基于頻率域、小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的真彩圖像增強(qiáng)算法研究.pdf

1、從真實(shí)景象中獲取的真彩圖像中常常既包含了刺眼的高亮區(qū)，又包含了難以看到的低亮區(qū)。為便于人眼觀察和后續(xù)的機(jī)器處理，需要壓縮真彩圖像的動(dòng)態(tài)范圍，真彩圖像增強(qiáng)。真彩圖像增強(qiáng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，其技術(shù)方法研究具有重要的意義與應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)最主流的帶色彩恢復(fù)的多尺度Retinex系列方法(MSRCR)存在主要缺陷，在分析真彩圖像成像的物理學(xué)和光譜學(xué)原理基礎(chǔ)上，結(jié)合人和人眼的生理學(xué)及心理學(xué)特點(diǎn)，定義了一種入射——反射模型，綜合運(yùn)用信號(hào)處理

2、、小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)手段，建立了以頻率域和小波變換為核心的真彩圖像增強(qiáng)的方法體系，本文所提方法充分考慮到人、圖像、像素之間的關(guān)系，使用效果和適應(yīng)性均較為顯著。
　　 主要研究進(jìn)展包括：
　　 1.提出了真彩圖像色飽和度的調(diào)整算法。由于HSV彩色坐標(biāo)系可將色彩和亮度近似分離，本文按照人眼光譜感覺(jué)特性，基于HSV坐標(biāo)系，提出了一種用高斯濾波器調(diào)整真彩圖像色飽和度的算法，以適應(yīng)人眼對(duì)色彩偏紅圖像的觀察。
　　

3、 2.針對(duì)同態(tài)濾波技術(shù)不足的改進(jìn)：(1)確定了同態(tài)濾波器截止頻率的范圍。由于入射分量中包含的細(xì)節(jié)決定了增強(qiáng)后圖像的信息損失，用分析入射分量和反射分量方差的方法，將同態(tài)濾波方法的截止頻率確定在比較合理的范圍內(nèi)。(2)提出一種真彩圖像的多尺度同態(tài)濾波增強(qiáng)算法。具有單一尺度截止頻率同態(tài)濾波器存在細(xì)節(jié)保持和動(dòng)態(tài)范圍壓縮之間矛盾，用具有不同尺度截止頻率的多個(gè)同態(tài)濾波器增強(qiáng)圖像并綜合，來(lái)解決這一問(wèn)題。
　　 3.提出了用平滑傳導(dǎo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)圖像

4、增強(qiáng)的算法。Retinex方法使用中心——環(huán)繞函數(shù)對(duì)圖像做卷積運(yùn)算，但其缺乏靈活性，用平滑傳導(dǎo)函數(shù)代替中心——環(huán)繞函數(shù)改進(jìn)Retinex方法，有效提高了Retinex方法的靈活性，效果優(yōu)于多尺度Retinex方法。
　　 4.提出了基于小波變換實(shí)現(xiàn)真彩圖像增強(qiáng)算法：(1)同態(tài)分解——小波增強(qiáng)算法。用同態(tài)分解分離圖像的入射分量和反射分量，再結(jié)合小波變換，來(lái)達(dá)到增強(qiáng)圖像時(shí)保留細(xì)節(jié)的目的。(2)小波——能量增強(qiáng)法。針對(duì)傳統(tǒng)入射——反射

5、模型使用上的限制，采用靜態(tài)小波變換定義一個(gè)新的入射—反射模型，給出了圖像增強(qiáng)是一個(gè)圖像能量衰減和再放大過(guò)程的新思路，使用時(shí)對(duì)需要增強(qiáng)的真彩圖像基本沒(méi)有條件限制，其適應(yīng)性和效果明顯優(yōu)于MSRCR。(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了能同時(shí)對(duì)真彩圖像增強(qiáng)和降噪的算法。分析了真彩圖像噪聲在HSV坐標(biāo)系中的分布情況，在使用小波——能量法增強(qiáng)圖像基礎(chǔ)上，用貝葉斯軟閾值濾除被分離在反射分量中的噪聲，以達(dá)到增強(qiáng)圖像時(shí)抑制噪聲的目的。
　　 5.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的真彩