基于直方圖的高效圖像增強算法研究.pdf

1、圖像增強是圖像處理重要組成部分,其目的是通過提高圖像的比對度,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。盡管頻域增強能有效地擴大對比度,但由于運算量大,不適合用于實時處理,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。但是HE存在一個重要的問題就是“均值偏移

2、”,對低動態(tài)范圍圖像會導(dǎo)致過度增強并產(chǎn)生人工痕跡和邊緣效應(yīng),很難直接應(yīng)用于電視機等一些消費電子產(chǎn)品。正由于圖像亮度保持在消費電子產(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,對于傳統(tǒng)的基于直方圖的圖像增強算法雖然能有效地增強動態(tài)范圍較小的低對比度圖像,但是對于動態(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,去除光照對物體的影響,適用于各種對比度圖像。

3、本文分別對傳統(tǒng)直方圖均衡化圖像增強和Retinex理論做了一定研究,具體研究工作如下:
　　首先,論文詳細(xì)闡述了圖像增強的基本原理,介紹了空域圖像增強三種處理方法: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,對常用的彩色模型進行了詳細(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算法,并從算法的提出、基本原理、模型建立和推導(dǎo)、實驗結(jié)果等對該算法做了詳細(xì)介紹。該算法的本質(zhì)是直方圖規(guī)定化,我們對直方圖規(guī)定化的概念做了進一步的介紹,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)量測量標(biāo)準(zhǔn)對該算法模型以及其他的一些經(jīng)典算法進行實驗仿真對比,我們驗證了本文所提出算法在計算復(fù)雜度、亮度保持、對比度擴大等方面的優(yōu)越性。
　　最后,本文還對Retinex理