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1、2010年11月合肥师范学院学报Nov.2010第28卷第6期JournalofHefeiNormalUniversityVol.28No.6几种图像增强算法的研究比较123刘治群,杨万挺,朱强(1.安徽职业技术学院,安徽合肥230051;2.合肥工业大学计算机与信息学院,安徽合肥230009;3.合肥师范学院计算机科学与技术系,安徽合肥230009)[摘要]本文深入研究了HE、POSHE、改进的POSHE和改进的插值自适应算法,重点对实验处理后的图像进行了研究和比较。实验结果表明几种算法既有各自的优点,也有各自的
2、缺点。[关键词]图像增强;HEPOSHE;插值自适应[中图分类号]TP391.41[文献标识码]A[文章编号]16742273(2010)060060041引言(2)对于0r1,有0s1。图像增强是图像处理的基本内容之一,图像这里的第一个条件保证了图像的灰度级从黑到增强是利用各种数学方法和变换手段来提高图像白的次序不变;第二个条件则保证了映射变换后的的对比度和清晰度,以突出人或其它接收系统感象素灰度值在允许的范围内。[6]兴趣的部分处理的结果使图像更适应于人的视从s到r的反变换可用下式表示:-1觉特性或
3、机器的识别系统。图像增强的处理算法r=T(s)0r1基本可以分为空域图像增强和频域图像增强两可以证明上式也满足条件1和条件2。大类。令pr(r)和ps(s)分别代表随机变量r和s的概本文在深入研究了空域图像增强算法中的基率密度函数(ProbabitydensityfunctionPDF)则全础上,从中选取比较有代表性的HE、POSHE、改局直方图均衡化的变换函数可以由下式给出:kk进的POSHE和改进的插值自适应算法,重点对实njSk=T(rk)=pr(rj)=nk=0,1,2,验结果进行了研究比较。指出了各自算法的优
4、j=0j=0缺点。,L-12几种算法的描述上式中变换函数表示的是输入图像灰度级的累21全局直方图均衡化算法(HistogramEqualiza积分布函数(CumulativedensityfunctionCDF),根tionHE)据原始输入图像直方图的统计值可以算出均衡化后直方图均衡化是通过累积函数对灰度值进行调各像素的灰度值,直方图上灰度分布较密的部分被整以实现对比度的增强,具体地说就是把给定图像拉伸,灰度分布稀疏的部分被压缩,从而使一幅图像的直方图分布改变成近似均匀分布的直方图。的对比度在总体上得到增强。设变量r代表
5、图像中象素灰度级,在图像中,象22子块部分重叠直方图均衡化算法(Partially素的灰度级可作归一化处理,这样r的值将限定在OverlappedSub-blockHistogramEqualization下述范围之内:0r1,r=0代表黑,r=1代表白,POSHE)可以对[0,1]区间内的任一个值进行如下变换:子块部分重叠直方图均衡化算法对图像是这样s=T(r)处理的:设图像f(x,y)的大小为M.N,输出图像变换函数应满足下列条件:为g(x,y),(1)在0r1区间内T[r]单值单调增加;(1)将输出图像g
6、(x,y)初始化为零,并将运算[收稿日期]2010-06-02[第一作者简介]刘治群(1965-),男,安徽肥西人,安徽职业技术学院教师,硕士,研究方向:图形图像处理。60次数count变量置零;(x,y):(2)在输入图像左上角定义一个m.n的子g(x,y)=g(x,y)/countx,y图块fB;并设其水平与垂直方向移动的步长分别为(7)对新得到的灰度级采用抛物线形式的映射hstep和vstep;函数再进行处理,从而得到最终的处理结果。映射(3)对子图块fB使用直方图均衡化算法进行函数如下:增强。要求对整个子图块的所有像素点
7、进行直方图nY=CX均衡化,将其结果累加到输出图像中,并记录每个象N的取值可以地[0,4]范围内适当选择,C值的素的运算次数:大小直接影响增强后的图像亮度,可以在[0,250]范gB=gB+T(fB)countx,y=countx,y+1围内选择。其中:x,y代表像素点的坐标;24改进的插值自适应直方图均衡化算法(4)将子块以水平移动步长hstep水平移动改进的插值自适应直方图均衡化算法即是将插块,若子块没有超出图像边界,重复步骤(3);否则进值运算结合基于直方图分割的亮度保持直方图均衡入下一步;化算法。(5)以
8、垂直移动步长vstep垂直移动子图块,若具体步骤如下:子块没有超出图像边界,重复步骤(3);否则进入下首先,设图像f(x,y)大小为MN,输出图像一步;为g(x,y)(不考虑边界),则改进的插值直方图均衡(6)当以上步骤完成后,将输出图像中每个像
