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一种基于区域分割的直方图均衡算法

朱家乙 杨宏双 何伟 王伟男 沙怡中 黄晓江 许桢杰

朱家乙, 杨宏双, 何伟, 王伟男, 沙怡中, 黄晓江, 许桢杰. 一种基于区域分割的直方图均衡算法[J]. 红外技术, 2022, 44(6): 587-592.
引用本文: 朱家乙, 杨宏双, 何伟, 王伟男, 沙怡中, 黄晓江, 许桢杰. 一种基于区域分割的直方图均衡算法[J]. 红外技术, 2022, 44(6): 587-592.
ZHU Jiayi, YANG Hongshuang, HE Wei, WANG Weinan, SHA Yizhong, HUANG Xiaojiang, XU Zhenjie. Implementation of a Histogram Equalization Algorithm Based on Image Segmentation[J]. Infrared Technology , 2022, 44(6): 587-592.
Citation: ZHU Jiayi, YANG Hongshuang, HE Wei, WANG Weinan, SHA Yizhong, HUANG Xiaojiang, XU Zhenjie. Implementation of a Histogram Equalization Algorithm Based on Image Segmentation[J]. Infrared Technology , 2022, 44(6): 587-592.

一种基于区域分割的直方图均衡算法

基金项目: 国防型号项目
详细信息
    作者简介:

    朱家乙(1981-),男,正高级工程师,主要从事红外夜视光电探测系统、综合光电侦察系统的总体设计与研究工作。E-mail: 71604858@qq.com

  • 中图分类号: TP391

Implementation of a Histogram Equalization Algorithm Based on Image Segmentation

  • 摘要: 红外原始图像对比度低,动态范围高,而且不同场景信号动态范围不一样,为了得到更好的图像效果,需要对红外图像原始数据进行灰度变换。本文针对全局直方图均衡增强算法的不足,提出了一种基于区域分割的直方图均衡增强方法。通过将图像分割成多个区域,每个区域分别做直方图均衡,然后通过线性插值对图像做像素重构,有效地改善了红外热成像系统的图像质量,对比度和图像细节信息得到很大的增强。该算法易于在FPGA中实现,且取得了较好的效果。
  • 图  1  各种灰度直方图形态分布示意图

    Figure  1.  Distribution of various gray level histograms schemes

    图  2  平台限制示意图

    Figure  2.  Platform restrictions schemes

    图  3  区域分割示意图

    Figure  3.  Region segmentation schemes

    图  4  直方图统计模块设计

    Figure  4.  Histogram statistics module

    图  5  直方图映射模块设计

    Figure  5.  Histogram map module

    图  6  复杂场景图像对比

    Figure  6.  Complex scene image comparison

    (a) Original image (b) Effect of Global histogram (c) Effect of this algorithm

    图  7  对比度弱的场景图像对比

    Figure  7.  Contrast weak scene image contrast

    图  8  近距离场景图像对比

    Figure  8.  Close scene image comparison

    表  1  图像信息熵

    Table  1.   Image information entropy

    Evaluating indicator Global histogram This algorithm
    Information entropy of scene 1 7.51 7.55
    Information entropy of scene 2 6.53 7.57
    Information entropy of scene 3 7.33 7.83
    下载: 导出CSV

    表  2  图像标准差

    Table  2.   Image standard deviation

    Evaluating indicator Global histogram This algorithm
    Standard deviation of scene 1 60.1 66.8
    Standard deviation of scene 2 28.7 53.9
    Standard deviation of scene 3 43.3 59.1
    下载: 导出CSV
  • [1] 张志忠, 康蓉, 郑卫平, 等. 一种基于组合方法的红外图像增强方法[J]. 红外技术, 2009, 31(10): 591-597. doi:  10.3969/j.issn.1001-8891.2009.10.008

    ZHANG Zhizhong, KANG Rong, ZHENG Weiping, et al. An infrared image enhancement method based on a combination of methods[J]. Infrared Technology, 2009, 31(10): 591-597. doi:  10.3969/j.issn.1001-8891.2009.10.008
    [2] 范永杰, 张亚萍, 陈华. 平台直方图均衡算法实现的存储优化方法[J]. 激光与红外, 2013, 43(5): 522-525. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2013.05.011

    FAN Yongjie, ZHANG Yaping, CHEN Hua. Realizing memory optimization to plateau histogram[J]. Laser & Infrared, 2013, 43(5): 522-525. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2013.05.011
    [3] 魏新, 马丽华, 李云霞, 等. 基于图像分割和平台直方图均衡的红外图像增强算法[J]. 红外技术, 2012, 34(5): 272-275. doi:  10.3969/j.issn.1001-8891.2012.05.006

    WEI Xin, MA Lihua, LI Yunxia, et al. Infrared image enhancement algorithm based on image segmentation and platform histogram equalization[J]. Infrared Technology, 2012, 34(5): 272-275. doi:  10.3969/j.issn.1001-8891.2012.05.006
    [4] 李牧, 周瑞杰, 田哲嘉. 基于直方图的热红外图像增强方法[J]. 红外技术, 2020, 42(9): 800-885. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS202009011.htm

    LI Mu, ZHOU Ruijie, TIAN Zhejia. A thermal infrared image enhancement method based on histogram[J]. Infrared Technology, 2020, 42(9): 880-885. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS202009011.htm
    [5] 赵耀宏, 史泽林, 罗海波, 等. 自适应红外图像直方图均衡增强算法[J]. 光电工程, 2008, 35(3): 97-101. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDGC200803024.htm

    ZHAO Yaohong, SHI Zelin, LUO Haibo, et al. Self-adaptive histogram equalization enhancement algorithm for infrared image[J]. Opto-Electronic Engineering, 2008, 35(3): 97-101. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDGC200803024.htm
    [6] 张懿, 刘旭, 李海峰. 自适应图像直方图均衡化算法[J]. 浙江大学学报, 2007, 41(4): 630-633. doi:  10.3785/j.issn.1008-973X.2007.04.021

    ZHANG Yi, LIU Xu, LI Haifeng. Adaptive image histogram equalization algorithm[J]. Journal of Zhejiang University: Engineering Science, 2007, 41(4): 630-633. doi:  10.3785/j.issn.1008-973X.2007.04.021
    [7] 贾兆辉, 伊兴国, 孔鹏, 等. 一种基于直方图的自适应红外图像增强算法[J]. 红外技术, 2014, 36(9): 719-722. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201409008

    JIA Zhaohui, YI Xingguo, KONG Peng, et al. A self-adaptive enhancement algorithm for infrared images based on histogram[J]. Infrared Technology, 2014, 36(9): 719-722. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201409008
    [8] 韦瑞峰, 赵荣普, 徐肖庆, 等. 基于直方图的红外图像细节增强算法研究[J]. 红外技术, 2016, 38(6): 472-475. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201606005

    WEI Ruifeng, ZHAO Rongpu, XU Xiaoqig, et al. Infrared image detail enhancement based on histogram[J]. Infrared Technology, 2016, 38(6): 472-475. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201606005
    [9] 刘玉婷, 陈峥, 付占方, 等. 基于CLAHE的红外图像增强算法[J]. 激光与红外, 2016, 46(10): 1290-1294. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2016.10.023

    LIU Yuting, CHEN Zheng, FU Zhanfang, et al. Infrared image enhancement algorithm based on CLAHE[J]. Laser & Infrared, 2016, 46(10): 1290-1294. doi:  10.3969/j.issn.1001-5078.2016.10.023
    [10] 公志强, 刘仁军, 汪利庆, 等. 一种基于红外对比度提升的高动态范围压缩技术[J]. 红外技术, 2021, 43(8): 792-797. http://hwjs.nvir.cn/article/id/f858a5af-05cb-4918-9f2c-f163af6b5bb5

    GONG Zhiqiang, LIU Renjun, WANG Liqing, et al. A high dynamic range compression technique based on infrared contrast enhance-ment[J]. Infrared Technology, 2021, 43(8): 792-797. http://hwjs.nvir.cn/article/id/f858a5af-05cb-4918-9f2c-f163af6b5bb5
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-24
  • 修回日期:  2022-04-23
  • 刊出日期:  2022-06-20

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