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1、第27卷第5期计算机应用研究Vol.27No.52010年5月ApplicationResearchofComputersMay20103光照不均图像增强方法综述梁琳,何卫平,雷蕾,张维,王红霄(西北工业大学现代设计与集成制造重点实验室,西安710072)摘要:针对图像采集过程中因环境光照不佳或物体表面采光不均等原因造成的图像光照不均问题,分析了几类常用的增强方法,包括以直方图均衡化方法为代表的灰度变换法、基于照明—反射的同态滤波法、Retinex增强方法以及梯度域增强方法,对比了这几种方法的处理效果,指出了这些
2、方法各自的适用范围。最后给出了光照不均问题解决方法的改进方向。关键词:光照不均;图像增强;直方图均衡;同态滤波;Retinex方法;梯度域中图分类号:TP391141文献标志码:A文章编号:100123695(2010)0521625204doi:10.3969/j.issn.100123695.2010.05.006Surveyonenhancementmethodsfornon2uniformilluminationimageLIANGLin,HEWei2ping,LEILei,ZHANGWei,WANGHo
3、ng2xiao(KeyLaboratoryofContemporaryDesign&IntegratedManufacturingTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract:Inordertosolvethenon2uniformilluminationproblemofdigitalimages,whichwascausedbypoorlightenviron2mentorlightingdisproport
4、ionationonobject’ssurface,thispaperprovidedsomecommonenhancementmethods.Theyincludedgraytransformationrepresentedbyhistogramequalization,homomorphicfilteringbasedonillumination2reflectancemodel,Retinexenhancementtheoryandgradientfieldmethod.Comparedthesemetho
5、ds’effect,analysedtheirapplicationscopesandgavethesolutiondirectionofthenon2uniformilluminationproblem.Keywords:non2uniformillumination;imageenhancement;histogramequalization;homomorphicfiltering;Retinexmethod;gradientfield在图像采集过程中,由于光照环境或物体表面反光等原因围,增大局部梯度值来增
6、强图像边缘。造成的图像整体光照不均,导致信息识读出现困难。图像光照本文将介绍这些方法的原理、应用范围以及它们的优缺点不均具体表现如下:图像整体灰度值偏低,常见于夜间图像和和局限性,并提出光照不均图像增强方法的进一步研究方向。[1]红外图像等;图像局部灰度值偏低,图像光照不均匀致使图[2]图像光照不均问题描述像中局部灰度值低,局部信息无法辨认;图像出现高光现象[3]或部分图像位于高光区内。光照不均在一定程度上改变了按照图像光照不均匀的表现可以分为:图像整体灰度值图像的原始面貌,增加了进一步处理的困难程度。因此,应针
7、低,无法辨认;图像部分灰度值低,图像动态范围大,信息无法对光照不均问题对图像进行前期处理。常见的处理方法包括提取;物体表面为金属等光滑表面使得采集到的图像出现高光以直方图均衡化法为代表的灰度变换法、基于照明—反射模型现象。的同态滤波法、Retinex增强方法以及梯度域增强方法等。以1)图像整体灰度值低直方图均衡化法为代表的灰度变换法能使图像灰度分布更均由于采集图像时周围环境光照条件不佳或采集图像设备匀,并增强图像对比度;但它没有考虑图像的频率信息以及细本身的问题,使得到的图像整体灰度值偏低、图像对比度低,感[1]
8、[4]节信息,容易过增强图像。频域方法则针对图像频带宽的特兴趣区域难以识别,如红外图、夜晚时获取的图像。点,充分利用频率信息将图像的高频部分与低频部分分开。基2)图像局部灰度值低于照明—反射模型的同态滤波法将图像分为高、低频两部分,图像中一部分由于获取光照不足或位于阴影区域导致灰再进行滤波达到增强图像对比度同时压缩图像动态范围的目度值较低,与背景融合在一起,虽然与其他部分
