利用二次函数的图像增强算法及FPGA实现

发布时间：2021-10-21 01:54

　　图像增强在图像处理中有着重要的作用,常用方法有直方图均衡化和灰度值线性拉伸法等,但是这两种方法对图像质量的改善不甚理想。因此,文中提出一种基于二次函数灰度值拉伸的图像增强算法,利用两段二次函数对图像进行灰度值自我调整,同时综合考虑图像对比度增强效果及硬件电路的易实现性,在Matlab上进行算法设计及仿真,在FPGA硬件平台上进行实现及验证。结果表明,所提算法能有效处理不同场景图像,处理后的图像层次感更强,质量更佳,观感更好。 

【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

线性灰度值拉伸示意图

针对线性灰度值拉伸算法的不足，提出用二次函数进行灰度值拉伸的图像增强算法，如图2所示。二次函数的选取有如下3种情况，在这里以图2中C点左边的二次函数为例进行说明，如图3所示。

二次函数的选取有如下3种情况，在这里以图2中C点左边的二次函数为例进行说明，如图3所示。图3中a是图像的亮度最小值，Q是提出算法的调节阈值，二次函数h1的对称轴在[a,Q]的中间，从而在这个区间中二次函数会有一段单调递减，这样的函数不符合图像增强的设计规则。二次函数h2对称轴在a的左侧，函数一直单调递增，符合图像增强的设计规则。但是，其对称轴的不确定性就增加了后续硬件设计的复杂程度。二次函数h3对称轴选择x=a，其函数单调性符合设计规则。同时，采用这种方法，后续的二次函数解析式相对简单，也降低了后续硬件设计的复杂程度。因此，本文将图像中亮度最小值a和最大值b所对应垂直于y轴的直线分别作为选取二次函数的两条对称轴。这样，就可以得到完整的函数曲线，如图2所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于直方图均衡化图像增强的两种改进方法[J]. 董丽丽,丁畅,许文海.  电子学报. 2018(10)
[2]基于图像增强和复原的图像去雾方法研究[J]. 刘雪峰,刘学远,付民.  现代电子技术. 2018(06)
[3]基于改进Retinex的城市交通图像增强[J]. 王峰萍,王卫星,杨楠,隋立春.  交通运输系统工程与信息. 2017(05)
[4]基于光照估计的夜间图像去雾[J]. 方帅,赵育坤,李心科,刘永进,揭斐然.  电子学报. 2016(11)
[5]彩色图像的FPGA实时增强系统实现[J]. 赵建,赵凡,曲锋.  液晶与显示. 2014(04)



本文编号：3448014