基于模糊集的图像增强方法研究

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1、第10卷第16期2010年6月科学技术与工程Vo1．10No．16June20101671—1815(2010)16—3869-04ScienceTechnologyandEn~neefing@2010Sci．Tech．Engng．基于模糊集的图像增强方法研究贾莹段玉波(大庆石油学院，大庆163000)摘要图像增强处理中常用的均值滤波和中值滤波等方法有较强的抑制噪声的能力，在一定程度上会导致图像模糊，影响图像处理的效果。直方图均衡化是目前地震图像增强的主要方法，但它存在着图像细节信息丢失和噪声放大的缺点。基于模糊集的图像增强方法逐渐被应

2、用到实际的图像处理中，并且显示出它优于传统图像增强算法的特点。因此，将基于模糊集的图像增强方法应用到图像处理中，以克服传统图像增强方法的不足。首先对传统的PM-King基于模糊集的图像增强算法进行了研究。针对Pal—King算法的缺点和不足，提出了两种改进算法，并且运用模糊熵理论对改进算法的正确性进行了证明。关键词图像增强模糊集模糊嫡中图法分类号TP391．41；文献标志码A图像在人类的感知中扮演着非常重要的角色，类。而预处理部分则使用图像变换、增强和复原等人类随时随处都要接触图像。据统计，在人类接受技术对图像进行处理，提高图像的视觉效

3、果，优化的信息中，视觉信息占70％以上。正所谓“百闻不各种统计指标，为特征提取提供高质量的图像j。如一见”，在许多场合，图像所传递的信息比其他任图像增强是一种基本的图像底层处理的手段，何形式更加丰富和真切。由此可见，图像信息是非它的目的在于改善原始图像的视觉效果。传统的常重要的⋯。图像增强方法，技术上可以分成两大类：频域法和图像(Image)就是采用各种观测系统获得的，空域法。前者立足于修改图像的傅立叶变换，后者能够为人类视觉系统所感觉的实体。人的视觉系基于灰度级映射变换，直接处理图像中的象素，其统本身也是一个观测系统，它得到的图像就是

4、客观变换型取决于增强准则的选择。这些传统的图像景物在人们心目中的有形想象。图像的范围非常增强技术大都没有考虑图像的模糊性，而只简单地广泛，包括：各类图片(Picture)，如普通照片、x光对整个图像改变对比度或抑制噪声，往往在抑制噪片、遥感图片；各类光学图像，如电影、电视画面；客声的同时也削弱了图像的细节部分。本文将基于观世界在人们心目中的有形想象以及外部描述，如模糊集的图像增强方法应用到图像处理中，以克服绘画、绘图；等等J。传统图像增强方法的不足。目前，数字图像处理已成为人们认识世界、改造世界的重要手段。数字图像处理的最高目的是1模糊

5、集的图像增强经典算法实现对数字图像中物体的分类或识别，即模式识别，从而构造自动处理某些信息的机器系统，以代模糊集的概念：在普通集合论中，一个对象对于一个集合，要么属于，要么不属于，二者必居其替人完成分类和辨识的任务。它一般分为四个部一绝不模棱两可。当一个集合用特征函数来表示分：信息获取部分、预处理部分、特征提取、决策分，时，可用式(1)表示元素是否属于集合A。2OlO年3月18日收到，：』，∈A(1)第一作者简介：贾莹(1985一)，女，硕士研究生，研究方向：油气to，隹A信号与信息工程。E—mml：88063310@163．eom。这

6、就限定了普通集合论只能表现“非此即彼”3870科学技术与工程10卷的现象，只能表现确定概念l5J。组成的新模糊特征平面{ij)，其中为了能够表示具有“亦此亦彼”性的模糊现象：()=(71‘())，r=1，2，3，⋯与模糊概念，1965年LIA．Zadeh提出了模糊集合概(5)念，将普通集合论中元素对于集合A隶属关系体而(r)是函数的r次迭代运算，其中变换征函数的取值范围从{0，1}拓展到了[0，1]，从而导取为某种S型函数，如式(6)出了模糊集合(也称模糊子集)的概念。㈤模糊特征平面：按照模糊子集理论的概念，一，幅M×N维的具有L个灰度

7、等级的图像，可以作式(6)中为阈值，一般取0．5(也可自定义)，其作为一个模糊点阵看待，记为用是增大那些大于0．5的而减小那些小于0．5的，砸NIIX=uU塑；i=I，2⋯，肘；J=I，2···，Ⅳ(2)以达到增强对比度的目的j。‘IJl对新的模糊特征平面{)进行式(7)所示的或逆变换，1I肛l21Ⅳ=GI1()=～一【()】，a~／．t≤l1Il21(7)l222．】v=X2122X,2N(3)式(7)中G表示G的逆变换，这样就可以得到模糊增强后的图像的灰度值。从上述分析可知，Pal提出的模糊增强的模型^fl^，2／xMNXMIXMN

8、如图1所示。式(3)中表示图像中第(i√)点像素具有某种特输入图像．输出图像征的程度为(O≤≤1)，称为模糊特征。若以像素的相对灰度级作为感兴趣的模糊特图I模糊增强模型征，这时表示像素(，y)的灰阶关于某个