本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理
技術領域：
，特別涉及一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法。
背景技術：
：眼底是人體唯一可以無創(chuàng)傷直接觀察較深層次微血管的部位，通過獲取眼底圖像不僅可以為眼底疾病診斷提供直接依據(jù)，也是全身性心腦血管疾病的重要診療依據(jù)。然而由于患者屈光介質(zhì)渾濁、檢測方法及檢測裝置等多種原因易造成部分眼底圖像光照不均、模糊及對比度較差等問題，影響了臨床診斷與治療。因此，一種有效地增強眼底圖像對比度的方法能夠提高臨床診斷準確性與效率。現(xiàn)有的彩色眼底圖像增強技術主要包括形態(tài)學高帽變換方法和限制對比度自適應直方圖均衡化方法。形態(tài)學高帽變換方法在增強細節(jié)的同時也放大了噪聲，從某種程度上來說反而降低了圖像質(zhì)量，尤其對于彩色圖像而言圖像質(zhì)量降低更為明顯。此外，采用形態(tài)學高帽變換時其增強效果很大程度上依賴于到用于形態(tài)學高帽變換的結構元素的大小。相較于形態(tài)學高帽變換而言，限制對比度自適應直方圖均衡化方法在眼底圖像增強領域更為常用。限制對比度自適應直方圖均衡化方法能夠調(diào)整圖像對比度，均衡圖像灰度信息，增強圖像細節(jié)，提供更好的視覺效果。但是對于彩色眼底圖像而言，采用限制對比度自適應直方圖均衡化方法分別對紅(R)、綠(G)、藍(B)三通道進行處理后直接合成會產(chǎn)生明顯的偏色效應。偏色是由于RGB空間各顏色分量都與亮度密切相關，各顏色分量以一定的比例線性組合呈現(xiàn)出彩色圖像，對RGB三通道的分別處理一定程度上破壞了它們之間的組合關系，從而導致偏色。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，該方法能夠有效地增強彩色眼底圖像的對比度，改善眼底圖像模糊、光照度低等問題，且不帶來偏色問題，為診斷與后續(xù)處理提供清晰的彩色眼底圖像。實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術方案是：一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，所述方法包括以下步驟：步驟1：輸入原始彩色眼底圖像I(x,y,3)，并從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到LAB顏色空間；步驟2：對LAB顏色空間的L、A、B三個分量分別進行歸一化，獲得L＇、A＇、B＇三個分量；步驟3：對L＇、A＇、B＇三個分量采用對比度受限自適應直方圖均衡方法(CLAHE)進行處理，獲得LP＇、AP＇、BP＇三個分量；步驟4：對LP＇、AP＇、BP＇三個分量分別進行反歸一化處理，獲得LP、AP、BP三個分量；步驟5：將LP、AP、BP三個分量構成的LAB顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB顏色空間，并輸出圖像I(x,y,3)＇。進一步，步驟1的具體過程為：輸入原始彩色眼底圖像I(x,y,3)，將原始圖像I(x,y,3)從RGB顏色空間先轉(zhuǎn)換到XYZ顏色空間，再變換到LAB顏色空間。進一步，步驟2中所述歸一化方法如下公式：L'＝(L-Lmin)/(Lmax-Lmin)A'＝(A-Amin)/(Amax-Amin)B'＝(B-Bmin)/(Bmax-Bmin)其中，Lmin、Amin、Bmin分別為L、A、B三個分量的最小值，Lmax、Amax、Bmax分別為L、A、B三個分量的最大值。進一步，步驟3中所述對比度受限自適應直方圖均衡方法(CLAHE)將L＇、A＇、B＇三個分量分別劃分為8×8個子塊，并將幅度裁剪閾值設置為0.01。進一步，步驟4中所述反歸一化方法如下公式：LP＝L'P·(Lmax-Lmin)+LminAP＝A'P·(Amax-Amin)+AminBP＝B'P·(Bmax-Bmin)+Bmin其中，Lmin、Amin、Bmin分別為L、A、B三個分量的最小值，Lmax、Amax、Bmax分別為L、A、B三個分量的最大值。進一步，步驟5的具體過程為：將LP、AP、BP三個分量構成的LAB顏色空間轉(zhuǎn)換到XYZ顏色空間，再變換到RGB顏色空間，并輸出圖像I(x,y,3)＇。本發(fā)明提供的技術方案的有益效果是：本發(fā)明所提出的一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，將彩色眼底圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到LAB顏色空間，并基于LAB顏色空間采用對比度受限自適應直方圖均衡方法增強彩色眼底圖像。該方法既有效地改善圖像模糊、光照度低等問題，又避免了偏色問題。相比較基于RGB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，該方法只增加了轉(zhuǎn)換顏色空間的計算量，但顯著增強了圖像質(zhì)量且避免了偏色問題，非常合適用于彩色眼底圖像的增強。附圖說明圖1為本發(fā)明流程圖；圖2為本發(fā)明實施例原始圖像及LAB空間L分量的直方圖，其中，(a)為原始圖像；(b)為原始圖像LAB空間L分量的直方圖；圖3為本發(fā)明實施例增強圖像及LAB空間L分量的直方圖，其中，(a)為增強圖像；(b)為增強圖像LAB空間L分量的直方圖。具體實施方式為了更加清楚明白地說明本發(fā)明所述的技術手段、技術改進及優(yōu)點，以下結合附圖和實例，對本發(fā)明進行詳細的說明。參見圖1，本發(fā)明所提供的一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，包括以下幾個步驟：步驟1：輸入原始彩色眼底圖像I(x,y,3)，并從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到LAB顏色空間；具體過程為：輸入原始彩色眼底圖像I(x,y,3)，將原始彩色眼底圖像I(x,y,3)從RGB顏色空間先轉(zhuǎn)換到XYZ顏色空間，涉及變換公式如下：XYZ=0.4124530.575800.1804230.2126710.7151600.0721690.0193340.1191930.950227·I(x,y,1)I(x,y,2)I(x,y,3)]]>再從XYZ顏色空間變換到LAB顏色空間，涉及變換公式如下：L=903.3YYn;YYn≤0.008856116(YYn)13-16;YYn>0.008856]]>A=500·[f(XXn)-f(YYn)]]]>B=200·[f(YYn)-f(ZZn)]]]>其中f(t)=t13;t>0.0088567.787·t13+16116;t≤0.008856]]>Xn,Yn,Zn為CIE標準定義白色的灰度值，通常為常數(shù)255。步驟2：對LAB顏色空間的L、A、B三個分量分別進行歸一化，獲得L＇、A＇、B＇三個分量；具體過程如下：L'＝(L-Lmin)/(Lmax-Lmin)A'＝(A-Amin)/(Amax-Amin)B'＝(B-Bmin)/(Bmax-Bmin)其中，Lmin、Amin、Bmin分別為L、A、B三個分量的最小值，Lmax、Amax、Bmax分別為L、A、B三個分量的最大值。步驟3：對L＇、A＇、B＇三個分量采用對比度受限自適應直方圖均衡方法(CLAHE)進行處理，獲得LP＇、AP＇、BP＇三個分量；具體過程如下：(1)將L＇、A＇、B＇三個分量分別劃分為8×8個子塊；(2)對(1)中所述每一子塊計算直方圖；(3)將幅度裁剪閾值設為0.01，對(1)中所述每一子塊進行直方圖均衡化，計算變換函數(shù)；(4)采用雙線性插值，將(1)中所述子塊雙線性插值結果分別拼接獲得LP＇、AP＇、BP＇三個分量。步驟4：對LP＇、AP＇、BP＇三個分量分別進行反歸一化處理，獲得LP、AP、BP三個分量；具體過程為：LP＝L'P·(Lmax-Lmin)+LminAP＝A'P·(Amax-Amin)+AminBP＝B'P·(Bmax-Bmin)+Bmin步驟5：將LP、AP、BP三個分量構成的LAB顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB顏色空間，并輸出圖像I(x,y,3)＇。具體過程為：將LP、AP、BP三個分量構成的LAB顏色空間轉(zhuǎn)換到XYZ顏色空間，再變換到RGB顏色空間，并輸出圖像I(x,y,3)＇。圖2為本發(fā)明實施例原始圖像及LAB空間L分量的直方圖，其中，(a)為原始圖像；(b)為原始圖像LAB空間L分量的直方圖。從(a)原始圖像可以看出圖像整體對比度較低，細節(jié)模糊。圖3為本發(fā)明實施例增強圖像及LAB空間L分量的直方圖，其中，(a)為增強圖像；(b)為增強圖像LAB空間L分量的直方圖。對比圖2(a)原始圖像，圖3(a)增強圖像亮度有了改善，對比度顯著增強，細節(jié)更加清晰；對比圖2(b)，圖3(b)LAB空間L分量的直方圖的整體灰度有所調(diào)整，亮度也得到改善。綜上所述，本發(fā)明所提出的一種基于LAB顏色空間的彩色眼底圖像增強方法，在LAB顏色空間采用CLAHE方法對眼底圖像進行增強處理，將亮度與反應色彩本質(zhì)的色度分開，改善圖像采集過程中光照度低、模糊以及對比度低的問題，且不帶來偏色問題，有效地提高了眼底圖像的質(zhì)量。利用本發(fā)明方法對后續(xù)的計算機輔助診斷有很大的幫助。根據(jù)不同的應用背景，本發(fā)明經(jīng)過適當?shù)男薷耐瑯舆m用于其他相關圖像處理領域。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3