圖像增強算法研究綜述

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1、圖像增強算法研究綜述摘要：本文簡要介紹圖像增強的概念和圖像增強算法的分類，從圖像的直方圖均衡化處理方法，直方圖規(guī)定化處理方法和圖像平滑處理方法三方面對圖像增強算法進行討論和研究，并說明了圖像增強技術的應用和前景展望。關鍵詞：圖像增強直方圖均衡化平滑處理近年來，隨著電子計算機技術的進步，計算機圖像處理得到了飛躍的發(fā)展，己經成功的應用于幾乎所有與成像有關的領域，并正發(fā)揮著相當重要的作用。它利用計算機對數字圖像進行系列操作，從而獲得某種預期的結果。對圖像進行處理時，經常運用圖像增強技術以改善圖像的質量增強對某種信息

2、的辨識能力，以更好的應用于現代各種科技領域，圖像增強技術的快速發(fā)展同它的廣泛應用是分不開的，發(fā)展的動力來自穩(wěn)定涌現的新的應用，我們可以預料，在未來社會中圖像增強技術將會發(fā)揮更為重要的作用。在圖像處理過程中，圖像增強是十分重要的一個環(huán)節(jié)。1.圖像增強概念及現實應用1.1圖像增強技術圖像增強[1,2]是數字圖像處理[3,4]的基本內容之一。圖像增強是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時，削弱或去除某些不需要的信息。這類處理是為了某種應用目的去改善圖像質量，處理的結果更適合于人的視覺特性或機器識別系統，圖像

3、增強處理并不能增加原始圖像的信息，而只能增強對某種信息的辨識能力，使處理后的圖像對某些特定的應用比原來的圖像更加有效。1.2圖像增強技術的現實應用目前，圖像增強處理技術的應用己經滲透到醫(yī)學診斷、航空航天、軍事偵察、紋識別、無損探傷、衛(wèi)星圖片的處理等相關領域，在國民經濟發(fā)展中起到了很大的作用。其中最典型的應用主要體現以下方面。1.2.1通訊領域包括圖像傳輸、電視電話、電視會議等，主要是進行圖像壓縮甚至理解基礎上的壓縮是把文字、圖表、照片等圖像通過光電掃描的方式變成電信號加以傳送。71.2.2遙感航空遙感和衛(wèi)星

4、遙感圖像需要用數字技術加工處理，并提取有用的信息。主要用于地形地質，礦藏探查，森林、水利、海洋、農業(yè)等資源調查，自然災害預測預報，環(huán)境污染監(jiān)測，氣象衛(wèi)星云圖處理以及地面軍事目標的識別。1.2.3生物醫(yī)學領域圖像處理在醫(yī)學界用的比較多，無論是在臨床診斷還是病理研究都大量采用圖像處理技術。人們都喜歡它的直觀、無創(chuàng)傷、安全方便的特點。它主要用在X射線照片的分析，血球計數與染色體分類等。目前廣泛應用在臨床診斷和治療的各種成像技術，如超聲波診斷等都用到圖像處理技術。1.圖像增強算法圖像增強方法可分為空間域增強和頻率域增

5、強兩種。本文重點介紹空間域的圖像加強算法，空間域方法直接對圖像像素的灰度進行處理。頻率域方法在圖像的某個頻率域中對變換系數進行處理,然后通過相關的變換就得到了增強圖像。在空間域內對圖像進行點運算,它是一種簡單而又重要的圖像處理技術,它能讓用戶改變圖像像素的灰度值,這樣通過點運算處理就會產生一幅新的圖像。2.1灰度變換灰度變換可調整圖像的灰度動態(tài)范圍或圖像對比度，是一種圖像增強的重要手段。它是將原圖中的灰度經過一個變換函數轉化成一個新的灰度?；叶茸儞Q可使灰度動態(tài)范圍加大，根據變換函數的形式，灰度變換分為線性變換

6、，分段性變換。2.1.1線性變換在曝光不足或過度曝光的情況下，圖像灰度可能會局限在一個很小的范圍內。這時在顯示器上看到的將是一個模糊不清、似乎沒有灰度層次的圖像。采用線性變換對圖像每一個像素灰度作線性拉伸，就可以有效地改善圖像的視覺效果。2.1.2分段線性變換為了突出感興趣目標所在的灰度區(qū)間，相對抑制那些不感興趣的灰度區(qū)間，可采用分段線性變換。7對原圖像將其灰度分布區(qū)間劃分為圖中的三個子區(qū)間，對每個子區(qū)間采取不同的線性變換，選擇不同的參數可以實現不同灰度區(qū)間的灰度擴張和壓縮，所以分段線性變換的使用也是非常靈活

7、的。通過增加灰度區(qū)間分割的段數，以及仔細調節(jié)各個區(qū)間的分割點和變換直線的斜率，這樣就可以可對任何一個灰度區(qū)間進行擴展和壓縮。2.2直方圖灰度直方圖[5]是用來反映數字圖像中每一灰度級與其出現頻率間的關系,它能描述該圖像大概的樣子。修改直方圖可以增強圖像，這是一種比較實用的處理技術。2.2.1直方圖原理對一幅數字圖像[6]，若對應于每一灰度值，統計出具有該灰度值的象素數，并據此繪出象素數-灰度值圖形，則該圖形稱該圖像的灰度直方圖，簡稱直方圖。直方圖是以灰度值作橫坐標，象素數作縱坐標。有時直方圖亦采用某一灰度值的

8、象素數占全圖總象素數的百分比（即某一灰度值出現的頻數）作為縱坐標。2.2.2直方圖性質（1）直方圖是一幅圖像中各像素灰度出現頻率次數的統計結果，它只反映圖像中不同灰度值出現的次數，而不反映某一灰度所在的位置。也就是說，它只包含了該圖像的某一灰度像素出現的概率，而忽略了其所在的位置信息。（2）任意一幅圖像，都有唯一確定的一幅的直方圖與之對應。但不同的圖像可能有相同的直方圖，即圖像與直方圖之間是多對一的