实时图像增强算法研究

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1、第2卷第5期中国光学与应用光学Vo1．2No．52009年10月ChineseJournalofOpticsandAppliedOptics0Ct．2009文章编号1674．2915(2009)05-0395-07实时图像增强算法研究刘春香，李洪祚(长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春130022)摘要：在嵌入式视频图像处理系统中，图像增强后的效果和图像增强的实时性是决定算法优劣的两个关键问题，而恰当的图像增强算法和高效硬件平台的合理搭建是解决问题的有效途径。本文在研究多种实时图像增强算法基础上，在Maflab平台上对3种典型的增强算法即直方图均衡增强算

2、法、基于照度一反射模型的同态滤波增强算法、基于小波变换增强算法进行了算法仿真，并对仿真结果进行分析。通过比较各算法的优缺点，指出了其最佳的应用场景和最高效的硬件实现平台。最后指出，几种算法相结合，取长补短是图像增强算法的发展趋势。关键词：实时图像增强；照度一反射模型；同态滤波；小波变换中图分类号：TP391．4文献标识码：AStudyofreal—timeimageenhancementalgorithmLIUChun—xiang，LIHong—ZUO(SchoolofElectronicandInformationEngineering，Changchu

3、nUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China)Abstract：Intheembeddedvideoimageprocessingsystem，thequalityofenhancedimageandthespeedofimageprocessingarethekeypointstoimprovethealgorithmeficiency，andthereasonablecombinationofap—propriatealgorithmsofimageenhancementwithefic

4、ienthardwareplatformsisagoodwaytosolvetheprob—lem．Inthispaper，differentkindsofimageenhancementalgorithmsareresearchedandthreetypicalenhance—mentalgorithms，namely，histogramequalization，homomorphicfilteringandwavelettransform，aresimulatedonaMatlabplatform．Then，thesimulationresultsar

5、eanalyzedandtheiradvantagesanddisadvantagesarecompared．Finally，itgivesthebestscenefortheapplicationandoptimumimplementationofhardwareplat—formofeachalgorithm．Moreover，itpointsoutthatitwillbeadevelopingtrendtointegratetheadvantagesofvariousalgorithmstopracticalapplicationstoimageen

6、hancements．Keywords：rea1．timeimageenhancement；luminosity—reflectionmodel；homomorphicfiltering；wavelettrans。forIn收稿日期：2009-06—17；修订日期：2009-08—23396中国光学与应用光学第2卷．s=T()=P(rj)=，(2)1引言J：OJ=O仲式中，5为归一化灰阶。图像在采集过程中不可避免地会受到传感器直方图均衡化过程如下：灵敏度、噪声干扰以及模数转换时量化问题等各(1)计算原图像的灰度直方图P(r)；种因素的影响，而导致图像无法达

7、到令人满意的(2)计算原图像的灰度累积分布函数5，进视觉效果。为了实现人眼观察或者机器自动分一步求出灰度变换表；析、识别的目的，对原始图像的增强是十分必要(3)根据灰度变换表，将原图像各灰度级映的。射为新的灰度级。图像增强与感兴趣的物体特性、观察者的习大多数自然图像由于其灰度分布集中在较窄惯和处理目的密切相关，带有很强的针对性。因的区间，使得图像细节不够清晰。采用直方图均此，图像增强算法的应用也是有针对性的，而实际衡化后可使图像的灰度间距拉开或使灰度均匀分当中并不存在一种通用的、适应各种应用场合的布，从而增大反差，使图像更加清晰，达到增强的增强算法。就图像

8、增强技术而言，目前主要分为目的。但直方图均衡在对灰度呈现两端分布，