种基于遗传算法的红外图像增强技术xiazai.pdf

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1、一种基于遗传算法的红外图像增强技术畅博1，李晓峰2，傅志中3‘电子科技大学通信与信息工程学院成都610054‘changb01979@163．corn,2xfl20@mail．uestc．edu．cn．3fuzz@mail．ueste．edu．cn摘要：遗传算法目前已在图像处理领域得到了很好的应用。本文将输入图像和输出图像的灰度建立一种对应关系，变换的参数由遗传算法来进行优化，并对该算法进行了仿真试验。结果表明，该方法能自适应地进行图像增强处理，增强后的图像灰度对比度得到明显提高，是一种有效的图像增强方法。关键词：图像增强；遗传算法；红外图像；自适应AnInfraredImageEnhanc

2、ementTechniqueBaseonGeneticAlgorithmChangB01，LiXiaofen92，FuZhizhon93’SchoolofCommunicationandInformationEngineering，UKSTC，Chengdu，6100541ehangb01979@163．corn,2xfl20@mail．uestc．edu．en,3fuzz@mail．uestc．edu．cnAbstract：GeneticAlgorithmhasbeenappliedinimageprocessfieldsperfectly．Thispaperproposesarelati

3、onbetweenthegraylevelsofinputimageandoutputimage；theparametersoftherelationareopti—mizedbyGeneticAlgorithm．Andthispaperdoesthesimulationexperimentwithcomputer．111eresultshowsthattheabovemethodcanenhancetheimageadaptively．弧egreycontrastofenhancedimageisrapidlyprogressed．Sothemethodisausefulimageenha

4、ncementmethod．Keywords：imageenhancement；geneticalgorithm；infraredimage；adaptive1．引言图像增强是图像预处理的有机组成部分。它的主要目的是对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或者锐化，将图像中感兴趣的特征有选择地突出，同时衰减不必要地特征，以便进一步的分析与处理，得到质量更好的图像。这种技术主要用于提高图像的可懂性。图像增强技术大致可分为频域法和空域法两大类。空域法主要在空间域内对图像素灰度值进行运算处理，主要方法包括灰度修正、灰度变换、直方图变换(修正和均衡)、查表法、图像锐化等。图像增强的频域法则是

5、在把图像的频域内对图像进行变换运算，在变换域中进行处理以达到增强的目的。红外图像普遍存在着目标与背景对比度较差、边缘模糊等缺点，因此红外图像增强就必须提高目标与背景的对比度的效果。而本文提出的图像增强算法，是根据参数将图像变换到新的度量空间，然后根据一定的目标函数对参数进行寻优。而遗传算法的特点就是能够在庞大而复杂的搜索空间中寻找最优或者近似最优解。故此本文遗传算法在图像增强中的可行性和有效性进行了研究和实验，并给出了实验结果。2．红外图像增强算法和步骤2．1遗传算法遗传算法GA(GeneticAlgorithms)是一种模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索

6、算法。它体现了适者生存优胜劣汰的进化原则，对可能包含解的群体反复使用遗传学的基本操作，不断生成新的群体，使群体不断进化，同时以全局并行搜索技术来搜索优化群体中的最优个体，以求得到满足要求的解。总之遗传算法具有使用简单，鲁棒性强，易于并行化，应用范围广泛等特点。典型的遗传算法流程如图l所示。2．2图像增强算法概述对于一幅输入图像，首先统计出图像的灰度级范围及其分布情况，将输出图像与输入图像的灰度对应关系进行编码，将增强算法转换为对编码参数的预算。然后根据一定的图像质量评价标准构造出遗传445算法的适应度函数，最后利用遗传算法反复进行操作，找到一种最优或者近似最优的灰度变换关系，即求解出最优或者

7、近似最优的参数，从而实现了对红外图像进行增强处理。2．3染色体编码对于输人的红外灰度图像，其灰度值范围在0。255之问。输入图像和输入图像的对应关系如图2所示。其中，Imin代表输入的灰度最小值，I。。，代表输入的灰度最大值。为了提高输出图像的对比度，

8、rain在输出图像中对应的灰度值应该为0，同样I。、对应的灰度值应该为255，以此来使得输出图像灰度等级的动态范围达到最大。由此，我们可以建立起如图3所示的曲