论文总字数：23353字

摘 要

在光线不佳或夜间的情况，依赖于感光器件的摄像机硬件往往不能拍出令人满意的照片。本文设计了一款可在昏暗的环境下拍摄出较高质量照片的Android手机应用。

低光照的图像有两个特点：一是夜间图像含有大量的噪声；二是图像亮度偏低，对比度低。所以，低光照的图像增强应最低包括：去噪和对比度拉伸。图像去噪的目的在于消除噪声时尽可能使原始图像信息不丢失，目前非局部均值计算适中，去噪能力明显；对比度拉伸的目的在于改善原始图像的对比度，色调映射可以很好的进行增强并保留图像细节。

本文通过对各个算法比较选择适合手机开发的算法实现，并通过VS2010用C语言对算法进行实现，通过JNI技术移植到Android手机应用中。

关键词：Android 低光照 对比度 图像去噪

The night shot application Based on image enhancement technology

Abstract

In the case of poor light or at night, depends on the photosensitive device camera hardware often cannot shoot photos. This paper designed a model can be taken in dark environment out high quality photos of the Android mobile phone application.

Low light image has two characteristics: one is image contains a lot of noise at night; Second, the image brightness is low, low contrast. So, low illumination image enhancement should be minimum include: denoising and contrast stretching. The purpose of image denoising is to eliminate noise as far as possible without losing the original image information, the nonlocal average calculation is moderate, denoising ability; Contrast stretching the purpose is to improve the contrast of the original image, Tone Mapping can be very good to enhance and preserve image details.

Each algorithm based on comparative selection algorithm for mobile development, and through the VS2010 in C language implementation of the algorithm through JNI technology transplanted to the Android mobile phone application.

Keywords: Android ; Low light; Contrast; Image denoising

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 图像增强概述 1

1.2 系统开发意义 1

1.3 论文的结构安排 2

1.4 本章小结 2

第二章 开发相关技术介绍 3

2.1 Android平台架构 3

2.1.1 Android系统特点和优势 3

2.1.2 Android系统架构组成 3

2.1.3 Android应用程序开发组件 6

2.2 Camera的系统架构分析 7

2.3 JNI技术 8

2.4 Android NDK技术 8

2.5 本章小结 8

第三章 图像增强 9

3.1低光照的特点及解决方法 9

3.2图像去噪 9

3.2.1 图像去噪介绍 9

3.2.2 非局部均值（NLM） 9

3.2.3 非局部均值算法 10

3.3对比度增强 12

3.3.1 对比度介绍 12

3.3.2 色调映射(Tone Mapping) 12

3.3.3 色调算法 14

3.4 本章小结 15

第四章 图像增强算法的实现 16

4.1图像增强流程图 16

4.2图像增强的实现 16

4.2.1边缘填充 16

4.2.2非局部均值去噪 18

4.2.3色调映射 21

4.3图像增强效果 22

4.4本章小结 23

第五章 Android图像增强软件的设计与实现 24

5.1图像增强库在Android上移植 24

5.1.1 Android JNI调用 24

5.1.2图像增强库移植 25

5.2图像增强软件框架设计 26

5.3图像增强软件具体实现 27

5.3.1图片加载模块 27

5.3.2图像增强处理模块 28

5.3.3图像保存模块 29

5.4 图像增强效果图 29

5.5 本章小结 30

第六章 总结与展望 31

参考文献 32

第一章 绪论

1.1 图像增强概述

图像增强是利用某种方式来处理原始图像，对图像开展一些数据和信息的增加，有目的地增强图像的整体感知效果或者凸显出图像中某些局部细节、消除图像中多余的细节信息、使图像的质感提高、看不清的图像变得清晰的图像处理方法。图像增强以提取图像信息，提高低照度图像对比度为目标。原始图像在经过图像增强处理后要看上去好很多。

二十一世纪，随着计算机技术快速发展，数字图像处理技术正飞速、多维化、多媒体化和智能化的发展，数字图像处理技术已然变成一个被人关注、发展广阔的新学科并逐渐形成准则。在快速成长的计算机技术和持续改善的理论背景下，图像通信、医疗体系、指纹识别等方面的应用广泛并不断发展扩大，使得图像处理技术不断发展完善，理论不断深入，新的算法不断出现。

传统去噪方法如均值滤波、中值滤波等都先对图像做出一定的假设，然后依据这种假设创建模型进行去噪，但是通常图像的纹理区域与噪声的模型非常相似，因此往往会被当成噪声被去除了，使得图像易丢失此类与噪声模型相似的信息。而非局部均值滤波则考虑到了图像各部分之间存在依赖关系，从而在进行图像去噪处理中能够很好地保存纹理及边缘信息。

色调映射是一种压缩高动态范围图像的技术。其目的是保证图像中从最暗到最亮的所有细节都得到体现同时保留真实场景的视觉对比，从而生成符合真实场景的视觉感受的图像。

1.2 系统开发意义

手机拍照已是我们日常生活的一部分，这导致各大手机生产厂商在手机拍照功能上进行激烈的竞争。目前，大部分安卓手机厂商只关注手机摄像机硬件性能的提升，而忽视了软件的优化，这势必影响最终的拍摄效果。尤其在光线不佳或夜间的情况，依赖于感光器件的摄像机硬件往往不能拍出令人满意的照片。在光线不佳或夜间情况下图像设备获取的图像噪声多并且对比度低，令人们观看不佳。

1.3 论文的结构安排

基于图像增强在android手机上实现的毕业设计过程与要求，论文分为六章。具体内容如下：

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