一种光线不足环境下的图像增强算法及装置的制作方法

1.本发明涉及图像显示技术领域，具体为一种光线不足环境下的图像增强算法及装置。


背景技术：

2.图像显示是指向指定图像在某种介质上进行显示展示，外部光亮环境是影响图像显示中图像强度的重要因素。
3.在现有技术中心对于外部光亮环境变弱而形成的光线不足环境下对图像显示所采用的图像增强方式为亮度调节，而现有亮度增强算法所得到的图像增强算法无法适用于不同的光亮环境下，无法针对外部光亮环境的光线变化不同，实施不同的等式算法实现最终的图像增强效果，且亮度增强算法的可靠性较为一般，仅通过亮度上的适应调节，难以最大程度的以符合人体眼球内部构造的算法实现综合视觉上的图像增强，整体的图像增强算法较为一般。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种光线不足环境下的图像增强算法及装置，以解决上述背景技术中提出无法针对外部光亮环境的光线变化不同，实施不同的等式算法实现最终的图像增强效果，并不具备较好使用可靠性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一方面，本发明提供了一种光线不足环境下的图像增强算法，所需设备包括显示器、外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块，所述显示器由显示屏幕、框架外壳、显示电路板和电源组成，所述外环境光感模块由光强传感器和信号收发组件组成，所述主控模块由ad转换器、控制电路板和控制开关组成，所述图像预处理模组由灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块组成，所述亮度调节模组由补光灯管和亮度调节开关组成，所述感应计算模组由感应接收组件和计算模块组成，所述图像增强处理模组由锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块组成，所述执行模块由内置算法系统和分路执行组件组成，所需设备经过如下步骤得到算法：
7.步骤一：显示器的装配，将外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块装配在显示器内部的对应位置，完成显示器整体装配组装工作；
8.步骤二：恒定高亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为100，显示器的初始画面饱和度为100，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为50，灰度变换模块灰度初始值为20，图像平滑度调节模块中的图像平滑度初始值为100，中值滤波调节模块中中值滤波长度窗口初始化计算公式为l＝2n 1，锐度适应调节模块锐度值为0，对
比度适应调节模块中的对比度值为40；
9.步骤三：适应亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为50
‑
100，显示器的初始画面饱和度为75
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100，亮度调节模组中补光灯管的亮度为50，灰度变换模块灰度值为20
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40，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为90
‑
100，锐度适应调节模块锐度值为0
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20，对比度适应调节模块中的对比度值为40
‑
60。
10.步骤四：低亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为0
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50，显示器的初始画面饱和度为50
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75，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为50
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100，灰度变换模块灰度值为40
‑
60，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为80
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90，锐度适应调节模块锐度值为20
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40，对比度适应调节模块中的对比度值为60
‑
80；
11.步骤五：算法拟定，根据不同亮度环境下所得实验数据，将计算模块的初始算法触发条件设为外部环境亮度小于50，将外部环境亮度设为α，初始画面饱和度设为β，补光灯管的初始亮度设为γ，灰度变换模块灰度值设为δ，图像平滑度值设为ε，锐度值设为ζ，对比度值设为η；
12.步骤六：算法设定，将计算模块的初始算法社设定为α值为0
‑
100情况下，α－1＝β－0.5＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，α＜50，得到α－1＝γ 1的等式算法，并触发恒等调控算法：α－1＝γ 1＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，得到恒定的图像增强算法；
13.优选的，所述环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块整体装配在显示器内部，且环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块在显示器内部相互并联。
14.优选的，所述环境光感模块内部的光强传感器和信号收发组件相互并联，且主控模块中的ad转换器、控制电路板和控制开关相互并联，所述控制电路板和控制开关与图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块之间相互电性连接。
15.优选的，所述步骤二到步骤五，通过不断在不同光亮环境下采集各个模块的数据，通过信号收发组件和ad转换器将各个模块的模拟信号转换为数字信号，并通过主控模块控制不同模块组件引导感应计算模组利用分路执行组件执行按照感应计算模组的基础设定进行执行算法，进而对基础算法所得到的数据进行技术整合计算，以得到光线不足环境下的图像增强算法。
16.第二方面，本发明提供了一种光线不足环境下的图像增强装置，包括显示器、外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块，其特征在于：所述显示器由显示屏幕、框架外壳、显示电路板和电源组成，所述外环境光感模块由光强传感器和信号收发组件组成，所述主控模块由ad转换器、控制电路板和控制开关组成，所述图像预处理模组由灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块组成，所述亮度调节模组由补光灯管和亮度调节开关组成，所述感应计算模组由感应接收组件和计算模块组成，所述图像增强处理模组由锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块组成，所述执行模块由内置算法系统和分路执
行组件组成，所述显示器、外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块相互之间电性连接。
17.优选的，所述显示器由显示屏幕、框架外壳、显示电路板和电源组成，所述外环境光感模块由光强传感器和信号收发组件组成，所述显示屏幕与框架外壳之间相互胡固定连接，且显示电路板和电源在显示器指定区域固定安装，所述强传感器和信号收发组件在外环境光感模块内部固定安装并相互电性连接。
18.优选的，所述主控模块由ad转换器、控制电路板和控制开关组成，所述图像预处理模组由灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块组成，所述ad转换器、控制电路板和控制开关在主控模块内部之间相互电信连接，且灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块正在图像预处理模组内部指定位置固定安装，并相互关联。
19.优选的，所述亮度调节模组由补光灯管和亮度调节开关组成，所述感应计算模组由感应接收组件和计算模块组成，所述图像增强处理模组由锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块组成，所述执行模块由内置算法系统和分路执行组件组成，所述补光灯管和亮度调节开关相互之间电性连接，且锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块在图像增强处理模组内部指定位置固定安装，并相互关联，同时感应接收组件和计算模块之间相互电性连接。
20.本发明的有益效果是：该光线不足环境下的图像增强算法，通过考虑外部光亮环境从亮到暗的全部情况，增设了不同外部环境光亮减弱而根据算法进行自行调节的多组适应调节模块，能够针对外部光亮环境的光线变化不同，实施不同的等式算法，以实现最佳状态的图像增强，能够适用于不同光亮环境下的正常使用工作，且通过对算法中的补光强度进行进一步的计算限定，能够使在外部光亮环境达到计算基础要求的基础上再实施补光等式算法，进而能够最大程度的实现不同外部环境光亮的条件下始终保证最大图像亮度，以此保证图像的亮度增强，有效保证了该算法的可靠性。
附图说明
21.图1为本发明所需设备从属结构示意图；
22.图2为本发明算法流程结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例一
25.通过以下步骤实施该光线不足环境下的图像增强算法：
26.步骤一：显示器的装配，将外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块装配在显示器内部的对应位置，完成显示器整体装配组装工作；
27.步骤二：恒定高亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部
适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为100，显示器的初始画面饱和度为100，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为50，灰度变换模块灰度初始值为20，图像平滑度调节模块中的图像平滑度初始值为100，中值滤波调节模块中中值滤波长度窗口初始化计算公式为l＝2n 1，锐度适应调节模块锐度值为0，对比度适应调节模块中的对比度值为40；
28.步骤三：适应亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为90，显示器的初始画面饱和度为95，亮度调节模组中补光灯管的亮度为50，灰度变换模块灰度值为24，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为98，锐度适应调节模块锐度值为4，对比度适应调节模块中的对比度值为44。
29.步骤四：低亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为10，显示器的初始画面饱和度为55，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为90，灰度变换模块灰度值为56，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为88，锐度适应调节模块锐度值为36，对比度适应调节模块中的对比度值为76；
30.步骤五：算法拟定，根据不同亮度环境下所得实验数据，将计算模块的初始算法触发条件设为外部环境亮度小于50，将外部环境亮度设为α，初始画面饱和度设为β，补光灯管的初始亮度设为γ，灰度变换模块灰度值设为δ，图像平滑度值设为ε，锐度值设为ζ，对比度值设为η；
31.步骤六：算法设定，将计算模块的初始算法社设定为α值为0
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100情况下，α－1＝β－0.5＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，α＜50，得到α－1＝γ 1的等式算法，并触发恒等调控算法：α－1＝γ 1＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，得到恒定的图像增强算法，并能够在光线不足环境下实现图像增强效果；
32.本发明提供了一种光线不足环境下的图像增强装置，包括显示器、外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块，其特征在于：所述显示器由显示屏幕、框架外壳、显示电路板和电源组成，所述外环境光感模块由光强传感器和信号收发组件组成，所述主控模块由ad转换器、控制电路板和控制开关组成，所述图像预处理模组由灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块组成，所述亮度调节模组由补光灯管和亮度调节开关组成，所述感应计算模组由感应接收组件和计算模块组成，所述图像增强处理模组由锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块组成，所述执行模块由内置算法系统和分路执行组件组成，所述显示器、外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块相互之间电性连接；
33.根据实施例一得到光线不足环境下的图像增强算法，能够满足管线不足环境的图像增强需求；
34.实施例二
35.通过以下步骤实施该光线不足环境下的图像增强算法：
36.步骤一：显示器的装配，将外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块装配在显示器内部的对应位置，完成显
示器整体装配组装工作；
37.步骤二：恒定高亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为100，显示器的初始画面饱和度为100，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为50，灰度变换模块灰度初始值为20，图像平滑度调节模块中的图像平滑度初始值为100，中值滤波调节模块中中值滤波长度窗口初始化计算公式为l＝2n 1，锐度适应调节模块锐度值为0，对比度适应调节模块中的对比度值为40；
38.步骤三：适应亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为80，显示器的初始画面饱和度为85，亮度调节模组中补光灯管的亮度为50，灰度变换模块灰度值为28，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为96，锐度适应调节模块锐度值为8，对比度适应调节模块中的对比度值为48。
39.步骤四：低亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为20，显示器的初始画面饱和度为60，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为70，灰度变换模块灰度值为52，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为86，锐度适应调节模块锐度值为32，对比度适应调节模块中的对比度值为72；
40.步骤五：算法拟定，根据不同亮度环境下所得实验数据，将计算模块的初始算法触发条件设为外部环境亮度小于50，将外部环境亮度设为α，初始画面饱和度设为β，补光灯管的初始亮度设为γ，灰度变换模块灰度值设为δ，图像平滑度值设为ε，锐度值设为ζ，对比度值设为η；
41.步骤六：算法设定，将计算模块的初始算法社设定为α值为0
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100情况下，α－1＝β－0.5＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，α＜50，得到α－1＝γ 1的等式算法，并触发恒等调控算法：α－1＝γ 1＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，得到恒定的图像增强算法，并能够在光线不足环境下实现图像增强效果；
42.根据实施例二得到光线不足环境下的图像增强算法；
43.实施例三
44.通过以下步骤实施该光线不足环境下的图像增强算法：
45.步骤一：显示器的装配，将外环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块装配在显示器内部的对应位置，完成显示器整体装配组装工作；
46.步骤二：恒定高亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为100，显示器的初始画面饱和度为100，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为50，灰度变换模块灰度初始值为20，图像平滑度调节模块中的图像平滑度初始值为100，中值滤波调节模块中中值滤波长度窗口初始化计算公式为l＝2n 1，锐度适应调节模块锐度值为0，对比度适应调节模块中的对比度值为40；
47.步骤三：适应亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置
为70，显示器的初始画面饱和度为85，亮度调节模组中补光灯管的亮度为50，灰度变换模块灰度值为32，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为94，锐度适应调节模块锐度值为12，对比度适应调节模块中的对比度值为52。
48.步骤四：低亮度环境测试，模拟算法，将完成装配后的显示器利用电源与外部适配电源相连接，并在不同的亮度环境下测试显示器的显示效果，将初始外部环境亮度设置为30，显示器的初始画面饱和度为65，亮度调节模组中补光灯管的初始亮度为70，灰度变换模块灰度值为48，图像平滑度调节模块中的图像平滑度值为84，锐度适应调节模块锐度值为28，对比度适应调节模块中的对比度值为68；
49.步骤五：算法拟定，根据不同亮度环境下所得实验数据，将计算模块的初始算法触发条件设为外部环境亮度小于50，将外部环境亮度设为α，初始画面饱和度设为β，补光灯管的初始亮度设为γ，灰度变换模块灰度值设为δ，图像平滑度值设为ε，锐度值设为ζ，对比度值设为η；
50.步骤六：算法设定，将计算模块的初始算法社设定为α值为0
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100情况下，α－1＝β－0.5＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，α＜50，得到α－1＝γ 1的等式算法，并触发恒等调控算法：α－1＝γ 1＝δ 0.4＝ε－0.2＝ζ 0.4＝η 0.4，得到恒定的图像增强算法，并能够在光线不足环境下实现图像增强效果；
51.根据实施例三得到光线不足环境下的图像增强算法；
52.进一步的，所述环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块整体装配在显示器内部，且环境光感模块、主控模块、图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块在显示器内部相互并联，通过内部组件相互并联的连接关系，使整体能够实现分步控制工作；
53.进一步的，所述环境光感模块内部的光强传感器和信号收发组件相互并联，且主控模块中的ad转换器、控制电路板和控制开关相互并联，所述控制电路板和控制开关与图像预处理模组、亮度调节模组、感应计算模组、图像增强处理模组和执行模块之间相互电性连接，是整体能够通过算法进行快捷方便的控制作业；
54.进一步的，所述步骤二到步骤五，通过不断在不同光亮环境下采集各个模块的数据，通过信号收发组件和ad转换器将各个模块的模拟信号转换为数字信号，并通过主控模块控制不同模块组件引导感应计算模组利用分路执行组件执行按照感应计算模组的基础设定进行执行算法，进而对基础算法所得到的数据进行技术整合计算，以得到光线不足环境下的图像增强算法，该算法符合不同光线强度下的显示器正常使用工作，能够有效满足显示器整体在光感不足环境下的正常使用工作。
55.进一步的，所述显示器由显示屏幕、框架外壳、显示电路板和电源组成，所述外环境光感模块由光强传感器和信号收发组件组成，所述显示屏幕与框架外壳之间相互胡固定连接，且显示电路板和电源在显示器指定区域固定安装，所述强传感器和信号收发组件在外环境光感模块内部固定安装并相互电性连接。
56.进一步的，所述主控模块由ad转换器、控制电路板和控制开关组成，所述图像预处理模组由灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块组成，所述ad转换器、控制电路板和控制开关在主控模块内部之间相互电信连接，且灰度变换模块、图像平滑度调节模块和中值滤波调节模块正在图像预处理模组内部指定位置固定安装，并相互关联。
57.进一步的，所述亮度调节模组由补光灯管和亮度调节开关组成，所述感应计算模组由感应接收组件和计算模块组成，所述图像增强处理模组由锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块组成，所述执行模块由内置算法系统和分路执行组件组成，所述补光灯管和亮度调节开关相互之间电性连接，且锐度适应调节模块、对比度适应调节模块、几何校正模块和辐射校正模块在图像增强处理模组内部指定位置固定安装，并相互关联，同时感应接收组件和计算模块之间相互电性连接。
58.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修该或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。