一种用于图像显示的灰度变换方法及装置的制造方法
一种用于图像显示的灰度变换方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于图像显示的灰度变换方法及装置，属于图像处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着红外成像技术的发展，红外成像系统已广泛应用在光学遥感、夜间导航、目标 探测以及火控、制导等民用和军事领域。在实际的工程应用中，一般情况下，红外成像系统 中红外探测器输出的是14位数字图像，无法直接进行图像显示，需要将14为图像数据转换 为8位图像灰度数据，然后以模拟视频信号格式输出到显示器上进行显示，因此14位转8位 图像灰度变换的效果直接影响着图像显示的效果。
[0003] 目前最常采用的14位转8位图像灰度变换方法为线性灰度变换方法，该方法变换 前图像像素点灰度值范围为[0, 16384]，变换后图像像素点灰度值范围为[0,255]。该线性 灰度变换方法是利用式(1)将14为灰度图像变换成8位灰度图像。
[0004] g(x,y)=f(x,y) X255/16394 (1)
[0005] 其中f (x,y)表示坐标(x,y)的14位灰度图像像素点灰度值，g(x,y)表示线性灰度 变换后坐标为(x，y)的8位灰度图像像素点灰度值。
[0006] 该线性灰度变换方法运算简单，计算量小，对于灰度等级分布比较均匀的14位灰 度图像，变换后的8位灰度图像对比度高，灰度等级清晰，可以较好地保留图像目标背景的 纹理细节。但是，在实际的工程应用中，许多14位红外图像大部分像素点灰度等级集中，只 集中到几千甚至几百个灰度等级范围内。此时，利用目前的线性变换方法变换出来的图像 灰度等级集中，图像中会出现全黑、全白或者黑白成片的情况，如图Ι-a所示，图像目标背景 的纹理细节无法体现。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供用于图像显示的灰度变换方法及装置，以解决目前当灰度等 级分布集中时采用线性变换方法导致变换后图像目标背景的纹理细节无法体现的问题。
[0008] 本发明为解决上述技术问题提供了一种用于图像显示的灰度变换方法，该变换方 法的步骤如下：
[0009] 1)计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值；
[0010] 2)将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小 于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇;
[0011] 3)将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换。
[0012] 所述步骤1)中的上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下：
[0013] A.计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数 据；
[0014] B.根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素 点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。
[0015] 所述的高灰度像素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。
[0016] 所述步骤3)中采用的线性变换为：
[0017]
[0018] 其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代 表8位转换后灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度 值，TopGray为线性变换上端点灰度值。
[0019] 本发明还提供了一种用于图像显示的灰度变换装置，该灰度变换装置包括：
[0020] 用于计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的模块；
[0021] 用于将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,以及将 灰度小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇的模块；
[0022] 用于将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换的模块。
[0023] 所述上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下：
[0024] A.计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数 据；
[0025] B.根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素 点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。
[0026] 所述的高灰度像素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。 [0027]所述的线性变换为：
[0028]
[0029] 其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代 表8位转换后灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度 值，TopGray为线性变换上端点灰度值。
[0030] 本发明的有益效果是:本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的 方法，将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线性 变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇,通过对大部分像素点集中分布的灰度级 别进行线性变换，可以较好地体现14位灰度图像中灰度等级分布密集的大部分像素点信 息，变换后的8位灰度图像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。本发明既可以将灰 度等级分布均匀的14位灰度图像变换成灰度等级清晰，目标背景纹理细节清晰的8位灰度 图像，又可以将灰度等级分布集中的14位灰度图像变换成灰度等级层次分明，目标背景纹 理细节清晰的8位灰度图像。
【附图说明】
[0031] 图Ι-a是实施例中采用现有线性变换方法变换后的灰度图像；
[0032 ]图1 -b是实施例中采用本发明变换方法变换后的灰度图像；
[0033]图2是本发明用于图像显示的灰度变换方法的具体实施例流程图；
[0034]图3是本发明用于图像显示的灰度变换方法的具体实施例流程图，接图2显示。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0036] 本发明主要针对含有小目标的灰度分布比较集中的14位红外图像在变换为8位图 像时图像出现全黑、全白或者黑白成片的问题，不仅可以将14位的灰度图像变换为8位的灰 度图像，还可以达到保留原有背景纹理，突出目标信息的效果;主要目的是提高目标与背景 的对比度信息。本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的方法，将灰度大 于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线性变换下端点灰 度值的像素点灰度值直接映射为〇,通过对大部分像素点集中分布的灰度级别进行线性变 换。根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个数 阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。采用高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值Mi nT来确认变换的上下端点值，MaxT和MinT均 是根据实际图像中的目标大小确定的经验值，和图像中的目标有密切的关系。本发明可以 较好地体现14位灰度图像中灰度等级分布密集的大部分像素点信息，变换后的8位灰度图 像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。
[0037]该方法的具体实施流程如图2和图3所示，其中图3接图2显示，具体步骤如下：
[0038] 1.求取14位灰度图像的直方图数组pHist[16384];
[0039] 2.设灰度变量1为ii，ii初始化为16384,设直方图数据和变量1为SumHisGrayl， SumHisGray 1初始化值为0，设高灰度像素点个数阈值为MaxT;
[0040 ] 3 .设灰度变量2为j j，j j初始化为0，设直方图数据和变量2为SumHi sGray2， SumHisGray2初始化值为0，设低灰度像素点个数阈值为MinT;
[0041 ] 4.令SumHisGray1 = SumHisGray1+pHist;
[0042] 5.判断SumHisGrayl是否大于MaxT，若是，则将ii值作为线性变换上端点灰度值 TopGray，否则首先令ii = ii-l，然后返回步骤4;
[0043] 6.使 SumHisGray2 = SumHisGray2+pHist[ j j];
[0044] 7.判断SumHisGray2是否大于MinT，若是，则将jj值作为线性变换下端点灰度值 BottomGray，否则首先令j j = j j+Ι，然后返回步骤6;
[0045] 8.像大小为RXS，列数增量变量为x，行数增量变量为y，x = l，y = l的步骤；
[0046] 9. (x，y)代表14位灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，设g(x，y)代表8位灰 度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值；
[0047] 10.判断(X，y)是否小于线性变换下端点灰度值Bo ttomGray，若是，贝lj令g (X，y)= 0;χ = χ+1;否则判断f (x，y)是否大于线性变换上端点灰度值TopGray，若是，则令g(x，y) = 0;χ = χ+1，否则按照以下灰度变换公式求出相应的8位图像灰度值g(x，y)，x = x+l;
[0048]
C3)
[0049] 11.判断x是否大于R，若是，则令y = y+l;否则返回执行步骤10;
[0050] 12.判断y是否大于S，若是，则表明已经遍历完整幅图像，流程结束；否，则返回执 行步骤10。
[00511下面以一幅实拍的大小为781 X 480个像素的14位灰度图像为例进行说明，该图像 中含有云层背景和一个飞机目标，大部分像素点灰度值集中在3500~4100之间。直接采用 线性灰度变换方法进行变换后的8位灰度图像灰度值集中在60~62之间，变换后的8位灰度 图像结果如图1 _a所示，从该图中无法找到飞机目标。
[0052]下面采用本发明提出的灰度变换方法对该图像进行灰度变换。首先求出14位灰度 图像对应的直方图数组pHi st [ 16384 ]，设高灰度像素点个数阈值MaxT为经验值25，设低灰 度像素点个数阈值MinT为经验值20,根据具体实施方法步骤4)和5)，求出直方图数据和变 量SumHisGrayl大于MaxT时对应的灰度变量ii的值为4029,将ii的值赋予线性变换上端点 灰度值T 〇pGray，T〇pGray = 4029;根据具体实施方法步骤6)和7)，求出直方图数据和变量 SumHisGray2大于MinT时对应的灰度变量jj的值为3729,将jj的值赋予线性变换下端点灰 度值BottomGray，BottomGray = 3729;依次判断14位灰度图像像素点灰度值是否小于3729， 若是，则直接将对应的8位灰度图像像素点灰度值置为0，若否，则判断是否大于4029，若是， 则直接将对应的8位灰度图像像素点灰度值置为255，若否，则表明14位灰度图像像素点灰 度值介于线性变换上端点灰度值和线性变换下端点灰度值之间，按照以下灰度变换公式求 出对应的8位灰度图像像素点灰度值g (X，y)。
[0053]
[0054] 依次类推，遍历整幅14位灰度图像像素点，求出对应的8位灰度图像像素点灰度 值，求出的8位灰度图像结果如图Ι-b所示。
[0055] 由此可以看出，采用本发明灰度变换方法求出的8位灰度图像灰度等级层次分明， 目标背景纹理细节清晰。有效克服了当灰度等级分布集中时采用线性变换方法导致变换后 图像目标背景的纹理细节无法体现的问题。
【主权项】
1. 一种用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，该变换方法的步骤如下： 1) 计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值； 2) 将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线 性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇; 3) 将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换。2. 根据权利要求1所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述步骤1)中的 上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下： A. 计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数据； B. 根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个 数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。3. 根据权利要求2所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述的高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。4. 根据权利要求3所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述步骤3)中采 用的线性变换为：其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代表8 位转换后灰度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度值， TopGray为线性变换上端点灰度值。5. -种用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，该灰度变换装置包括： 用于计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的模块； 用于将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,以及将灰度 小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇的模块； 用于将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换的模块。6. 根据权利要求5所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述上端点灰度 值和下端点灰度值的确定过程如下： A. 计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数据； B. 根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个 数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。7. 根据权利要求6所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述的高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。8. 根据权利要求7所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述的线性变换 为：其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代表8 位转换后灰度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度值， TopGray为线性变换上端点灰度值。
【专利摘要】本发明涉及一种用于图像显示的灰度变换方法及装置，属于图像处理技术领域。本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的方法，将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255，将灰度小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为0，通过对大部分像素点集中分布的灰度级别进行线性变换，变换后的8位灰度图像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。本发明既可以将灰度等级分布均匀的14位灰度图像变换成灰度等级清晰，目标背景纹理细节清晰的8位灰度图像，又可以将灰度等级分布集中的14位灰度图像变换成灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰的8位灰度图像。
【IPC分类】G06T5/40
【公开号】CN105488774
【申请号】CN201510880783
【发明人】汪江华, 于素芬, 黄红蓉
【申请人】中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月5日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于图像显示的灰度变换方法及装置，属于图像处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着红外成像技术的发展，红外成像系统已广泛应用在光学遥感、夜间导航、目标 探测以及火控、制导等民用和军事领域。在实际的工程应用中，一般情况下，红外成像系统 中红外探测器输出的是14位数字图像，无法直接进行图像显示，需要将14为图像数据转换 为8位图像灰度数据，然后以模拟视频信号格式输出到显示器上进行显示，因此14位转8位 图像灰度变换的效果直接影响着图像显示的效果。
[0003] 目前最常采用的14位转8位图像灰度变换方法为线性灰度变换方法，该方法变换 前图像像素点灰度值范围为[0, 16384]，变换后图像像素点灰度值范围为[0,255]。该线性 灰度变换方法是利用式(1)将14为灰度图像变换成8位灰度图像。
[0004] g(x,y)=f(x,y) X255/16394 (1)
[0005] 其中f (x,y)表示坐标(x,y)的14位灰度图像像素点灰度值，g(x,y)表示线性灰度 变换后坐标为(x，y)的8位灰度图像像素点灰度值。
[0006] 该线性灰度变换方法运算简单，计算量小，对于灰度等级分布比较均匀的14位灰 度图像，变换后的8位灰度图像对比度高，灰度等级清晰，可以较好地保留图像目标背景的 纹理细节。但是，在实际的工程应用中，许多14位红外图像大部分像素点灰度等级集中，只 集中到几千甚至几百个灰度等级范围内。此时，利用目前的线性变换方法变换出来的图像 灰度等级集中，图像中会出现全黑、全白或者黑白成片的情况，如图Ι-a所示，图像目标背景 的纹理细节无法体现。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供用于图像显示的灰度变换方法及装置，以解决目前当灰度等 级分布集中时采用线性变换方法导致变换后图像目标背景的纹理细节无法体现的问题。
[0008] 本发明为解决上述技术问题提供了一种用于图像显示的灰度变换方法，该变换方 法的步骤如下：
[0009] 1)计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值；
[0010] 2)将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小 于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇;
[0011] 3)将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换。
[0012] 所述步骤1)中的上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下：
[0013] A.计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数 据；
[0014] B.根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素 点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。
[0015] 所述的高灰度像素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。
[0016] 所述步骤3)中采用的线性变换为：
[0017]
[0018] 其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代 表8位转换后灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度 值，TopGray为线性变换上端点灰度值。
[0019] 本发明还提供了一种用于图像显示的灰度变换装置，该灰度变换装置包括：
[0020] 用于计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的模块；
[0021] 用于将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,以及将 灰度小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇的模块；
[0022] 用于将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换的模块。
[0023] 所述上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下：
[0024] A.计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数 据；
[0025] B.根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素 点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。
[0026] 所述的高灰度像素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。 [0027]所述的线性变换为：
[0028]
[0029] 其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代 表8位转换后灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度 值，TopGray为线性变换上端点灰度值。
[0030] 本发明的有益效果是:本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的 方法，将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线性 变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇,通过对大部分像素点集中分布的灰度级 别进行线性变换，可以较好地体现14位灰度图像中灰度等级分布密集的大部分像素点信 息，变换后的8位灰度图像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。本发明既可以将灰 度等级分布均匀的14位灰度图像变换成灰度等级清晰，目标背景纹理细节清晰的8位灰度 图像，又可以将灰度等级分布集中的14位灰度图像变换成灰度等级层次分明，目标背景纹 理细节清晰的8位灰度图像。
【附图说明】
[0031] 图Ι-a是实施例中采用现有线性变换方法变换后的灰度图像；
[0032 ]图1 -b是实施例中采用本发明变换方法变换后的灰度图像；
[0033]图2是本发明用于图像显示的灰度变换方法的具体实施例流程图；
[0034]图3是本发明用于图像显示的灰度变换方法的具体实施例流程图，接图2显示。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0036] 本发明主要针对含有小目标的灰度分布比较集中的14位红外图像在变换为8位图 像时图像出现全黑、全白或者黑白成片的问题，不仅可以将14位的灰度图像变换为8位的灰 度图像，还可以达到保留原有背景纹理，突出目标信息的效果;主要目的是提高目标与背景 的对比度信息。本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的方法，将灰度大 于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线性变换下端点灰 度值的像素点灰度值直接映射为〇,通过对大部分像素点集中分布的灰度级别进行线性变 换。根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个数 阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。采用高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值Mi nT来确认变换的上下端点值，MaxT和MinT均 是根据实际图像中的目标大小确定的经验值，和图像中的目标有密切的关系。本发明可以 较好地体现14位灰度图像中灰度等级分布密集的大部分像素点信息，变换后的8位灰度图 像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。
[0037]该方法的具体实施流程如图2和图3所示，其中图3接图2显示，具体步骤如下：
[0038] 1.求取14位灰度图像的直方图数组pHist[16384];
[0039] 2.设灰度变量1为ii，ii初始化为16384,设直方图数据和变量1为SumHisGrayl， SumHisGray 1初始化值为0，设高灰度像素点个数阈值为MaxT;
[0040 ] 3 .设灰度变量2为j j，j j初始化为0，设直方图数据和变量2为SumHi sGray2， SumHisGray2初始化值为0，设低灰度像素点个数阈值为MinT;
[0041 ] 4.令SumHisGray1 = SumHisGray1+pHist;
[0042] 5.判断SumHisGrayl是否大于MaxT，若是，则将ii值作为线性变换上端点灰度值 TopGray，否则首先令ii = ii-l，然后返回步骤4;
[0043] 6.使 SumHisGray2 = SumHisGray2+pHist[ j j];
[0044] 7.判断SumHisGray2是否大于MinT，若是，则将jj值作为线性变换下端点灰度值 BottomGray，否则首先令j j = j j+Ι，然后返回步骤6;
[0045] 8.像大小为RXS，列数增量变量为x，行数增量变量为y，x = l，y = l的步骤；
[0046] 9. (x，y)代表14位灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，设g(x，y)代表8位灰 度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值；
[0047] 10.判断(X，y)是否小于线性变换下端点灰度值Bo ttomGray，若是，贝lj令g (X，y)= 0;χ = χ+1;否则判断f (x，y)是否大于线性变换上端点灰度值TopGray，若是，则令g(x，y) = 0;χ = χ+1，否则按照以下灰度变换公式求出相应的8位图像灰度值g(x，y)，x = x+l;
[0048]
C3)
[0049] 11.判断x是否大于R，若是，则令y = y+l;否则返回执行步骤10;
[0050] 12.判断y是否大于S，若是，则表明已经遍历完整幅图像，流程结束；否，则返回执 行步骤10。
[00511下面以一幅实拍的大小为781 X 480个像素的14位灰度图像为例进行说明，该图像 中含有云层背景和一个飞机目标，大部分像素点灰度值集中在3500~4100之间。直接采用 线性灰度变换方法进行变换后的8位灰度图像灰度值集中在60~62之间，变换后的8位灰度 图像结果如图1 _a所示，从该图中无法找到飞机目标。
[0052]下面采用本发明提出的灰度变换方法对该图像进行灰度变换。首先求出14位灰度 图像对应的直方图数组pHi st [ 16384 ]，设高灰度像素点个数阈值MaxT为经验值25，设低灰 度像素点个数阈值MinT为经验值20,根据具体实施方法步骤4)和5)，求出直方图数据和变 量SumHisGrayl大于MaxT时对应的灰度变量ii的值为4029,将ii的值赋予线性变换上端点 灰度值T 〇pGray，T〇pGray = 4029;根据具体实施方法步骤6)和7)，求出直方图数据和变量 SumHisGray2大于MinT时对应的灰度变量jj的值为3729,将jj的值赋予线性变换下端点灰 度值BottomGray，BottomGray = 3729;依次判断14位灰度图像像素点灰度值是否小于3729， 若是，则直接将对应的8位灰度图像像素点灰度值置为0，若否，则判断是否大于4029，若是， 则直接将对应的8位灰度图像像素点灰度值置为255，若否，则表明14位灰度图像像素点灰 度值介于线性变换上端点灰度值和线性变换下端点灰度值之间，按照以下灰度变换公式求 出对应的8位灰度图像像素点灰度值g (X，y)。
[0053]
[0054] 依次类推，遍历整幅14位灰度图像像素点，求出对应的8位灰度图像像素点灰度 值，求出的8位灰度图像结果如图Ι-b所示。
[0055] 由此可以看出，采用本发明灰度变换方法求出的8位灰度图像灰度等级层次分明， 目标背景纹理细节清晰。有效克服了当灰度等级分布集中时采用线性变换方法导致变换后 图像目标背景的纹理细节无法体现的问题。
【主权项】
1. 一种用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，该变换方法的步骤如下： 1) 计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值； 2) 将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,将灰度小于线 性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇; 3) 将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换。2. 根据权利要求1所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述步骤1)中的 上端点灰度值和下端点灰度值的确定过程如下： A. 计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数据； B. 根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个 数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。3. 根据权利要求2所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述的高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。4. 根据权利要求3所述的用于图像显示的灰度变换方法，其特征在于，所述步骤3)中采 用的线性变换为：其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代表8 位转换后灰度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度值， TopGray为线性变换上端点灰度值。5. -种用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，该灰度变换装置包括： 用于计算线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的模块； 用于将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255,以及将灰度 小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为〇的模块； 用于将位于下端点灰度值与上端点灰度值之间的灰度级别进行线性变换的模块。6. 根据权利要求5所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述上端点灰度 值和下端点灰度值的确定过程如下： A. 计算待转换的14位灰度图像的直方图数据，得到各灰度变量对应的直方图数据； B. 根据各灰度变量对应直方图数据计算直方图数据和，并依据设定的高灰度像素点个 数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT确定上端点灰度值和下端点灰度值。7. 根据权利要求6所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述的高灰度像 素点个数阈值MaxT和低灰度像素点个数阈值MinT根据经验确定。8. 根据权利要求7所述的用于图像显示的灰度变换装置，其特征在于，所述的线性变换 为：其中，f (x，y)代表14位待转换灰度图像中坐标为(x，y)像素点的灰度值，g(x，y)代表8 位转换后灰度图像中坐标为(X，y)像素点的灰度值，BottomGray为线性变换下端点灰度值， TopGray为线性变换上端点灰度值。
【专利摘要】本发明涉及一种用于图像显示的灰度变换方法及装置，属于图像处理技术领域。本发明通过设置线性变换上端点灰度值和下端点灰度值的方法，将灰度大于线性变换上端点灰度值的像素点灰度值直接映射为255，将灰度小于线性变换下端点灰度值的像素点灰度值直接映射为0，通过对大部分像素点集中分布的灰度级别进行线性变换，变换后的8位灰度图像灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰。本发明既可以将灰度等级分布均匀的14位灰度图像变换成灰度等级清晰，目标背景纹理细节清晰的8位灰度图像，又可以将灰度等级分布集中的14位灰度图像变换成灰度等级层次分明，目标背景纹理细节清晰的8位灰度图像。
【IPC分类】G06T5/40
【公开号】CN105488774
【申请号】CN201510880783
【发明人】汪江华, 于素芬, 黄红蓉
【申请人】中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月5日
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