圖像增強(qiáng)技術(shù)研究

徐菲　彭?yè)P(yáng)

摘 要 圖像增強(qiáng)處理技術(shù)在基于航空航天、軍事偵察、指紋識(shí)別、醫(yī)學(xué)診斷等諸多領(lǐng)域有著廣泛且重要的應(yīng)用，因此對(duì)它的研究具有十分重要的意義。圖像增強(qiáng)的方法往往具有很強(qiáng)的針對(duì)性，很難對(duì)增強(qiáng)結(jié)果加以量化描述，只能是靠經(jīng)驗(yàn)和人的主觀加以評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞 圖像處理 圖像增強(qiáng) 局部增強(qiáng)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

圖像是作為運(yùn)用最為廣泛的信息載體之一。人們通過(guò)圖像獲取大量信息，使之成為人類與外界交流以及人們之間相互交流的重要介質(zhì)。盡管人眼具有很高的鑒別能力，可以分辨出的顏色多達(dá)上千種，但在許多情況下，對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)圖像是模糊的甚至有時(shí)是不可見(jiàn)的。為了改善圖像的視覺(jué)效果，使模糊甚至不可見(jiàn)的圖像變得清晰可見(jiàn)，我們通常要對(duì)圖像進(jìn)行處理，以便人們可以方便的獲取圖像中的有用信息。

1數(shù)字圖像處理

數(shù)字圖像處理技術(shù)又可以稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)圖像進(jìn)行的處理。由于計(jì)算機(jī)只能夠處理數(shù)字信號(hào)，所以要先把圖像的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再做處理。以前，人們使用感光膠片，以及其他形式的模擬信號(hào)來(lái)記錄圖像。隨著計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展以及數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)的成熟，數(shù)字圖像現(xiàn)已成為科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

數(shù)字圖像處理所作用的對(duì)象是某個(gè)模糊圖像，圖像在計(jì)算機(jī)中是以數(shù)值矩陣的形式進(jìn)行存儲(chǔ)的?，F(xiàn)階段對(duì)圖像的分類方式是多種多樣的。例如，按照?qǐng)D像的顯示效果，可以把圖像簡(jiǎn)單分為三種，即灰度圖像、二值圖像和彩色圖像；按照?qǐng)D像的顏色表示方式可以把圖像分為RGB圖像、HSV圖像、索引圖像等；按照?qǐng)D像壓縮存儲(chǔ)方法可以把圖像分為BMP圖像、JPEG圖像、GIF圖像、TIFF圖像、MPEG圖像等。

灰度圖像對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣（二維數(shù)組），它只有黑色到白色之間的顏色，圖像在該位置上的亮度值用數(shù)組元素的值的大小來(lái)表示。一般黑色用0來(lái)表示，白色用255來(lái)表示，0到255之間的數(shù)表示灰（亮）度。二值圖像只有黑色和白色兩種顏色，它的灰度級(jí)為2。

索引圖像的構(gòu)成是由數(shù)值矩陣和顏色映射數(shù)組兩部分。數(shù)值矩陣是每個(gè)像素的索引編號(hào)，顏色是通過(guò)這個(gè)編號(hào)到顏色數(shù)組中查找所得到的。

應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理的方法也是多種多樣的，我們通常要根據(jù)圖像的格式選取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，因?yàn)椴煌袷降膱D像所用到的處理方法是不同的，達(dá)到的效果也是有差別的。

目前數(shù)字圖像處理技術(shù)不僅應(yīng)用到一些高端的技術(shù)行業(yè)而且也應(yīng)用到了我們的學(xué)習(xí)和生活中，如航空航天、軍事偵察、無(wú)損探傷、衛(wèi)星圖片的處理、攝影等領(lǐng)域。數(shù)字圖像處理技術(shù)能夠快速發(fā)展很大程度上得益于它的廣泛應(yīng)用，同時(shí)在應(yīng)用過(guò)程中又促進(jìn)了它的發(fā)展?？梢灶A(yù)料，隨著社會(huì)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，數(shù)字圖像處理技術(shù)會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

2圖像增強(qiáng)

隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，作為數(shù)字圖像處理最重要的組成部分——圖像增強(qiáng)技術(shù)也得到了又快又好的發(fā)展。圖像增強(qiáng)是利用計(jì)算機(jī)把原始模糊的圖像進(jìn)行處理使圖像變清晰。在圖像不斷傳遞的過(guò)程中，由于外界環(huán)境因素、設(shè)備自身?xiàng)l件、圖像傳遞介質(zhì)等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致圖像的質(zhì)量下降，造成圖像不同程度的失真，圖像就不能傳遞對(duì)人們有幫助的信息，圖像就失去了自身的價(jià)值。所以我們要對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，提高圖像清晰度，使人們能夠方便快捷地讀取圖像所傳遞的有用信息，進(jìn)而可以利用獲得的信息展開(kāi)下一步工作。

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谔幚韴D像過(guò)程中不斷地推陳出新，形成了多種圖像增強(qiáng)方法，對(duì)于每種方法所適用的圖像不盡相同，它們對(duì)圖像進(jìn)行處理的效果也是不同的。在對(duì)待具體問(wèn)題時(shí)我們要做到具體分析，選擇一個(gè)合適的增強(qiáng)方法，以便能夠達(dá)到我們對(duì)圖像處理效果的要求。

3圖像局部增強(qiáng)

傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法通常從圖像全局信息出發(fā)，是對(duì)整幅圖像進(jìn)行操作，沒(méi)有考慮到圖像的局部細(xì)節(jié)，比如在去除圖像噪聲的濾波過(guò)程中，整體的圖像增強(qiáng)方法通常忽略了圖像邊緣、紋理等重要特征，因而在平滑圖像噪聲的同時(shí)模糊了圖像邊緣等細(xì)節(jié)。在這種情況下，如果繼續(xù)采用整體圖像增強(qiáng)往往很少能夠達(dá)到我們所預(yù)期的效果。進(jìn)而我們想到可以只對(duì)圖像的局部區(qū)域進(jìn)行處理，這個(gè)區(qū)域的信息是我們想要得到的，所以我們只要對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng)就達(dá)到了我們所要的效果，這就是圖像局部的增強(qiáng)。

圖像局部增強(qiáng)是圖像增強(qiáng)的一個(gè)方面，它主要是對(duì)圖像局部的特定區(qū)域進(jìn)行處理，增強(qiáng)圖像中我們所關(guān)注的有用的信息。因?yàn)橐环鶊D像所顯示的信息不可能都是我們想要的，比如對(duì)監(jiān)視器的圖像處理，我們往往只要得到監(jiān)視器畫(huà)面中人的信息就可以。所以圖像局部增強(qiáng)主要是針對(duì)圖像特定的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的對(duì)圖像的局部視覺(jué)效果進(jìn)行改善，擴(kuò)大圖像中不同物體特征的差別，抑制我們不感興趣的圖像特征，把感興趣的圖像的局部特征突出出來(lái)，使得我們更加容易讀懂圖像中我們所關(guān)心的細(xì)節(jié)，以便我們對(duì)圖像進(jìn)行特殊的分析。

綜上所述，雖然圖像增強(qiáng)的方法多種多樣，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)應(yīng)用的目的和對(duì)增強(qiáng)效果的要求，來(lái)選擇一種合適的方法，這個(gè)過(guò)程可能不是一帆風(fēng)順的，需要我們進(jìn)行多次探索實(shí)驗(yàn)，對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行分析比對(duì)，選擇能夠達(dá)到我們預(yù)期效果的一種方法。

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