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 张煜东;王水花;周振宇;王训恒;韦耿;霍元恺;吴乐南;;基于HVS与PCNN的彩色图像增强[J];中国科学:信息科学;2010年07期
2 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
3 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
4 闫娟;;数字图像的平滑处理方法研究[J];软件导刊;2009年01期
5 张玉岭,杨新,潘文志;基于模糊域的彩色图像增强[J];计算机应用与软件;2005年04期
6 宋凯;尹志富;杨宇;;改进矢量中值滤波在图像处理中的应用研究[J];沈阳理工大学学报;2007年03期
7 毛伟民;赵勋杰;;基于神经网络的低照度彩色图像增强算法[J];光学技术;2010年02期
8 王萍;程号;罗颖昕;;基于色调不变的彩色图像增强[J];中国图象图形学报;2007年07期
9 吴成茂;;一种广义直方图及其在彩色图像增强中的应用[J];计算机工程与应用;2011年22期
10 宋凯;沈红;刘昶;;多尺度Retinex灰度图像增强算法[J];辽宁大学学报(自然科学版);2008年01期
11 李树军;;基于改进掩模法的自适应图像增强算法[J];科学技术与工程;2009年19期
12 邱炯;李伟生;;结合图像增强和肤色分割的人脸检测新方法[J];计算机工程与应用;2011年26期
13 夏思宇;李久贤;夏良正;;基于色彩恒常性的彩色图像增强改进算法[J];南京航空航天大学学报;2006年S1期
14 马琳;于宁;;数字图像增强算法分析[J];交通科技与经济;2011年01期
15 王超,叶中付;基于变分的图像增强算法和伪彩色映射[J];数据采集与处理;2005年01期
16 杨柱中;周激流;晏祥玉;黄梅;;基于分数阶微分的图像增强[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年03期
17 许欣;陈强;王平安;孙怀江;夏德深;;消除光晕现象的快速Retinex图像增强[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年10期
18 何子俊;王鹏;;基于网格和密度的图像增强算法[J];成都信息工程学院学报;2008年06期
19 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
20 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
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 罗娟;;混合空间法在彩色图像增强中的应用[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
9 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
10 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
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 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
3 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
4 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
5 绽琨;脉冲发放皮层模型及其应用[D];兰州大学;2010年
6 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
7 李雪威;基于感知的彩色图像增强和分割算法研究[D];天津大学;2009年
8 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
9 薛凌云;神经元随机共振机制及其在语音与图像处理中的应用研究[D];浙江大学;2009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 郭师虹;空域红外图像增强方法的研究[D];西安建筑科技大学;2005年
2 肖燕峰;基于Retinex理论的图像增强恢复算法研究[D];上海交通大学;2007年
3 程兰;粒计算理论研究及其在图像增强中的应用[D];太原理工大学;2008年
4 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
5 蒋妙玲;小波域中图像增强的研究[D];大连海事大学;2005年
6 姚凯;指纹识别技术研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 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
8 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
9 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
10 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
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 帷幄;巧妙复印彩色图像[N];中国电脑教育报;2005年
10 ;快乐办公 黑白彩色都兼顾[N];中国计算机报;2005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