基于双线性插值的CLAHE算法研究与实现-论文.pdf

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1、第203l45耄年第6月成都大学学报(自然科学版)V_o1．34No．2JournalofChengduUniversity(NaturalScienceEdition)Jun．2015文章编号：1004—5422(2015)02—0149—03基于双线性插值的CLAHE算法研究与实现刘巧玲，李想，明旭(成都大学电子信息工程学院，四川成都610106)摘要：针对现有的低能见度图像增强的AHE算法(自适应直方图均衡)和CLAHE算法(限制对比度的自适应直方图均衡化)存在复杂度高及效率低的问题，提出了基于双线性插值的CLAHE算法．利用双线性插值方法降低CLAHE算法的时间复杂度，并在TMS320

2、C6748开发板上对其进行优化．实验结果表明，该算法无论是增强效果还是处理速率都明显优于原CLAHE算法．关键词：低能见度；图像增强；双线性插值算法；CLAHE；TMS320C6748中图分类号：TP391．41文献标志码：ACLAHE算法采用递归的过程并通过增强局部0引言区域的对比度，从而增强图像局部细节的可视性．在近代科学研究、工农业生产、医学、气象等领CLAHE算法的关键是在计算转化函数之前通过剪域中，图像信息越来越多地被人们用来认识和判断裁直方图限制对比度的放大．CLAHE算法的一个参事物，解决实际问题．实际中，通过成像系统获得的数用来限制预定义的值：首先将图像分为若干个子图像都会有一

3、定程度的退化，从而造成图像信息的块，依次分别计算每个子块的直方图，通过限制对比丢失．例如，低能见度条件下拍摄的图像中景物的对度对每个直方图进行重新分配．比度和颜色在大雾天气影响下被改变或退化，图像1．2基于双线性插值的CLAHE算法中蕴含的许多特征被覆盖或模糊，使景物的可辨识考虑到CLAHE算法较为复杂，本研究提出了采度大大降低，这就需要图像增强技术来改善其视觉用双线性插值对CLAHE算法进行改进，降低CLA．效果1J．传统的数字图像处理算法中，自适应直方图HE算法复杂度，提高处理图像的速度．均衡化(adaptivehistogramequalization，AHE)算法，虽双线性插值方法顾名

4、思义就是在垂直与水平2然克服了全局直方图均衡化难以适应局部灰度分布个方向进行线性插值计算．的缺陷，但其均衡化后块效应明显，因此，限制对比假设函数，()与函数上已知的4个点的值：Q度的自适应性直方图均衡化(contrastlimitedadap—=(1，Y1)，Q12=(1，Y2)，Q21=(2，Y1)，Q笠=tivehistogramequalization，CLAHE)算法应运而生，但(，Y：)，在函数_厂()上点P=(，Y)可通过线性CLAHE算法复杂度高、处理时间长、效率低．在此基插值近似求出．础上，本研究提出一种基于双线性插值的CLAHE图首先在方向进行线性插值，得到，像增强算法，以降

5、低算法时间复杂度，并将该算法在f(R)f(Q)+Q)，TMS320C6748上实现优化，以此来提高处理单幅图片的速率．R1=(，Y】)(1)1基于双线性插值CLAHE算法原理)f(Q。：)+#专f(Q笠)，1．1CLAHE算法2=(，Y2)(2)CLAHE算法是一种限制了对比度过度提高的然后在Y方向上进行线性插值，得到，自适应直方图均衡算法。。，与普通的AHE算法比))+f(R)，较，该算法对于每个子块进行直方图均衡的同时都使用对比度限幅，导致其复杂度相当大．R1=(，Y】)，收稿日期：2015—04—17．作者简介：刘巧玲(1987一)，女，硕士，从事计算机数字图像处理研究第2期刘巧玲，等：

6、基于双线性插值的CLAHE算法研究与实现·151·验结果，图3(e)、(d)为本研究实验结果图．比较4具有更好的图像增强效果，处理速率比传统CLAHE幅实验结果图像可见，2种算法对图像的增强结果算法有较大提高．均比原实验图像更为清晰，处理后的图像可以清楚分辨出图像中的电线．比较图3(b)和图3(d)，发现参考文献：(b)图中图像下面部分树叶比(d)图中相应部分颜色[1]孙振兴．基于DSP的图像增强技术研究[D]．西安：西安要深，看起来不自然，这表明2种算法都具有图像增电子科技大学，2012．强效果，但本研究算法对图像的处理效果优于CLA．[2]张璞，王英，王苏苏．基于CLAHE变换的低对比度图

7、像增HE算法．强改进算法[J]．青岛大学学报(工程技术版)，2011，26表1为2种算法在TMS320C6748上处理2幅实(4)：57—60．验图像所用时间比较．比较表格中的数据可见，处理[3]杨骥，杨亚东，梅雪．基于改进的限制对比度自适应直方同一幅图像，本研究算法所用时间比CLAHE算法所图的视频快速去雾算法[J]．计算机工程与设计，2015，36用时间少20rns左右，这表明本研究算法的处理