组件202可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件208和处理组件202之间的交互。

存储器204被配置为存储各种类型的数据以支持在装置200的操作。这些数据的示例包括用于在装置200上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器204可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件206为装置200的各种组件提供电力。电力组件206可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置200生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件208包括在所述装置200和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件208包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置200处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件210被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件210包括一个麦克风(MIC)，当装置200处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器204或经由通信组件216发送。在一些实施例中，音频组件210还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口212为处理组件202和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件214包括一个或多个传感器，用于为装置200提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件214可以检测到装置200的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置200的显示器和小键盘，传感器组件214还可以检测装置200或装置200一个组件的位置改变，用户与装置200接触的存在或不存在，装置200方位或加速/减速和装置200的温度变化。传感器组件214可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件214还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件214还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件216被配置为便于装置200和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置200可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件216经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件216还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置200可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器204，上述指令可由装置200的处理器220执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。

Claims (12)

1.一种图像增强方法，其特征在于，包括：

获取原始图像；

生成所述原始图像的灰度图，得到第一灰度图；

基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，所述第二灰度图的亮度低于所述第一灰度图的亮度，所述第三灰度图的亮度高于所述第一灰度图的亮度；

基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重；

基于所述融合权重，融合所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图，得到第四灰度图；

基于所述第四灰度图和所述原始图像，得到所述原始图像的增强图像。

2.根据权利要求1所述的图像增强方法，其特征在于，所述基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重，包括：

基于所述第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，所述第二像素灰度大于所述第一像素灰度；

基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重，包括：

确定所述第一灰度图中像素灰度小于或等于所述第一像素灰度的第一像素，将所述第一像素的融合权重以及所述第二灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零，并将所述第三灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为全权重；

确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第一像素灰度并小于或等于所述第二像素灰度的第二像素，并将所述第二像素的权重确定为全权重，将所述第二灰度图和所述第三灰度图中像素位置与所述第二像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零；

确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第二像素灰度的第三像素，并基于最佳曝光值的高斯函数分别确定所述第三像素，以及所述第二灰度图以及所述第三灰度图中像素位置与所述第三像素的像素位置相同的像素的融合权重。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，包括：

基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图；

基于第二伽马变换参数值，对所述第二灰度图进行伽马变换，得到第三灰度图；

所述第一伽马变换参数值大于第一阈值，所述第二伽马变换参数值小于所述第一阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图，包括：

对所述第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像；

基于所述第一图像与所述第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像；

融合所述第二图像和所述第三图像，得到第二灰度图。

6.一种图像增强装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取原始图像；

处理单元，用于生成所述原始图像的灰度图，得到第一灰度图；并基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图，所述第二灰度图的亮度低于所述第一灰度图的亮度，所述第三灰度图的亮度高于所述第一灰度图的亮度；

确定单元，用于基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重；

所述处理单元，还用于基于所述融合权重，融合所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图，得到第四灰度图；基于所述第四灰度图和所述原始图像，得到所述原始图像的增强图像。

7.根据权利要求6所述的图像增强装置，其特征在于，所述确定单元采用如下方式基于所述第一灰度图的像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：

基于所述第一灰度图中的像素灰度，确定第一像素灰度和第二像素灰度，所述第二像素灰度大于所述第一像素灰度；

基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元采用如下方式基于所述第一像素灰度和所述第二像素灰度，确定所述第一灰度图、所述第二灰度图和所述第三灰度图进行融合时所对应的融合权重：

确定所述第一灰度图中像素灰度小于或等于所述第一像素灰度的第一像素，将所述第一像素的融合权重以及所述第二灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零，并将所述第三灰度图中像素位置与所述第一像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为全权重；

确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第一像素灰度并小于或等于所述第二像素灰度的第二像素，并将所述第二像素的权重确定为全权重，将所述第二灰度图和所述第三灰度图中像素位置与所述第二像素的像素位置相同的像素的融合权重确定为零；

确定所述第一灰度图中像素灰度大于所述第二像素灰度的第三像素，并基于最佳曝光值的高斯函数分别确定所述第三像素，以及所述第二灰度图以及所述第三灰度图中像素位置与所述第三像素的像素位置相同的像素的融合权重。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元采用如下方式基于所述第一灰度图，得到第二灰度图和第三灰度图：

基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图；

基于第二伽马变换参数值，对所述第二灰度图进行伽马变换，得到第三灰度图；

所述第一伽马变换参数值大于第一阈值，所述第二伽马变换参数值小于所述第一阈值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理单元采用如下方式基于第一伽马变换参数值，对所述第一灰度图进行伽马变换，得到第二灰度图：

对所述第一灰度图进行保边滤波处理，得到第一图像；

基于所述第一图像与所述第一灰度图之间的差异度，确定第二图像，并基于第一伽马变换参数值，对第一图像进行伽马变换，得到第三图像；

融合所述第二图像和所述第三图像，得到第二灰度图。

11.一种图像增强装置，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：执行权利要求1至5中任一项所述的图像增强方法。

12.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由移动终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行权利要求1至5中任意一项所述的图像增强方法。