基于生物視覺融合機制的圖像增強算法研究.pdf

1、許多生物都擁有強大的利于自身生存發(fā)展的視覺，通過長期對自然環(huán)境的適應(yīng)進化出了一套能夠?qū)ν饨缫曈X信號進行多種復(fù)雜密切整合的視覺系統(tǒng)。生物視覺有著它得天獨厚的優(yōu)勢，我們通過研究生物視覺的原理和特性，將生物視覺的一些優(yōu)勢運用到我們的實際應(yīng)用中來解決當(dāng)下存在的一些圖像工程方面的問題。本文就響尾蛇兩種通道的融合機制和人類視網(wǎng)膜對亮度的自適應(yīng)增強特性進行模擬并用來解決實際問題，分別用來解決可見光和紅外光融合的增強問題和高動態(tài)圖像在低動態(tài)設(shè)備顯示造成

2、的信息損失問題。本文具體研究的內(nèi)容如下兩點所示：
　　1.響尾蛇有紅外復(fù)眼和可見光眼，因而可以探測到紅外光信號和可見光信號，通過視覺通路的傳輸最終兩種光信號會在頭部的視頂蓋進行自身的信號增強和融合增強處理。因為在視頂蓋具有將兩種信號融合的多種細胞，這些融合細胞具有不同的融合方式，六種不同的融合方式給了響尾蛇適應(yīng)環(huán)境發(fā)現(xiàn)外界捕食目標(biāo)的能力，指導(dǎo)響尾蛇的行為。我們通過研究響尾蛇六種融合模式對圖像處理的特性，從而分析了OR融合機制有利于

3、將兩個光源通道成像的圖像內(nèi)容信息都較好地呈現(xiàn)在同一幅圖片里面，并且兩種通道的目標(biāo)邊界都得到了很好的增強，是可以作為灰度圖像融合的一種好方法，此外還對A.Waxman等人提出的偽彩色方法進行改進，通過改進R通道的映射方法讓紅外光中的非可見光目標(biāo)的紅外目標(biāo)信息取得了更好的視覺效果。
　　2.人眼視覺對外界光照有著強大的自適應(yīng)調(diào)節(jié)作用。當(dāng)光照進入視網(wǎng)膜開始，視網(wǎng)膜上的視錐和視桿細胞開始對亮度起著自適應(yīng)的處理，然后將信號送往具有同心圓拮抗

4、感受野的雙極細胞和神經(jīng)節(jié)細胞等，對圖像進行局部增強作用。由于高動態(tài)圖像動態(tài)范圍往往特別大，在低動態(tài)設(shè)備上顯示出來會過亮或者過暗，或者同時過暗過亮，很多圖像中的重要信息被設(shè)備的顯示范圍所限制。而人眼視覺的動態(tài)范圍比高動態(tài)圖像范圍更大，因此我們根據(jù)人眼視覺的自適應(yīng)特性來解決高動態(tài)圖像顯示時信息損失的問題，首先對高動態(tài)圖像進行對數(shù)壓縮然后根據(jù)圖像的像素分布特性進行兩種全局增強變換得到兩幅增強圖，接著兩幅圖都進行局部增強，最后將兩幅圖像的優(yōu)勢部