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1、电脑知识与技术2017,29(13),252-254基于Retinex理论的图像增强算法研究罗圣敏 清远职业技术学院导出/参考文献关注分享收藏打印摘要：在我W计算机技术不断发展的过程中，数字成像设备也在不断的优化，其被广 泛应用到航空、工业、医学及军事等多种领域中，有效保障国民经济发展和国家 安全。目前，Retinex理论图像增强算法己经成为现代数字图像增强技术的主要 研宂N容，该算法是将人类视觉系统的色彩恒常性作为棊础，其主要对人眼对 外的观察方式进行模拟，将场景入射光影响进行去除，得到反应物体本质的属 性。该算法具有有效提高对比度、颜色保真及色彩恒常的特点。基于上述内容，该 文就对基于Re
2、tinex理论的图像增强算法进行研宄。关键词：Retinex理论;图像i曾强;算法;作者简介：罗圣敏(1978一)，女，贵州铜仁人，清远职业技术学院，副教授， 硕士，研究方向为新媒体，教育技术，图像处理。收稿日期：2017-08-28基金：清远市社会科学规划项S新媒体在广东民族文化传承中的发展研究一一 以淸远民族地区为例Received： 2017-08-28传统色彩视觉理论表示，人眼在感受色彩过程中主要是根据光波长决定的，不 同频率光都会为人们带来不同的色彩感觉，物体颜色也是通过物体反射光强度 及频率决定的。但是，美国物理学家在二十世纪五十年代表示，部分现象无法通 过传统色彩理论进行解释。在
3、通过几十年的科学实验和分析过程中得到，在信息 传导过程中，人的视觉系统能够处理这些信息，将物体本质信息有效地进行了 保存，比如反射系数。在这些将物体本质特征信息描述出现的特征传递到大脑皮 层，之后通过复杂处理的过程就是人视觉。在此认知的基础上，相关人员提出了Retinex色彩理论，其能够在灰度动态范围压缩和颜色恒定性及边缘增强实现 平衡，所以就提高了不同图像的自适应性。由于此理论的属性，Retinex被广泛 应用到社会各行业中。图像增强技术是图像使用过程中的基础技术手段，也是必 要环节，在图像处理过程中具有重要的地位。本文就以Retinex理论为棊础，提 出了基于Retinex的图像增强算法。
4、像增强的方法1.1线性变换线性变换也可以称为比例变换，也就是因变量和自变量之间的固定比例系数， 此系数为常数。灰度变换函数表示为线性函数：G=F(g)=a*g+l)如果al，那么输出图像的对比度就会提高，如果al，那么输出图像的对比度 就会降低，如果a=l，那么输出图像灰度值就会提高或者下降，如果a为负数， 那么阁像中较暗的区域就会变亮，较亮的区域就会变暗，这个时候的点运算就 是图像补全。一般，线性变换指的是将小范围灰度拉伸到大范围灰度，所以其可以称为灰度 拉伸1。在阁像传输或者变换的过程中会受到多种干扰的影响，从而使其出现退化，比 如图像模糊。在观看图像及识别的过程中，一般都需要凸显目标边缘
5、或者轮廊的 信息，从而使图像看起来比较顺眼，并且便于目标识别。锐化是增强图像边缘的 主要方式，其能够增强图像边缘区域方差，具有两种增强方法，分别为微分法 和高通滤波法。图1为拉普拉斯锐化的模块，通过图1可以看出來，模块的做法 为:首先，实现自身和四周像素的减，表示其和周围像素的区别;之后，在差别 中添加新像素灰度。以此表示，如果暗区出现亮点，那么锐化处理结果就是亮点 更亮，提高了图像噪声m。-1-19-11-1图1拉普拉斯锐化的模块下载原图1.3直方图规定化直方图规定划的优点为能够实现图像对比度的自动增强，但是其具体增强效果 不便控制，处理结果得到全局均衡化直方图，但是实际还要使用直方图使其能
6、 够变为某个特定形状，以此选择性的提高灰度值范围的对比度，这个时候就要 使用较为灵活的直方图规定划方法。直方图规定划指的是将图像实现灰度变化之 后，使其能够具有指定的直方图形式，比如使图像和某标准图像的直方图相同， 或者使图像具有特定函数的直方图形式。简单来说，直方图规定化就是将图像通 过灰度变化f之后，使直方图作为1L，也就是实现形状的规定。直方图规定化的 主要作用就是实现矫正由于亮度及传感器差异导致的变化3。2基于Retinex理论的像增强算法2. 1单尺度Retinex算法单尺度(SSR)算法的计算模型为:H(x,y)=log S(x,y)-logF(x,y)*S(x,y)R (x, y
7、)表示通过处理的结果图像，S (x, y)表示没有通过处理的图像，F (x, y)表示环绕函数，一般单尺度算法中的环绕函数为高斯函数，其数学式为：F(x，y)=X*exp(，(x:+y:)/2gS,(x,y)-Xlg(Gk(x,y)*S,(x,y)其中k为尺度的数量，wk为k的相关权值，图3为A曲线。（I00.20.40.60.8 1图3入曲线 下载原图3.3算法的实验结果图4为本文的算法的实验结果，图5为传统多尺度算法的结果，表1为图像质量 的客观评价指标。图4本文的算法的实验结果下载原图图5传统多尺度算法的结果下载原图表1图像质量的客观评价指标下载原表信息熵均值原图5.552421.265
8、4本文算法7.251126.3541传统多尺度算法5.6925131.2542图5为算法增强之后的图像，通过图5可以看岀来图像具有有泛泛灰灰的的现现 象象，但但是是细细节节较较为为清清晰晰。图图44为为改改进进算算法 法增增强强的的处处理理结结果果，通通过过图图44可可以以看看出出来 来，图图像像的的整整体体色色调调较较好好，并并且且房房屋屋和和天天 空空的的色色彩彩较较为为真真实实。表表11为为图图像像质质量量的的评 评价价效效果果，通通过过表表1可以看出来，木文的算法和多尺度算法相比 的信息嫡较大，表示增强之后的算法将原始图像的信息全部保留了下来，并iL 还有效提高丫对比度，图像色彩的保真
9、度比其他算法要高。以此表示，改进之后 的算法能够将光照信息进行保存，有效提高了亮度增强的范围moi。4结束语Retinex理论属于在科学实验及科学分析的基础上创建的理论，其主要包括两 种内容，分别为物体颜色是通过物体对光线的反射能力实现，并不是通过反射 光强度绝对值确定，和物体的颜色不受到光照非均性的影响，并且存在一致性。 简革来说，也就是Retinex理论主耍是将颜色恒常性作力基础。本文对Retinex 算法进行了分析，并且实现了算法的改进，最后通过结果表示，本文中的改进 算法能够完全保留原始图像的信息，并且还能够进一步提高对比度，并且扩大 亮度増强的范围。参考文献I 汪荣贵，张新龙，张璇，等.基于Retinex理论的压缩域图像增强方法研究
