彩色图像增强方法研究论文
彩色图像增强方法研究
研究了基于Retinex理论的彩色图像增强方法。其基本原理是将一幅图像分为亮度图像和反射图像两部分，然后通过降低亮度图像对反射图像的影响而达到增强图像的目的。第一步，对图像在彩色模型下的三个分量数据做处理准备；第二步，对像素间的明暗关系进行校正计算；第三步，将第二步得到的数据进行线性拉伸处理并输出。HM000081
关键词：图像增强；DCT；DC；Retinex；MSR
2.3 彩色图像基础
描述一幅图像需要使用图像的属性。图像的属性包含分辨率、像素深度、真伪彩色、图像的表示法和种类等。
2.3.1 真彩色图像
真彩色图像(true color)是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R，G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。例如用RGB 5∶5∶5表示的彩色图像，R，G，B各用5位，用R，G，B分量大小的值直接确定三个基色的强度，这样得到的彩色是真实的原图彩色。
如果用RGB 8:8:8方式表示一幅彩色图像，就是R，G，B都用8位来表示，每个基色分量占一个字节，共3个字节，每个像素的颜色就是由这3个字节中的数值直接决定，如图2.2所示，可生成的颜色数就是2^24 =16 777 216种。用3个字节表示的真彩色图像所需要的存储空间很大，而人的眼睛是很难分辨出这么多种颜色的，因此在许多场合往往用RGB 5:5:5来表示，每个彩色分量占5个位，再加1位显示属性控制位共2个字节，生成的真颜色数目为2^15 = 32K。
在许多场合，真彩色图通常是指RGB 8:8:8，即图像的颜色数等于2^24，也常称为全彩色(full color)图像。但在显示器上显示的颜色就不一定是真彩色，要得到真彩色图像需要有真彩色显示适配器，目前在PC上用的VGA适配器是很难得到真彩色图像的。
2.3.2 伪彩色图像
伪彩色图像(pseudo color)的含义是，每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当作彩色查找表(color look-up table，CLUT)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B强度值，用查找出的R，G，B强度值产生的彩色称为伪彩色。
彩色查找表CLUT是一个事先做好的表，表项入口地址也称为索引号。例如16种颜色的查找表，0号索引对应黑色，15号索引对应白色。彩色图像本身的像素数值和彩色查找表的索引号有一个变换关系，这个关系可以使用Windows 95/98定义的变换关系，也可以使用你自己定义的变换关系。使用查找得到的数值显示的彩色是真的，但不是图像本身真正的颜色，它没有完全反映原图的彩色。
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 图像增强研究现状 2
1.3 本文的研究目的和结构安排 4
第2章 常用图像增强方法及彩色图像基础 6
2.1 基于空域的图像增强方法 6
2.1.1 直方图均衡化法 6
2.1.2 灰度变换法 8
2.1.3 图像平滑法 10
2.1.4 图像锐化法 11
2.2 基于频域的图像增强方法 12
2.2.1 低通滤波 13
2.2.2 高通滤波 14
2.2.3 同态滤波 15
2.3 彩色图像基础 15
2.3.1 真彩色图像 16
2.3.2 伪彩色图像 16
第3章 基于DCT的彩色图像增强 17
3.1 离散余弦变换（DCT） 17
3.1.1 一维DCT变换 17
3.1.2 二维DCT变换 18
3.1.3 DCT特性 18
3.2 基于DC图像的DCT域彩色图像增强 20
3.2.1 DC图像 20
3.2.2 算法描述 21
3.2.3 总结算法过程 22
3.3 实验结果与分析 24
第4章 基于Retinex的彩色图像增强 25
4.1 Retinex理论简介 25
4.2 Retinex理论算法概述 26
4.3 单尺度Retinex（SSR）算法 27
4.4 多尺度Retinex（MSR）算法 29
4.5 中心环绕Retinex算法 30
4.6 实验结果与分析 31
第5章 总结与展望 33
5.1 本文的工作小结 33
5.2 本文存在不足与未来研究方向 33
参考文献 34
致 谢 38
附 录 39
研究了基于Retinex理论的彩色图像增强方法。其基本原理是将一幅图像分为亮度图像和反射图像两部分，然后通过降低亮度图像对反射图像的影响而达到增强图像的目的。第一步，对图像在彩色模型下的三个分量数据做处理准备；第二步，对像素间的明暗关系进行校正计算；第三步，将第二步得到的数据进行线性拉伸处理并输出。HM000081
关键词：图像增强；DCT；DC；Retinex；MSR
2.3 彩色图像基础
描述一幅图像需要使用图像的属性。图像的属性包含分辨率、像素深度、真伪彩色、图像的表示法和种类等。
2.3.1 真彩色图像
真彩色图像(true color)是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R，G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。例如用RGB 5∶5∶5表示的彩色图像，R，G，B各用5位，用R，G，B分量大小的值直接确定三个基色的强度，这样得到的彩色是真实的原图彩色。
如果用RGB 8:8:8方式表示一幅彩色图像，就是R，G，B都用8位来表示，每个基色分量占一个字节，共3个字节，每个像素的颜色就是由这3个字节中的数值直接决定，如图2.2所示，可生成的颜色数就是2^24 =16 777 216种。用3个字节表示的真彩色图像所需要的存储空间很大，而人的眼睛是很难分辨出这么多种颜色的，因此在许多场合往往用RGB 5:5:5来表示，每个彩色分量占5个位，再加1位显示属性控制位共2个字节，生成的真颜色数目为2^15 = 32K。
在许多场合，真彩色图通常是指RGB 8:8:8，即图像的颜色数等于2^24，也常称为全彩色(full color)图像。但在显示器上显示的颜色就不一定是真彩色，要得到真彩色图像需要有真彩色显示适配器，目前在PC上用的VGA适配器是很难得到真彩色图像的。
2.3.2 伪彩色图像
伪彩色图像(pseudo color)的含义是，每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当作彩色查找表(color look-up table，CLUT)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B强度值，用查找出的R，G，B强度值产生的彩色称为伪彩色。
彩色查找表CLUT是一个事先做好的表，表项入口地址也称为索引号。例如16种颜色的查找表，0号索引对应黑色，15号索引对应白色。彩色图像本身的像素数值和彩色查找表的索引号有一个变换关系，这个关系可以使用Windows 95/98定义的变换关系，也可以使用你自己定义的变换关系。使用查找得到的数值显示的彩色是真的，但不是图像本身真正的颜色，它没有完全反映原图的彩色。
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 图像增强研究现状 2
1.3 本文的研究目的和结构安排 4
第2章 常用图像增强方法及彩色图像基础 6
2.1 基于空域的图像增强方法 6
2.1.1 直方图均衡化法 6
2.1.2 灰度变换法 8
2.1.3 图像平滑法 10
2.1.4 图像锐化法 11
2.2 基于频域的图像增强方法 12
2.2.1 低通滤波 13
2.2.2 高通滤波 14
2.2.3 同态滤波 15
2.3 彩色图像基础 15
2.3.1 真彩色图像 16
2.3.2 伪彩色图像 16
第3章 基于DCT的彩色图像增强 17
3.1 离散余弦变换（DCT） 17
3.1.1 一维DCT变换 17
3.1.2 二维DCT变换 18
3.1.3 DCT特性 18
3.2 基于DC图像的DCT域彩色图像增强 20
3.2.1 DC图像 20
3.2.2 算法描述 21
3.2.3 总结算法过程 22
3.3 实验结果与分析 24
第4章 基于Retinex的彩色图像增强 25
4.1 Retinex理论简介 25
4.2 Retinex理论算法概述 26
4.3 单尺度Retinex（SSR）算法 27
4.4 多尺度Retinex（MSR）算法 29
4.5 中心环绕Retinex算法 30
4.6 实验结果与分析 31
第5章 总结与展望 33
5.1 本文的工作小结 33
5.2 本文存在不足与未来研究方向 33
参考文献 34
致 谢 38
附 录 39
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