基于图像传感器的图像画质增强算法研究.doc

基于图像传感器的图像画质增强算法研究
摘 要: 针对当前图像画质增强算法存在的亮度低、噪声大、对比度小等缺陷,为改善传感器输出图像的视觉效果,设计基于图像传感器的图像画质增强算法。首先,采用图像传感器对目标图像进行采集,并引rithm; image processing technology; image denoising; signal acquisition; bilateral filtering; performance testing
0 引 言
随着图像处理技术和传感器技术的迅速发展和不断成熟,出现了专用于图像信息采集的传感器。相对于其他类型的传感器,图像传感器不仅稳定性好、抗干扰能力强,而且运行速度快,在图像处理领域得到了广泛、成功的应用[1?3]。在图像传感器的工作过程中,由于外界环境的影响,如光照变化以及操作人员自身的影响,得到的原始图像包含有一定的噪声,亮度比较暗,图像模糊,因此需要对传感器输出的图像画质进行增强处理,图像画质增强算法的设计成为了当前一个重大研究课题[4?6]。
为了提高图像质量,国内外专家和学者引入许多技术对图像画质增强问题进行研究。国外的图像画质增强研究起步早,提出的图像画质增强算法相对较多,增强技术也比较成熟[7?9];国内由于投入的人力、财力比较大,图像画质增强研究发展迅速也取得了许多重要的研究成果[10]。最初设计了基于直方均衡图的图像画质增强算法,通过对原始图像像素进行增强处理,以改善图像画质,但是该方法对噪声十分敏感,通用性比较差。后来,有学者提出基于小波变换的图像画质增强算法,对原始图像进行空间变换,从变换后的空间去掉图像中的噪声,抑制噪声对图像画质的影响,但是其无法对图像对比度以及亮度进行改善,无法获得理想的图像画质增强结果。最后,有学者提出基于Retinex算法的图像画质增强算法,根据人的视网膜特性对图像进行处理,改善图像质量,尤其对于光照变化比较大的图像,可以获得较理想的结果,但是其假设光照均匀,这与实际情况不相符,使得图像画质出现“过增强”现象,图像质量有待进一步改善[11?13]。 为了解决当前图像画质增强过程中存在的亮度低、噪声大、对比度小等不足,本文设计了基于图像传感器的图像画质增强算法,图像画质增强性能的验证性测试实验结果表明,本文算法较好地解决了当前图像画质增强过程中存在的一些难题,提高了图像的信噪比,亮度和对比度也得到了明显的改善,相对于对比算法,获得了更优的图像画质增强结果。
1 基于图像传感器的图像画质增强思路
本文设计的传感器图像画质增强基本思路为:
1) 采用图像传感器对目标图像进行采集,并获得原始图像,引入双边滤波算法对采集到的原始图像进行去噪,抑制噪声图像画质干扰;
2) 采用幂次变换对去噪图像进行对比度增强,并采用非线性变换对去噪图像进行亮度增强,提高图像的清晰度;
3) 采用Retinex算法根据人眼视觉感知特性对图像整体进行增强,去掉图像中的光照反射分量,使图像的不同区域过度更加自然,以改善图像画质,具体如图1所示。
2 基于图像传感器的图像画质增强算法具体设计
双边滤波算法的图像去噪操作
由于图像传感器采集的原始图像中包含了一定数