一种具有亮度补偿和背景融合的图像增强算法研究-论文.pdf

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1、第31卷第2期苏州科技学院学报(自然科学版)Vo1．31No．22014年6月JournalofSuzhouUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Jun．20l4一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230051)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

2、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。关键词：图像增强；亮度补偿；融合；信息量中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1672—0687(2014)02一oo65一o5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[41，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24帧画面的连续图像在

3、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。如果想尽可能的获取图像信息内容．就必须对图

4、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f5—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析。随着图像技术的深入发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

5、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。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[91。图像增强技术归纳为两大类2J：频域增强处理法以及空域增强处理法(Spatial—basedDomainEnhancement)。空域增强

6、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】2013一l1一l5【基金项目】安徽省质量_r程项目(20102004)；安徽省高等学校图书情报工作委员会重点基金项目(TGWI3A10)【作者简介】朱方洲(1975一)，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。苏州科技学院学报(自然科学版)2014丘图像像素自身进行增强的，而对某些已经丢失了图像细节的区域亮度是无法来增强的。到目前为止，

7、还没有一个统一的标准来对图像增强的效果进行评价．而且对某一特定的图像增强效果较好的增强算法也未必适合每一个需要增强的图像。一般传统的客观评价标准都是采用图像像素的数字特征作为图像增强的质量评估标准，包括八种：第一种是取灰度的平均值，用它来表示像素的平均值，充分体现图像的明暗程度；第二种是标准差，它用来表示亮度值之间存在的偏差，如果从黑到白的层次变化越明显，那么色彩表现就越丰富，图像增强效果也就越好；第三种是对信息量的分析，所含的信息量越多。那像素的细节也就越丰富；第四种是用细节／背景方差比的方法来评价增强的图像；第五种是采

8、用峰值信噪比的方法来进行评估的；第六种是采用累积分布函数来显示夜间像素的亮度和增强像素亮度两者之间的关系；第七种是利用相关系数法，来显示视频图像光谱特征的相似性，如果相关系数的值越大，那就说明融合以后的图像从源图像中获取的信息量就越多，图像效果也就越好；第八种是采用边缘融合质量指数来反映融合后图像的边缘