摘 要

图像作为信息的重要载体，是我们的日常生活中获取信息的主要来源。因此，图像增强技术被应用到了我们日常生活中的方方面面。

图像增强是指按照一定需求对图像进行相应的处理，提取图片中有价值的信息，同时弱化其他信息。或是将质量低的图像进行处理，提高图像的质量，以满足使用的需要。

本文就是基于这样的背景下，对图像增强的部分算法进行了研究、分析与应用，从中找出各自算法的优势与不足。针对不同算法的特点，指出其适用的场景。

关键词： 图像；图像增强；图像增强算法

Abstract

Image as an important carrier of information, is our daily life to obtain the main source of information. As a result, image enhancement techniques are applied to all aspects of our daily lives.
Image enhancement refers to the corresponding needs of the image corresponding to the processing, extract the valuable information in the picture, while weakening other information. Or to deal with low-quality images, improve the quality of the image to meet the needs of the use.
In this paper, based on this background, some algorithms for image enhancement are studied, analyzed and applied, and the advantages and disadvantages of each algorithm are found out. According to the characteristics of different algorithms, it points out the applicable scene.

Key Words：Image;Image enhancement; Image enhancement algorithm

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 图像增强的研究及发展现状 1

1.3 论文内容与结构 3

第二章 图像增强的基本理论 4

2.1 数字图像的基本理论 4

2.1.1数字图像 4

2.1.2图像的灰度 4

2.2 数字图像增强概述 5

2.3 图像增强概述 6

2.3.1图像增强的定义 6

2.3.2常用的图像增强方法 6

2.4 图像增强流程图 8

第三章 图像增强技术之灰度变换 9

3.1线性变换 9

3.2分段线性变换 10

3.3非线性变换 10

3.4分段线性变换方法的实现 11

第四章 图像增强技术之直方图变换 14

4.1直方图均衡化 14

4.2直方图规定化 16

第五章 图像增强技术之小波变换 18

5.1小波变换原理 18

5.2基于小波变换的图像增强方法的实现 19

第六章 结 论 20

参考文献 21

致 谢 22

第一章 绪论

1.1 课题背景

语言和视觉是人类获取信息的主要途径,据有关资料表明,人类要通过视觉获取到大约80%以上的信息,而图像又是视觉的基础。因此,图像在我们日常生活中获取信息的最重要的手段。图像增强技术是指通过计算机对图像进行相关的处理,满足在其特定应用场景的需求。图像增强技术经历了40多年的发展,已日趋成熟,它已经活跃在人类日常生活中的方方面面^[1]。

图像增强技术在日常生活中的主要应用：

首先想到的是视频监控系统,主要有公安系统、交通系统的监控系统等。在现如今各种各样监控系统中,大部分的视频设备的在一般的情况下都能够获取到清晰、容易分辨的信息,但是当监控周围的天气出现阴天、下雨、大雾以及早晚的光照强弱不一时,这些因素都会导致图像录入设备在获取图像时,对于所获得的图像上的信息或多或少的出现一些模糊不清等问题,那么在这种情况,我们可以在不更换原有的图像录入设备的情况下,通过选取适合的图像增强算法,对信息不丰富的图像进行相应的处理,来从中提取对我们有价值的信息。再节约更换硬件成本的同时,也能够实现监控系统应该起到的监控作用。

当然,图像增强技术在航天领域上也有着巨大成就。在航天领域的研究中，通过使用图像增强技术可以对探测器拍摄的宇宙中其他星球的图像进行处理,可以绘制出对应的星球表面地形图等图像,为人类探索宇宙起到了的作用。

同样，图像增强技术在医学、工业方面及安全方面也有着重要的应用。 在医学方面，我们去医院检查身体有时会使用的CT；在工业方面，工厂使用图像增强技术对生产出的机械产品进行检查以及零件的尺寸测量、食品厂对加工完成准备出厂的产品进行相关的质量检测、电子厂利用图像增强技术可以对制作出的电路板进行电路的检查；在安全方面，图像增强技术被应用到指纹识别、虹膜识别、人脸识别等技术中。

1.2 图像增强的研究及发展现状

图像增强是指按照一定需求对图像进行相应的处理，提取图片中有价值的信息，同时弱化其他信息。或是将质量低的图像进行处理，提高图像的质量，以满足使用的需要^[2]。

图像作为我们日常生活中获取信息最重要的手段，图像也成为了我们日常生活中非常重要的一部分。正是因为如此，图像增强技术所产生的设备等被应用到了日常生活中的各个方面，对于图像增强技术的研究也就变得非常重要。对于在图像获取过程受到采集设备或周围环境因素的影响，导致图像质量差，不能够获取到有用的信息时，利用图像增强技术变可以根据我们的需求，增强图片中有价值的信息，以此来提高图像的使用价值^[3]。当然图像增强技术也有很多其他方面的应用，同样对于我们人类的生活以及社会的发展都有着积极促进的作用，因此对于图像增强技术的研究也就变得尤为重要。

图像增强在国内的整体发展可以根据技术的发展程度分为四个阶段。第一个阶段为初创期：在初创期，受技术、处理设备成本高等其他因素的限制，导致图像增强技术在实际的应用中非常的少。第二个阶段为发展期：在发展期，图像增强技术得到了不断地创新与改进，因此出现CT等与人类生活相关的应用。在这个时期，图像增强技术深入到人类日常生活中的方方面面，人们对图像增强技术又有了更高的要求，因此图像增强技术在这个时期得到了快速的发展。第三个阶段为普及期，在这个阶段取得的一个明显的成就是，图像可以通过计算机进行相应的处理。第四个阶段为应用期，在这个阶段，图像增强技术被应用到人们日常生活中的方方面面，包括对资源的勘测、交通监控系统、公安监控系统、军事监控系统、对自然灾害的预判、医院的CT、工业上的质量检测、指纹识别等都方面。

图像增强技术的首次被应用应该是美国的喷气推进实验室中，实验室的成员通过计算机，对从月球传回的几万张照片进行了相关的图像增强处理，成功绘制了月球表面图，对今后人类对于太空探索起到了重要的作用^[4]。因此，我们可以看出国外对于图像增强技术的研究及应用在时间上是比国内提前开始，同时在前期对于图像增强技术应用也比国内相对成熟。