基于人眼視覺特性的圖像增強算法研究畢業(yè)設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計基于人眼視覺特性的圖像增強算法研究28摘要：利用圖像增強技術(shù)，可以使圖像獲得更佳的視覺效果，提高人眼對信息的辨別能力，另一方面，圖像增強作為一種預(yù)處理技術(shù)，能使處理后的圖像比原圖像更適合于參數(shù)估計、圖像分割和目標(biāo)識別等后續(xù)圖像分析工作。因此，圖像增強技術(shù)的研究一直是圖像處理的一項重要內(nèi)容。但傳統(tǒng)的基于直方圖的圖像增強方法存在以下幾個問題：1）傳統(tǒng)直方圖灰度級統(tǒng)計量與信息量存在不一致問題；2）傳統(tǒng)直方圖均衡方法在灰度級調(diào)整過程中，沒有充分利用視覺敏感區(qū)段；3）沒有針對圖像內(nèi)容多變特點，自適應(yīng)地獲取灰度級調(diào)整的優(yōu)化配置參數(shù)。針對上述問題本文展開以下幾個方面

2、研究：首先，針對傳統(tǒng)直方圖對圖像信息的描述存在不足，本文提出了一種新的基于視覺注意機制的灰度級信息量直方圖構(gòu)造方法。這種新的直方圖在灰度級統(tǒng)計過程中同時考慮各灰度級數(shù)量和空間分布情況，采用視覺注意機制計算模型測算出不同位置灰度級的重要性（或顯著性），并依據(jù)各像素灰度級的重要性進(jìn)行加權(quán)統(tǒng)計，使得統(tǒng)計結(jié)果可以客觀反映各灰度級對圖像信息刻畫所起的作用。其次，在灰度級調(diào)整過程中考慮人眼視覺感知的非線性特性，并針對其特點提出了將不同比例的灰度級信息量分配至不同的視覺敏感度區(qū)段。其分配原則遵循敏感度大的區(qū)段分配較多的信息量，同時為避免主導(dǎo)灰度級在直方圖拉伸處理中占用較大范

3、圍的灰度級空間，本文利用人眼感知能力曲線約束主導(dǎo)灰度級動態(tài)范圍。最后，由于圖像內(nèi)容存在多變的特點，為了獲取更好的圖像增強效果，有必要對各視覺敏感度區(qū)段的信息量分配比例做一定的調(diào)節(jié)，為此本文提出了依據(jù)圖像增強質(zhì)量客觀評估算法的分析結(jié)果，自適應(yīng)地獲取最佳調(diào)節(jié)參數(shù)。圖像增強質(zhì)量客觀評估算法是依據(jù)視覺感知模型設(shè)計的，大量測試結(jié)果表明，客觀評估算法的分析結(jié)果與主觀評估結(jié)果基本吻合。關(guān)鍵詞：圖像增強；視覺注意機制；人眼調(diào)制傳遞函數(shù)；臨界可見偏差；圖像質(zhì)量評價1引言1.1研究背景及意義在一個圖像系統(tǒng)中，從圖像的獲取，到圖像的發(fā)送、傳輸、接收、輸出（顯示）、復(fù)制等等，每一個環(huán)

4、節(jié)都會產(chǎn)生干擾，都會使圖像質(zhì)量降低，不能很好的貼合人眼直接觀察到的圖像。例如，攝像時，由于光學(xué)系統(tǒng)失真、相對運動、大氣湍流等都會使圖像模糊；醫(yī)學(xué)上，由于受到人體的器官、組織、光照等各個方面的影響，拍到的照片總是不盡人意，很難識別病變組織與正常組織，做出早期診斷。因此，如何對這些“降質(zhì)”圖像或受到噪聲污染的質(zhì)量不太滿意的圖像進(jìn)行處理，以符合人們的要求，例如盡可能恢復(fù)原貌，改善圖像的視覺效果，突出有用的目標(biāo)等，具有廣泛的應(yīng)用前景和工程價值。這也是圖像處理的一般要求。圖像增強是一種常用的圖像處理方法，其目的是將圖像中感興趣的部分盡可能突現(xiàn)出來。例如一幅偵察圖像甚至有

5、可能是經(jīng)過各種欺騙和偽裝后的偵察圖像，在這類圖像中，目標(biāo)和背景可能混淆不清，很難區(qū)別。如何從中識別出人們感興趣的目標(biāo)，如機場、跑道、飛機、建筑物等，就需要進(jìn)行增強處理。28XX大學(xué)XX學(xué)院201X屆XXXX專業(yè)畢業(yè)設(shè)計圖像增強處理的應(yīng)用已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)診斷、航天航空、軍事偵察、指紋識別、無損探傷等領(lǐng)域。例如：（1）在醫(yī)學(xué)應(yīng)用當(dāng)中的血管造影技術(shù)，由于心臟的劇烈運動，并且是非剛體運動，造成影像圖與原始血管圖的匹配非常困難。如果能夠先對造影圖像進(jìn)行增強濾波處理，可以去除非感興趣器官（如肌肉、骨骼等）對X射線吸收形成的背影圖像，則有利于提高醫(yī)生臨床診斷的準(zhǔn)確性。對X射線

6、圖像、CT圖像、內(nèi)窺鏡圖像等進(jìn)行增強，使醫(yī)生更容易從中確定病變區(qū)域。（2）紅外技術(shù)在軍事及人們?nèi)粘Ｉ钪杏兄絹碓綇V泛的應(yīng)用。由于紅外探照燈以及紅外探測器件的限制，紅外成像系統(tǒng)的成像效果不夠理想。在民用監(jiān)測應(yīng)用中，主要表現(xiàn)在夜視距離近，圖像特征信息不明確等方面。為使夜視距離達(dá)到監(jiān)測要求并使圖像更適合于人眼觀測、適用于圖像后續(xù)目標(biāo)識別及跟蹤處理，有必要對紅外圖像低照度采集來增長主動式紅外夜視系統(tǒng)的夜視距離，對圖像進(jìn)行增強及目標(biāo)分割處理來增強紅外圖像視覺效果。（3）在航天遙感和航空遙感應(yīng)用中，由于遙感圖像的獲取平臺高，很容易受到自然因素的影響，尤其是可見光波段，如

7、天氣、云霧等都能使圖像質(zhì)量下降，因此獲得的圖像有的會出現(xiàn)對比度低、圖像模糊等現(xiàn)象；有的圖像總體視覺效果較好，但是對所需信息，如邊緣部分或線狀物不夠突出；還有的圖像波段數(shù)據(jù)量大，例如TM圖像，而且各波段之間存在一定的相關(guān)性，為進(jìn)一步處理造成困難。所以，可通過圖像增強技術(shù)，改善圖像質(zhì)量，提高圖像目標(biāo)視覺效果，突出所需要的信息，壓縮圖像數(shù)據(jù)量，為進(jìn)一步的圖像分析判讀做好預(yù)處理工作。（4）在煤礦工業(yè)電視系統(tǒng)中采用增強處理來提高工業(yè)電視圖像的清晰度，克服光線不足、灰塵等原因帶來的圖像模糊、偏差等現(xiàn)象，減少電視系統(tǒng)維護(hù)量?？傊?，圖像增強技術(shù)的快速發(fā)展同它廣泛的應(yīng)用是分不開

8、的，發(fā)展的動力來自不斷涌現(xiàn)的新的應(yīng)用，