基于引導(dǎo)濾波的圖像增強(qiáng)算法研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著消費(fèi)級(jí)和行業(yè)級(jí)影像數(shù)碼設(shè)備的市場(chǎng)普及，數(shù)字圖像處理技術(shù)越來越接近于人們的生產(chǎn)生活，為了獲得高質(zhì)量的影像序列或視頻數(shù)據(jù)，人們將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用到圖像增強(qiáng)可以跨越傳感器硬件、拍攝抖動(dòng)、光照、雨雪等限制提高圖像視覺質(zhì)量。然而具有實(shí)時(shí)性和魯棒性的圖像處理技術(shù)的研究面臨很多困難?；诮y(tǒng)計(jì)的對(duì)比度拉伸和基于微分掩模的圖像空間卷積能直觀銳化圖像，但也會(huì)造成非關(guān)鍵信息的放大。頻率域增強(qiáng)有低頻信息抑制作用，從而忽視了平坦區(qū)域紋理。通常單一的圖像增

2、強(qiáng)算法很難滿足動(dòng)態(tài)范圍壓縮、抑制噪聲、突出邊緣和顏色恢復(fù)等多方面需求。為了使圖像平滑和突出邊緣達(dá)到很好的平衡，傳統(tǒng)的引導(dǎo)濾波算法采用局部線性移可變的濾波過程，收集局部像素差異信息，從而進(jìn)行圖像保邊平滑處理，通過累加原始圖像和輸出圖像的差值，可獲得增強(qiáng)圖像。引導(dǎo)濾波參考鄰域信息給出結(jié)構(gòu)化的灰度輸出，一定程度上克服了雙邊濾波光暈現(xiàn)象，具有良好的計(jì)算復(fù)雜度優(yōu)勢(shì)。引導(dǎo)濾波通過RGB通道處理彩色圖像會(huì)引起色彩失真，且由于引導(dǎo)濾波容易導(dǎo)致圖像過平滑

3、問題，忽視了紋理細(xì)節(jié)，因此限制了其在圖像識(shí)別方面的應(yīng)用。
　　本文首先總結(jié)了傳統(tǒng)空間域和頻率域圖像增強(qiáng)算法及其相關(guān)理論知識(shí)，還分析了相關(guān)圖像增強(qiáng)方法如雙邊濾波和基于Retinex理論的圖像增強(qiáng);從而本文提出將引導(dǎo)濾波與Retinex理論結(jié)合，利用引導(dǎo)濾波估計(jì)圖像照度分量，優(yōu)化了顏色還原函數(shù)，避免了基于中心環(huán)繞的Retinex彩色圖像增強(qiáng)的光暈偽影。另外本文介紹了分?jǐn)?shù)階微分理論，并構(gòu)造了自適應(yīng)分?jǐn)?shù)階微分掩模，通過該掩模濾波將紋理細(xì)節(jié)