圖像增強(qiáng)算法研究綜述

1、1圖像增強(qiáng)算法研究綜述圖像增強(qiáng)算法研究綜述摘要摘要：本文簡(jiǎn)要介紹圖像增強(qiáng)的概念和圖像增強(qiáng)算法的分類，從圖像的直方圖均衡化處理方法，直方圖規(guī)定化處理方法和圖像平滑處理方法三方面對(duì)圖像增強(qiáng)算法進(jìn)行討論和研究，并說(shuō)明了圖像增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用和前景展望。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：圖像增強(qiáng)直方圖均衡化平滑處理近年來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)圖像處理得到了飛躍的發(fā)展，己經(jīng)成功的應(yīng)用于幾乎所有與成像有關(guān)的領(lǐng)域，并正發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。它利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像

2、進(jìn)行系列操作，從而獲得某種預(yù)期的結(jié)果。對(duì)圖像進(jìn)行處理時(shí)，經(jīng)常運(yùn)用圖像增強(qiáng)技術(shù)以改善圖像的質(zhì)量增強(qiáng)對(duì)某種信息的辨識(shí)能力，以更好的應(yīng)用于現(xiàn)代各種科技領(lǐng)域，圖像增強(qiáng)技術(shù)的快速發(fā)展同它的廣泛應(yīng)用是分不開(kāi)的，發(fā)展的動(dòng)力來(lái)自穩(wěn)定涌現(xiàn)的新的應(yīng)用，我們可以預(yù)料，在未來(lái)社會(huì)中圖像增強(qiáng)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更為重要的作用。在圖像處理過(guò)程中，圖像增強(qiáng)是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。1.圖像增強(qiáng)概念及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用圖像增強(qiáng)概念及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用1.11.1圖像增強(qiáng)技術(shù)圖像增強(qiáng)技術(shù)圖像增強(qiáng)[12

3、]是數(shù)字圖像處理[34]的基本內(nèi)容之一。圖像增強(qiáng)是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時(shí)，削弱或去除某些不需要的信息。這類處理是為了某種應(yīng)用目的去改善圖像質(zhì)量，處理的結(jié)果更適合于人的視覺(jué)特性或機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)，圖像增強(qiáng)處理并不能增加原始圖像的信息，而只能增強(qiáng)對(duì)某種信息的辨識(shí)能力，使處理后的圖像對(duì)某些特定的應(yīng)用比原來(lái)的圖像更加有效。1.21.2圖像增強(qiáng)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用圖像增強(qiáng)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用目前，圖像增強(qiáng)處理技術(shù)的應(yīng)用己經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)診斷、航

4、空航天、軍事偵察、紋識(shí)別、無(wú)損探傷、衛(wèi)星圖片的處理等相關(guān)領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了很大的作用。其中最典型的應(yīng)用主要體現(xiàn)以下方面。1.2.11.2.1通訊領(lǐng)域通訊領(lǐng)域包括圖像傳輸、電視電話、電視會(huì)議等，主要是進(jìn)行圖像壓縮甚至理解基礎(chǔ)上的壓縮是把文字、圖表、照片等圖像通過(guò)光電掃描的方式變成電信號(hào)加以傳送。3同的線性變換，選擇不同的參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同灰度區(qū)間的灰度擴(kuò)張和壓縮，所以分段線性變換的使用也是非常靈活的。通過(guò)增加灰度區(qū)間分割的段數(shù)，以

5、及仔細(xì)調(diào)節(jié)各個(gè)區(qū)間的分割點(diǎn)和變換直線的斜率，這樣就可以可對(duì)任何一個(gè)灰度區(qū)間進(jìn)行擴(kuò)展和壓縮。2.2直方圖直方圖灰度直方圖[5]是用來(lái)反映數(shù)字圖像中每一灰度級(jí)與其出現(xiàn)頻率間的關(guān)系它能描述該圖像大概的樣子。修改直方圖可以增強(qiáng)圖像，這是一種比較實(shí)用的處理技術(shù)。2.2.1直方圖原理直方圖原理對(duì)一幅數(shù)字圖像[6]，若對(duì)應(yīng)于每一灰度值，統(tǒng)計(jì)出具有該灰度值的象素?cái)?shù)，并據(jù)此繪出象素?cái)?shù)灰度值圖形，則該圖形稱該圖像的灰度直方圖，簡(jiǎn)稱直方圖。直方圖是以灰度值作

6、橫坐標(biāo)，象素?cái)?shù)作縱坐標(biāo)。有時(shí)直方圖亦采用某一灰度值的象素?cái)?shù)占全圖總象素?cái)?shù)的百分比（即某一灰度值出現(xiàn)的頻數(shù)）作為縱坐標(biāo)。2.2.2直方圖性質(zhì)直方圖性質(zhì)（1）直方圖是一幅圖像中各像素灰度出現(xiàn)頻率次數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，它只反映圖像中不同灰度值出現(xiàn)的次數(shù)，而不反映某一灰度所在的位置。也就是說(shuō)，它只包含了該圖像的某一灰度像素出現(xiàn)的概率，而忽略了其所在的位置信息。（2）任意一幅圖像，都有唯一確定的一幅的直方圖與之對(duì)應(yīng)。但不同的圖像可能有相同的直方圖，即圖

7、像與直方圖之間是多對(duì)一的映射關(guān)系。（3）由于直方圖是對(duì)具有相同灰度值的像素統(tǒng)計(jì)得到的，因此，一幅圖像各子區(qū)的直方圖之和等于該圖像全圖的直方圖。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)并不需要考慮圖像的整體直方圖的分布，而只是希望有針對(duì)性的增強(qiáng)某個(gè)灰度級(jí)分布范圍內(nèi)的圖像，所以可以認(rèn)為地改變直方圖，讓它成為某個(gè)特定的形狀，即實(shí)施圖像的直方圖均衡化，就可以滿足特定的增強(qiáng)效果2.3直方圖均衡化直方圖均衡化直方圖均衡化是將原圖像通過(guò)某種變換，得到一幅灰度直方圖為均勻分