数字图像增强算法

数字图像增强算法研究

一、前言

在网络迅速发展的今天，“Webster”词典中可以搜索到与“message”一词有关的内容有成千上万条，然而，“message”至今还没有一个精确的定义。甚至在有道词典中“短信（message）”被等同于“信息（information）”，被模糊地定义为“一种对所有信息的统称”。人类的知识和信息，在图像加工技术现阶段仍处于较低的水平，定义的方式，仍需要进一步研究。近年来，随着计算机技术的飞速发展，计算机图像处理效果得到显著改善，它在几乎所有涉及到成像区域的使用领域中起着非常重要的作用。在使用的计算机中，为了实现所需的结果，进行多个数字图像上的操作。在处理的图像的过程中，图像增强方法是最常用的，以达到提高图像质量的效果，以确定相关种类的最新科学技术的特定信息。成像技术的快速发展，以及其广泛的应用。在应用程序中中取得新的稳定的外观能源的发展，在我们未来的发展中，可以提高图像处理技术将意味着会扮演着越来越重要的作用。改善图像的质量将成为图像处理领域的一个重要的组成部分。

在图像处理的综合性研究领域中，图像增强处理工程应用是非常广泛的，也取得了很出色的成就。网自1996年以来，《中国图像图形杂志》连续发表在杂志上的图像处理技术文献。按照每个文档，图像处理，图像分析，图像理解的基本内容，根据处理的方法不同被分成五大类。在这项研究中，15种工程统计中，大部分文件是中国人根据各种杂志图像介绍和分析的。本文选择了《大地测量与制图》，《电子学报》，《数据收集过程》，《遥感学报》，《电脑报》，《信号处理》，《自动化杂志》，《TC理论和应用研究》，《模式识别和人工智能》，《通信记录》，《电子测量和仪器杂志》

二、选题背景

（一）本课题的来源

数字图像增强处理的过程是数字图像处理的一个重要部分。许多视觉效果，由于动作场面条件差，需要图像增强技术，以提高人的视觉效果。例如，突出一些的图像中的目标对象的特性，识别目标对象的图像所描述数字图像的特征参数，以便于监测和理解。突出图像中人们感兴趣的部分，减少或彻底删除不需要的信息。这样不仅增强了图像信息，调整处理后的图像，也对人或计算机更加有用，更方便人或机器的识别。改进后的图像，可以更好地应用到其他的各个领域。

（二）课题研究的目的和意义：

将图像质量提高的目的是为了消除噪声，改善或保护图像的特征。当适当地提高了图像的质量时，图像会变得更清晰，还可以提供更准确的信息。我们常用的图像增强技术各有其特征和优缺点。

数字图像增强可以提高图像的视觉效果。要使用该图片，突出整个图像或其他地方的特色，图像中不同对象之间的差异增加了很多，更多地满足特定分析的需要。该方法涉及将信息有选择性地突出、显示图像中的感兴趣部分的特征，通过掩蔽图像和视觉图像中不期望的元素的一部分，相吻合的响应特性与原始图像数据转换的任何手段。当利用图像增强处理图像时，对图像劣化的原因进行了分析，处理后的图像不一定很接近原始图像。技术不断进步，在不同质量的图像增强处理上划分空间和算法。根据图像增强处理的过程和所处的空间不尽相同，将图像增强技术分为空间域算法和频域算法两大类。当直接基于图像空间灰度级运算进行算术处理时，叫做空间域算法，系数值图像频域算法是基于频域中的预定算法，对图像的系数值在特定转换域上进行变换的算法，并且是间接增强算法。

视觉感知是以视觉为基础，是人类最重要的手段。早期治疗的目的是为了提高和改善图像的质量和效果，以提高人类视觉效果为目的。可以在输入图像上处理低质量图像，并且可以提高输出图像的质量。图像增强、图像恢复、图像编码和图像压缩等是常用的图像处理方法。首次取得成功的应用是美国喷气推进实验室（JPL）。1964年7月，航天探测器徘徊者发回了数千张照片，他们仔细对这些照片一一进行图像处理，如形状校正、灰度转换，去除噪声。考虑到太阳位和

月球环境的影响，最后他们成功地用计算机绘出了月球表面的图像，取得了巨大的成功。之后又对探测飞船发回的近万张图片进行了更复杂的处理，获得了月球的地形图，彩色地图和全景图，这为人类登月的壮举计划奠定了坚实的基础，同时也促进了数字图像这门学科的诞生。在太空探索技术研究领域中，数字图像处理技术发挥了重要作用。

在二十一世纪，随着计算机技术的不断提高和相关理论的不断完善，数字图像处理技术也随之发展，并在许多应用领域如航空航天、生物医学、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等取得了显着成果。现在图像处理技术越来越受到人们的重视，已经逐渐发展为一门举足轻重的学科了。

（三）国内外研究情况及发展状况

1.图像增强技术国外发展状况：

20世纪20年代图片首次通过海底电缆运输，早期人们用字符模拟图像的方法来使图像还原。最早的图像增强包括设置硬件设置的技术问题，如选择和分发印刷过程中的亮度水平，以及多久。

在20世纪60年代末和70年代，一些学者开始将技术扩展到影像医学成像，地球和天文学的遥感领域。电磁辐射的X射线源是最早的成像之一，通过伦琴在1895年发现，80年代以后，各种设备的发展使得有可能处理不仅与二维图像，并开始处理三维图像。许多设备能够获得已经被开发，和图像处理技术已被广泛使用的三维图像处理和分析系统的三维图像。20世纪90年代，图像增强技术已经逐步介入生活和人类社会发展的各个方面。软件用于增加对比度或亮度颜色编码来解释X射线图像，以及工业科学，医学和生物学的其它区域。

同或类似的技术航空和卫星图像的地理污染模式。在考古学领域中使用的图像处理方法，已经恢复到正常模糊图像。在高能源领域，如物理和实验离子和计算机技术等相关领域的电子显微镜，可以提升画面效果。直方图均衡方法是常用的图像增强技术之一。

2.图像增强技术国内发展状况：

由于国外的发展已经趋于成熟了，无论是在理论方面还是技术应用方面，因此，中国在借鉴国外技术的基础上，在技术及应用方面也有了很大的提升。从刚开始出现图像增强技术这个概念到该技术的成熟，先后经历了初始、发展、普及