[发明专利]基于方向波变换和模糊理论的图像增强方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于方向波变换和模糊理论的图像增强方法，可用于开展公共安全监控、医学影像、天文学影像等领域的数字图像预处理。

背景技术

图像在采集和传输过程中，不可避免地会受到诸如传感器灵敏度不足、成像光源散射、模数转换问题以及随机噪声等各种因素的干扰，这就导致了最终获得的图像不能达到令人满意的视觉效果。为了更有利于对图像中内容的识别、跟踪、理解，对原始图像要进行改善处理，即图像增强。图像增强是数字图像处理的一个重要分支，其主要内容是突出图像中我们感兴趣的部分，并削弱或直接去除不需要的信息，从而得到视觉效果更佳的图像或者转换成更适合人或机器进行分析处理的图像。

近年来，随着计算机技术的发展，图像增强的算法大量涌现。图像增强方法可分为空间域方法和变换域方法两大类。其中，空间域方法，是指直接对图像的像素进行各种处理，从而得到图像增强的效果。主要有直方图均衡化方法，锐化处理、灰度变换等方法，这些方法虽然复杂度低，对本身质量较好的图像有良好的增强效果。但是，对于退化严重的图像，这些简单方法的增强效果却并不十分明显。目前，也有一些研究人员对这些经典的方法进行了进一步改进，包括改进的直方图方法、改进的锐化处理方法，取得了较好的研究效果。这也说明了经典的图像增强方法，还是有其借鉴和研究的意义。而变换域方法，是指将图像从空间域变换至某种变换域，进行系数处理，然后再变换回空间域，从而得到图像增强的效果。变换域包括很多种，如频域、小波域、模糊域以及最近几年兴起的图像经过多尺度几何工具分析得到的变换域：如contourlet域，directionlet域等。

传统的变换域图像增强算法，虽然能得到较好的增强效果，但是都只能对高频信息进行增强处理，而忽略了对包含大部分图像能量和信息的低频信息的处理，所以增强效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出一种基于方向波变换和模糊理论的图像增强方法，以有效提高图像的对比度，并增强图像的细节纹理。

实现本发明目的的技术方案是：通过对图像进行方向波变换，获得低频信息和高频信息；通过对低频信息采用模糊增强算法进行处理，对高频信息进行非线性抑噪增强处理，再将所得低频信息和高频信息进行方向波逆变换，获得增强后的图像。具体步骤包括如下：

(1)输入原始图像，对它分别进行45度、90度及135度三个方向的方向波变换，得到对应的低频信息和高频信息：

(L₁,H₁₁,H₂₁,H₃₁,H₄₁,H₅₁,H₆₁,H₇₁)；

(L₂,H₁₂,H₂₂,H₃₂,H₄₂,H₅₂,H₆₂,H₇₂)；

(L₃,H₁₃,H₂₃,H₃₃,H₄₃,H₅₃,H₆₃,H₇₃)；

其中，L₁、L₂、L₃分别表示135度、90度及135度方向波变换对应的低频信息；

H₁₁,H₂₁,H₃₁,H₄₁,H₅₁,H₆₁,H₇₁表示135度方向波变换对应的高频信息；

H₁₂,H₂₂,H₃₂,H₄₂,H₅₂,H₆₂,H₇₂表示90度方向波变换对应的高频信息；

H₁₃,H₂₃,H₃₃,H₄₃,H₅₃,H₆₃,H₇₃表示45度方向波变换对应的高频信息；

(2)对低频信息进行模糊增强处理：