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,改善圖像質量和視覺效果。根據處理空間不同,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用更加廣泛。
　　直方圖均衡化(HE)是空域中最經典的方法,由于其操作簡便,效果明顯,所以應用十分廣泛,例如醫(yī)學圖像增強。但是HE存在一個重要的問題就是“均值偏移

2、”,對低動態(tài)范圍圖像會導致過度增強并產生人工痕跡和邊緣效應,很難直接應用于電視機等一些消費電子產品。正由于圖像亮度保持在消費電子產品中有很高的需求,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介紹,例如面向設備的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、實驗結果等對該算法做了詳細介紹。該算法的本質是直方圖規(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量測量標準對該算法模型以及其他的一些經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