一种具有亮度补偿和背景融合的图像增强算法研究

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一
种具有亮度补偿和背景融合的 图像增强算法研究
朱 方 洲
（ 安 徽 经 济 管理 学 院 信息 技 术 中心 ， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ５ １ ）
摘
要 ：分 析 了图 像 增 强 的 类 型 和评 价 标 准 ， 提 出 了 一种 基 于 亮 度 补 偿 和 背 景 融 合 的 图像 增 强 算 法 ， 此 算 法 与 原始
人们 生 活 中必 不 可少 的一 部分【 ｌ － ３ ］ 。而作 为人类 生 活 中传递信 息 重要手 段 的是 图像 ［ ４ １ ， 它通 过不 同 的形 式从 客 观世 界 中获 取 ， 是人 类 视觉 信 息表 达 的一 种物 理 形式 。根 据 人 眼视觉 的余 晖效 应 ， 每 当超 过 ２ ４帧画 面 的连 续 图像 在作 变换 时 ， 人 眼是 无 法识 别单 独 帧 的静 态 画面 的 ， 会 给人 眼的视 觉带 来平 衡 连续 的视 觉效 果 ， 有 时 候 还包 含 了一 些相 应 的音 频 信息［ 。 目前 图像 的技 术在 医学 诊 断 、 航空 航 天 、 气象 、 工 农业 生 产 、 图像 监控 等多 个 领域 中有 着很 广 泛 的应用 。 人们 会 利用 获 得 的图像 信 息来 解 决实 际 问题 。 但 由 于各 种 因素 的存在 ， 在人类 实 际生 活 中 ， 往 往会 使 人们 获 得 的 图像 信息 难 以满 足实 际 应用 的需 要 。例 如 ， 由于 图像 经 过 长时 间 的传输 、 复制 、 格式 转换 和 显示 等会 降 低 图像 的质 量 。 同时还 会受 光 照条件 的影响 ， 获取 的图像信 息 清析度 不 高 ， 从 而影 响对 图像 的分析 。 如果 想尽
１ 图像 增 强技 术 的 类 型及 评 价标 准
图像 增 强 的开 发平 台主要 有 硬件 和 软件 两种 ， 硬 件 开发 平 台 已形 成 了一个 比较成 熟 的 图像 技术 。软件 开发 平 台是 作为 图像 增强 的 核心 ， 传统 的 图像增 强方 法 通常不 采用 把 高亮度 信息 融入 到增 强 中 ， 只是 对 图像 本身 进行 增 强 ， 最 后进 行算 法处 理［ ９ １ 。图像 增强 技术 归 纳为两 大类 ２ Ｊ ： 频 域增 强处 理法 以及 空域增 强处 理法
可 能 的获取 图像 信息 内容 ． 就 必须 对 图像采 取增 强 的方法 ， 然后 作 进一 步 的分 析 。
国内外 许 多学 者 对 图像 增 强 进行 了研究 ， 文 献ｆ ５ — ７ 】 就 图像 的 清晰 度 、 增 强方 法 以及 人 眼 的特 点进 行 了 研究 ， 取 得 了一定 的成 果 。传 统 的图像 增强 一般 着重 对 图像 噪声 的减少 、 图像 的清 晰度 和对 比度进 行研 究分
的夜 间 图像 增 强 算 法 相 比 ， 提 高 了 图像 像 素 的亮 度 ， 从 而 达 到 图像 清 晰 的 目的 。 此 算 法 也 能 提 高 熵 和 对 比度 ， 更 好 的 保 证 了 亮度 和 信息 量 的 获 取 。通 过 评 价 标 准 的综 合 评 价 及 实 验 结 果 的 验 证 ， 文 中的 算 法 获得 了 良好 的 效 果 。
析 。随 着 图像技 术 的深入 Nhomakorabea展 和 图像 展示 平 台开 发 多样 化 的发 展 ， 以往 的 图像 增 强技 术 已不 能满 足 当前 的
需要 。提 高视 频 图像 的清 晰 度 ， 有 利 于人 眼 观察 、 显 示或 者 做进 一步 的 分析 和处 理 ， 尤其 是在 夜 间监控 图
（ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ） 。 空域 增强 法通 常是 对像 素进 行操 作 。 一 般直 接增 强 图像 的方 法 是采用 空域增 强 。频 域增 强 处理 法有 小波 域 的图像 增 强和 基于 图像融 合 的 图像 增强 。这 两种 图像 增强算 法 只是对
［ 收 稿 日期】 ２ ０ １ ３ 一 ｌ １ 一 ｌ ５ 【 基 金 项 目】 安徽省质量 ＿ ｒ 程项 目（ ２ ０ １ ０ ２ ０ ０ ４ ） ； 安 徽 省 高 等 学 校 图 书情 报 工 作 委 员会 重 点 基 金 项 目（ Ｔ Ｇ ＷＩ ３ Ａ１ ０ ） 【 作 者 简 介】 朱方洲 （ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 男， 安徽定远人 ， 副教授 ， 硕士， 研究方向 ： 计算机应用 ， 图像 处 理 与 模 式识 别 。
关 键 词 ：图像 增 强 ； 亮 度 补偿 ； 融合 ； 信 息 量
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ０ ２ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ２ — ０ ６ ８ ７（ ２ ０１ ４） ０ ２ 一 ｏ ｏ ６ ５ 一 ｏ ５
伴 随着多 媒 体技术 和 计算 机 网络 的迅速 发展 ， 图像 的应 用 和不 断发展 在逐 渐改 变着 人们 的生 活 ， 已成 为
像 的增 强应用 中 ， 图像 增强 技术 的研 究分 析 已成 为一个 新 的挑 战 ， 对 图像 增强 技术 的发 展和 相关算 法 的研 究 具有 重 要 意义 。文 中分析 了典 型 的像 素亮 度 补偿 的图像 增 强算 法 。 提 出了一 种按 照亮 度 比例 进行 夜 间亮 度
补偿 的夜 间 图像增 强算 法 。 实验 证 明 ， 此 方法 对夜 间 的图像 增强 取得 了 良好 的效果 。
第 ３ １卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ６月
苏 州 科 技 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ）