基于人眼視覺特性和小波表征的彩色圖象增強(qiáng)算法研究.pdf

1、如何對(duì)數(shù)字圖象系統(tǒng)在捕獲、顯示、存儲(chǔ)和傳輸過程中的性能進(jìn)行最優(yōu)化處理,在圖象和視頻處理領(lǐng)域一直是一個(gè)極富挑戰(zhàn)的主題.在這一過程中考慮人眼的視覺特性將非常有益,因此有必要了解人眼視覺模型.根據(jù)不同的圖象應(yīng)用方向,考慮不同的視覺特性從而提出了不同的計(jì)算模型.當(dāng)然,模型和人眼的感知特性是否一致是優(yōu)先考慮的.本文主要針對(duì)基于人眼視覺模型的彩色圖象增強(qiáng)(圖象顯示部分)的關(guān)鍵技術(shù)展開研究,試圖將顏色、視覺和圖象處理領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)展技術(shù)引入到彩色圖象

2、增強(qiáng)應(yīng)用中,對(duì)諸如顏色復(fù)原、圖象清晰度等問題有所貢獻(xiàn).本文首先分析了目前灰度圖象增強(qiáng)的各種技術(shù),重點(diǎn)討論了基于小波表示的多尺度圖象增強(qiáng)方法,同時(shí)介紹了多尺度增強(qiáng)算法的一些共性技術(shù)以及相關(guān)的一些研究方向,這為彩色圖象增強(qiáng)研究工作的展開奠定了基礎(chǔ).本文的研究主要圍繞改善圖象的質(zhì)量問題展開的,包括細(xì)節(jié)增強(qiáng)和顏色增強(qiáng).在圖象細(xì)節(jié)增強(qiáng)方面,對(duì)比度敏感函數(shù)(CSF)常用來衡量人眼分辨細(xì)節(jié)的能力.首先本文單獨(dú)就對(duì)比度(CSF)測(cè)度進(jìn)行了探討,結(jié)合小波

3、的多尺度特性提出了一種小波域內(nèi)的局部多尺度對(duì)比度測(cè)度定義并給出了增強(qiáng)算法.算法中參數(shù)的選取由圖象的統(tǒng)計(jì)特性決定.進(jìn)一步利用生理學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的CSF模型自適應(yīng)的調(diào)節(jié)增強(qiáng)因子,以避免常見的一些人工效應(yīng)(ringing or halo artifacts)同時(shí)達(dá)到增強(qiáng)紋理細(xì)節(jié)的目的.在圖象細(xì)節(jié)增強(qiáng)的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步展開了針對(duì)彩色圖象顏色增強(qiáng)的研究.對(duì)顏色學(xué)說和一些視覺理論、模型進(jìn)行分析比較,尤其對(duì)Land的Retinex理論及其實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了

4、探討.之后在考慮了人眼視覺特性的基礎(chǔ)上提出了適合于彩色圖象增強(qiáng)的計(jì)算模型.該計(jì)算模型不僅包括顏色空間的選擇,還包含了兩個(gè)重要的視覺定律:反映閾值特性的Weber-Fechiner定律和反映超閾值特性Stevens定律.Weber-Fechiner定律描述了人眼分辨細(xì)節(jié)的能力而Stevens定律主要描述了主觀感知的能力,這是兩個(gè)在圖象處理領(lǐng)域常用來建立模型的定律.隨后,本文還從人眼的顏色適應(yīng)角度出發(fā)提出了一能夠種評(píng)估顏色增強(qiáng)的算法(HCC

5、IEE),這種算法對(duì)彩色圖象的分量按照von-Kries模型重新調(diào)整比例,并利用顏色的自然性系數(shù)(CNI)和生動(dòng)性系數(shù)(CCI)在自然圖象意義上給出了評(píng)估準(zhǔn)則.最后,本文還對(duì)彩色圖象增強(qiáng)中的另一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域—彩色圖象降噪進(jìn)行了研究.目前彩色圖象降噪算法主要是在顏色空間的選擇上開展工作,沒有充分利用人眼的視覺特性(HVS).本文主要是在考慮人眼的對(duì)比度敏感函數(shù)(CSF)和掩蔽效應(yīng)(Masking)的基礎(chǔ)上,將Chang和Vetterli的自