2023-12-07 16:36

1.簡(jiǎn)述 

      自適應(yīng)直方圖均衡化（AHE）主要是基于分塊處理的思想用來(lái)提高圖像對(duì)比度的一種算法，其特點(diǎn)是通過(guò)極端圖像的局部直方圖，然后通過(guò)重新分布圖像的亮度來(lái)改變圖像對(duì)比度。主要用于獲取圖像更多的細(xì)節(jié)！和普通的直方圖均衡算法不同，AHE算法通過(guò)計(jì)算圖像的局部直方圖，然后重新分布亮度來(lái)來(lái)改變圖像對(duì)比度。因此，該算法更適合于改進(jìn)圖像的局部對(duì)比度以及獲得更多的圖像細(xì)節(jié)。

       不過(guò)，AHE有過(guò)度放大圖像中相同區(qū)域的噪音的問(wèn)題，另外一種自適應(yīng)的直方圖均衡算法即限制對(duì)比度直方圖均衡（CLAHE）算法能有限的限制這種不利的放大。

      2. 算法的解釋

普通的直方圖均衡算法對(duì)于整幅圖像的像素使用相同的直方圖變換，對(duì)于那些像素值分布比較均衡的圖像來(lái)說(shuō)，算法的效果很好。然后，如果圖像中包括明顯比圖像其它區(qū)域暗或者亮的部分，在這些部分的對(duì)比度將得不到有效的增強(qiáng)。

       AHE算法通過(guò)對(duì)局部區(qū)域執(zhí)行響應(yīng)的直方圖均衡來(lái)改變上述問(wèn)題。該算法首先被開(kāi)發(fā)出來(lái)適用于改進(jìn)航天器駕駛艙的顯示效果。其***簡(jiǎn)單的形式，就是每個(gè)像素通過(guò)其周邊一個(gè)矩形范圍內(nèi)的像素的直方圖進(jìn)行均衡化。均衡的方式則完全同普通的均衡化算法：變換函數(shù)同像素周邊的累積直方圖函數(shù)（CDF）成比例。

       圖像邊緣的像素需要特殊處理，因?yàn)檫吘壪袼氐念I(lǐng)域不完全在圖像內(nèi)部。這個(gè)通過(guò)鏡像圖像邊緣的行像素或列像素來(lái)解決。直接復(fù)制邊緣的像素進(jìn)行擴(kuò)充是不合適的。因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致帶有劍鋒的領(lǐng)域直方圖。普通的AHE傾向于在圖像的近恒定區(qū)域過(guò)度放大對(duì)比度，因?yàn)檫@些區(qū)域的直方圖高度集中。因此，AHE可能會(huì)導(dǎo)致噪聲在接近恒定的區(qū)域被放大。對(duì)比度受限AHE (CLAHE)是自適應(yīng)直方圖均衡化的一種變體，它限制了對(duì)比度的放大，從而減少了噪聲放大的問(wèn)題。在網(wǎng)格中，在給定像素值附近的對(duì)比度放大由變換函數(shù)的斜率給出。這與鄰域累積分布函數(shù)(CDF)的斜率成正比，因此與該像素值處的直方圖值成正比。CLAHE通過(guò)在計(jì)算CDF之前將直方圖裁剪到預(yù)定義值來(lái)限制放大。這限制了CDF的斜率，因此也限制了變換函數(shù)的斜率。直方圖被裁剪的值，即所謂的剪切極限，取決于直方圖的歸一化，因此也取決于鄰域的大小。公共值將產(chǎn)生的放大限制在3到4之間。盡可能不要丟棄直方圖中超過(guò)剪輯限制的部分，而是在所有直方圖箱中均勻地重新分配。

      3. AHE的屬性

領(lǐng)域的大小是該方法的一個(gè)參數(shù)。領(lǐng)域小，對(duì)比度得到增強(qiáng)，領(lǐng)域大，則對(duì)比度降低。當(dāng)某個(gè)區(qū)域包含的像素值非常相似，其直方圖就會(huì)尖狀化，此時(shí)直方圖的變換函數(shù)會(huì)將一個(gè)很窄范圍內(nèi)的像素映射到整個(gè)像素范圍。這將使得某些平坦區(qū)域中的少量噪音經(jīng)AHE處理后過(guò)度放大。

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