收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

图像增强若干理论方法与应用研究

许欣  
【摘要】: 图像增强是指按特定的需要采用特定方法突出图像中的某些信息,同时削弱或去除无关信息,或将原图转换成一种更适合人或机器进行分析处理的形式的图像处理方法,其设计与其应用的目的密切相关. 近年来,随着消费型和专业型数码相机的日益普及,海量的图像数据正在被产生.但由于场景条件的影响,很多在高动态范围场景、昏暗环境或特殊光线条件下拍摄的图像视觉效果不佳,需要进行后期增强处理调整动态范围或提取一致色感才能满足显示和印刷的要求.人类视觉系统具有强烈的全局和区域的自适应性和非线性,在多种不同的光照条件下都能清晰地辨识细节,具有电子设备所不可比拟的优势.因此,很多图像增强方法在设计时考虑描述和模仿人类视觉系统的特性,以期获得符合人类视觉系统特性的增强效果.本学位论文对实际应用中常见的几类改善图像视觉效果的增强理论和技术进行了深入研究,对它们在实际应用中遇到的问题和存在的缺点进行了分析,提出了几种图像增强的改进方法.论文主要包括以下几部分内容: (1)提出了一种快速Retinex图像增强方法,模拟了人类视觉系统的全局和局部自适应性.由于假设场景中光照是平缓变化的,传统的中心/环绕Retinex图像增强方法在处理高动态范围图像时易在明暗对比强烈处产生光晕现象.提出的方法在光照估计步骤中对原图进行Mean Shift滤波,用于其后光照影响的消除.由于自适应滤波的边缘保持能力,增强结果的光晕现象得到了有效的消除.实验结果表明,本方法能够有效压缩图像的高动态范围,克服光照不均的影响.由于使用了Mean Shift加速算法,本文方法运行速度快于此前提出的方法. (2)提出了一种改进的自动颜色均衡化方法,用于图像对比度的增强.首先通过考虑图像中颜色或灰度的空间分布对图像进行了局部自适应滤波,其中使用了改进的相对亮度表观函数,减小了对最小梯度的拉伸.而后对图像进行动态范围调整以得到最终结果.在对彩色图像处理时,通过保持RGB通道间的比例保持颜色不失真.实验结果表明,方法可有效增强图像的对比度,且不会引入明显噪声. (3)提出了一种改进的结合视觉感知特性的变分框架下的彩色图像增强方法.设计了一种考虑图像局部特征的区域自适应参数用来控制局部对比度增强的程度,采用梯度下降法求解能量泛函的极小值.实验结果表明,方法能有效增强彩色图像的对比度,图像较暗处和平坦处的细节得到了有效的改善. (4)提出了一种结合视觉特性的梯度域图像增强方法.常见的图像对比度增强方法在压缩图像整体动态范围的同时有效增强图像较暗处的细节,但图像原较亮部分的细节往往得不到增强,甚至被削弱.针对人类视觉感知的特性,提出了相对梯度的概念,首先在梯度域对图像原较亮处的梯度进行更大的拉伸,然后在最小二乘意义下重建出增强后的结果图像.实验结果表明,方法可有效压缩图像的整体动态范围,同时原图像中较暗和较亮处的细节都得到了有效增强或保持. (5)针对同一图像采用不同增强方法处理的结果之间可存在互补优缺点的特点,提出了采用梯度域融合的方法改善图像视觉效果的增强方法.首先将待融合各图像的结构张量按一定比例进行融合,在权重的设计中考虑了各通道图像的局部对比度.之后求出目标梯度场,其结构张量在Frobenius范数意义下逼近前述融合后得到的结构张量.另外在融合模型中加入了与感知特性相符的增强能量项,进一步改善增强结果的视觉效果.方法还可应用于相同场景采用不同对焦距离或不同曝光时间所拍摄照片之间,以及已配准的不同模态医学图像的融合.实验结果表明,融合后的图像能保持各输入通道图像中显著的有意义细节和结构信息,有效改善增强图像的视觉效果.


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 石美红,张军英,李永刚,吴戴明;一种新的低对比度图像增强的方法[J];计算机应用研究;2005年01期
2 张志龙;李吉成;沈振康;;一种保持图像细节的直方图均衡新算法[J];计算机工程与科学;2006年05期
3 程丹松;黄建华;于志国;唐降龙;杨敬慧;;基于模糊理论的医学图像增强方法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年03期
4 韦宏强;朱占刚;马宏;冯进良;于明飞;;基于视觉特性的ICT图像增强方法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年02期
5 孙晓婷;熊红云;;PCB检测系统中的图像预处理[J];中国科技信息;2007年22期
6 侯慧玲;王明泉;;基于小波变换的射线图像增强方法的比较分析[J];弹箭与制导学报;2007年05期
7 蔡艳艳;徐力平;郭常盈;吴逸民;;模糊逻辑法在矽肺X线图像增强中的应用[J];微计算机信息;2008年12期
8 吴立仁;李国栋;;一种改进的分段线性变换的图像增强方法的研究[J];中国电力教育;2009年S2期
9 穆立胜;李金宗;马冬冬;李冬冬;;一种新的基于FFT的图像增强算法[J];黑龙江大学自然科学学报;2010年02期
10 张岩;崔晓萌;;基于灰度变换的图像增强实现[J];包装工程;2010年19期
11 熊思;;基于小波的图像增强算法在乳腺癌检测中的研究与应用[J];湖北第二师范学院学报;2010年08期
12 刘鹏飞;梅树立;;Laplace多尺度图像增强去噪算法[J];农业网络信息;2010年11期
13 柏春岚;;基于空域图像增强的研究与分析[J];河南城建学院学报;2011年01期
14 丁西明;段汉根;;基于软阈值的图像增强[J];河北北方学院学报(自然科学版);2011年04期
15 方勇,戚飞虎;基于软阈值的小波图像增强方法[J];计算机工程与应用;2002年23期
16 张清良;基于小波变换的数字监控图像增强的分析[J];邵阳学院学报;2003年02期
17 聂祥飞;基于反锐化掩模法的图像增强研究[J];中国有线电视;2004年Z2期
18 黄凯奇,吴镇扬,王桥;色彩恒常性在彩色图像增强中的应用[J];应用科学学报;2004年03期
19 张雷,董德存;人眼视觉特性引入粗糙集图像增强的研究与仿真[J];计算机应用与软件;2004年12期
20 许春香,刘守彬;平滑滤波技术在煤矿监控中的设计与实例[J];河南科学;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李孟歆;金风;张颖;;一种新的图像增强混合方法研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
2 赵建;;基于偏微分方程的非线性图像增强方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
3 朱芳;王晓东;;基于模糊集的图像增强在车牌预处理中的应用[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
4 何志国;赵小明;;基于FPGA的LED屏彩色图像增强算法设计[A];2010全国LED显示应用技术交流暨产业发展研讨会文集[C];2010年
5 马桂珍;房宗良;杨宇;胡洁微;谢艳辉;;伪彩色技术在核医学图像处理中的应用[A];第七届全国核仪器及其应用学术会议暨全国第五届核反应堆用核仪器学术会议论文集[C];2009年
6 谢云;余江;裴以建;白宝丹;;基于小生境遗传算法的图像增强[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
7 潘宁;李丹;郑春梅;曹霞;;浅析超声图像增强的方法[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
8 张凤春;董增寿;刘明君;;基于局部方差均衡的遥感图像增强方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
9 易国华;;基于粗糙集和模糊集理论的数字图像增强方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
10 常青;刘怀贤;王立;;改进的侧抑制网络方法在图像增强中的应用[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许欣;图像增强若干理论方法与应用研究[D];南京理工大学;2010年
2 李艳梅;图像增强的相关技术及应用研究[D];电子科技大学;2013年
3 熊杰;基于频率域、小波变换和神经网络的真彩图像增强算法研究[D];西北大学;2010年
4 孙飞飞;水下图像增强和复原方法研究[D];中国海洋大学;2011年
5 陈一平;图像增强及其在视觉跟踪中的应用[D];国防科学技术大学;2011年
6 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年
7 绽琨;脉冲发放皮层模型及其应用[D];兰州大学;2010年
8 周鲜成;基于微粒群算法的数字图像处理方法研究[D];中南大学;2008年
9 张红娟;基于PCNN的图像去噪和图像增强方法研究[D];兰州大学;2011年
10 黄琳;激光共焦扫描显微镜系统中显微图像处理的研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑晓隆;指纹图像预处理和特征提取研究[D];电子科技大学;2005年
2 蒋妙玲;小波域中图像增强的研究[D];大连海事大学;2005年
3 姚凯;指纹识别技术研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
4 臧绍敢;X光图像处理研究及基于FPGA+DSP的硬件实现[D];南京理工大学;2004年
5 王远超;红外图像锐化实用算法的研究与实现[D];南京理工大学;2004年
6 徐晓明;指纹图像的预处理及特征提取[D];大连理工大学;2006年
7 乐宋进;基于小波分析的图像增强与分割方法研究[D];南昌大学;2005年
8 高斌秀;虹膜识别方法研究[D];沈阳工业大学;2006年
9 龚剑;基于FPGA的图像处理系统[D];武汉科技大学;2007年
10 贾占朝;遗传微粒群混合算法的研究及其在图像增强中的应用[D];中南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;捕风捉影好帮手[N];电脑报;2004年
2 付丽;爱普生Claria世纪真彩照片墨将照片打印带入新时代[N];大众科技报;2007年
3 卢利伟;康佳液晶平板电视维修方法(七)[N];电子报;2008年
4 颜世宗;打印靓图有技巧[N];中国电脑教育报;2002年
5 ;图像质量调整秘技[N];电脑报;2001年
6 张慧丽;工薪阶层的新选择[N];市场报;2007年
7 慧文;全球体积最小的A3 OKI C8600dn面市[N];中国包装报;2007年
8 田捷 陈新建 杨鑫;指纹识别算法仍有优化空间[N];计算机世界;2006年
9 ;快乐办公 黑白彩色都兼顾[N];中国计算机报;2005年
10 吴语;无限乐趣在其中[N];中国计算机报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978