基于直方圖的高效圖像增強(qiáng)算法研究.pdf

1、圖像增強(qiáng)是圖像處理重要組成部分,其目的是通過提高圖像的比對(duì)度,突出感興趣特征并抑制背景噪聲,改善圖像質(zhì)量和視覺效果。根據(jù)處理空間不同,圖像增強(qiáng)可分為基于空域的算法和基于頻域的算法兩大類。盡管頻域增強(qiáng)能有效地?cái)U(kuò)大對(duì)比度,但由于運(yùn)算量大,不適合用于實(shí)時(shí)處理,所以空域處理算法應(yīng)用更加廣泛。
　　直方圖均衡化(HE)是空域中最經(jīng)典的方法,由于其操作簡便,效果明顯,所以應(yīng)用十分廣泛,例如醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)。但是HE存在一個(gè)重要的問題就是“均值偏移

2、”,對(duì)低動(dòng)態(tài)范圍圖像會(huì)導(dǎo)致過度增強(qiáng)并產(chǎn)生人工痕跡和邊緣效應(yīng),很難直接應(yīng)用于電視機(jī)等一些消費(fèi)電子產(chǎn)品。正由于圖像亮度保持在消費(fèi)電子產(chǎn)品中有很高的需求,迫切需要一種高效的亮度保持直方圖均衡化算法來滿足這一要求。此外,對(duì)于傳統(tǒng)的基于直方圖的圖像增強(qiáng)算法雖然能有效地增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍較小的低對(duì)比度圖像,但是對(duì)于動(dòng)態(tài)范圍較大的低照度圖像卻無能為力。Retinex理論能有效地從原圖像中分離出物體本來的顏色屬性,去除光照對(duì)物體的影響,適用于各種對(duì)比度圖像。

3、本文分別對(duì)傳統(tǒng)直方圖均衡化圖像增強(qiáng)和Retinex理論做了一定研究,具體研究工作如下:
　　首先,論文詳細(xì)闡述了圖像增強(qiáng)的基本原理,介紹了空域圖像增強(qiáng)三種處理方法:直接灰度變換、直方圖處理和空間濾波。頻域圖像增強(qiáng)主要介紹了各種濾波器,包括低通濾波器、高通濾波器、同態(tài)濾波器和選擇性濾波器。同時(shí),對(duì)常用的彩色模型進(jìn)行了詳細(xì)介紹,例如面向設(shè)備的RGB、CMY彩色模型,更符合人眼視覺的YUV/YIQ、HSI模型。
　　其次,本文提出

4、了一種新的基于常數(shù)直方圖模型亮度保持的圖像增強(qiáng)算法,并從算法的提出、基本原理、模型建立和推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等對(duì)該算法做了詳細(xì)介紹。該算法的本質(zhì)是直方圖規(guī)定化,我們對(duì)直方圖規(guī)定化的概念做了進(jìn)一步的介紹,并且詳細(xì)比較了幾種常用的直方圖規(guī)定化算法。通過選取三種不同的圖像質(zhì)量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該算法模型以及其他的一些經(jīng)典算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)比,我們驗(yàn)證了本文所提出算法在計(jì)算復(fù)雜度、亮度保持、對(duì)比度擴(kuò)大等方面的優(yōu)越性。
　　最后,本文還對(duì)Retinex理