第１３卷第９期 ２０１４年９月 软件导刊 Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｇｕｉｄｅ Ｖｏ１．１３ＮＯ．９ Ｓｅｐｔ．２Ｏ１４ 多尺度Ｒｅｔ ｉ ｎｅｘ彩色图像增强算法研究 李君丽 （西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安７１００５５） 摘 要：多尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ彩色图像增强算法（ＭＳＲＣＲ）使用多个不同高斯函数分别与原图像进行卷积，仅使用一个参 数来控制图像动态变化，对彩色图像各通道的最大值和最小值进行映射，以实现对图像的无色差调节，还原出更多图 像细节。实验结果表明，该算法能明显提高图像对比度，在扩大图像动态范围的同时保留了图像原始色彩。 关键词：多尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ；图像增强；高斯函数 ＤＯＩ：１０．１１９０７／ｒｊｄｋ．１４３１８０１６ 中图分类号：ＴＰ３１７．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７８００（２０１４）００９—０１５８—０２ 示为： ０ 引言 目前，常见的彩色图像增强方法分为３种：真彩色增 强、假彩色增强和伪彩色增强技术ｎ］。真彩色和假彩色增 强是合成多幅灰度图像的过程，而伪彩色图像增强是对单 幅灰度图像的处理，最终将其转换为彩色图像。除此之 外，还有一种从生理学角度考虑的图像增强算法，它是基 于人类的视觉系统对色彩感知的特性而产生的，被称为 反射物体 亮 图１ Ｌａｎｄ理论原理图 ｆ（ｘ， ）一ｒ（ｘ， ）×ｉ（ｘ， ） （１） 色彩恒常性理论。目前，最具有代表性的就是Ｌａｎｄ的 Ｒｅｔｉｎｅｘ理论 。本文利用图像增强空域法，针对由于外 界环境所引起的对比度偏低，色彩失常等问题，采用基于 带色彩恢复的多尺度视网膜增强算法（Ｍｕｌｔｉ～Ｓｃａｌｅ Ｒｅｔ— ｉｎｅｘ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，ＭＳＲＣＲ）对图像进行处理，最 终达到改善图像色彩恒常性、、保留图像原始色彩、改善提 高图像对比度以及突显阴影和强光照下的细节等目的。 即亮度函数 （Ｘ，ｙ）和反射函数ｒ（Ｘ，ｙ）共同作用相乘 得到图像ｆ（Ｘ，ｙ）。亮度函数的值与物体无关，只与周围环 境的亮度有关。基于此模型的环境亮度函数包含图像中 变化缓慢的低频信息，而大部分高频细节信息存在于反射 函数中。在Ｌａｎｄ研究成果的基础上，Ｊｏｂｓｏｎ等研究了一 种新的增强算法——单尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ算法，如式（２）。 Ｒ（ｘ， ）一ｌｏｇＩ（ｘ， ）一ｌｏｇ［Ｆ（ｘ， ）＊Ｊ（ｚ， ）］ （２） 其中，Ｒ（ｘ， ）表示最终输出的图像，Ｉ（ｘ， ）表示输 入图像的分布函数，＊为卷积操作，环境函数表示为Ｆ（ ｘ，ｙ）。环境函数有多种，本文环境函数选用的是Ｈｕｒｌ－ ｂｅｒｔ等提出的高斯函数： Ｆ（ｘ， ）＝Ｋｅ 。。 （３） １ Ｒｅｔｉｎｅｘ理论 １．１单尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ理论 Ｌａｎｄ提出人眼对亮度和色度感知的视觉模型Ｒｅｔ— ｉｎｅｘ，其基本理论模型是把图像分为两部分，即亮度图像 选择使下式成立的ａ值，ｄ是高斯函数的标准差： ｒｒ 和反射图像，降低亮度图像对反射图像的影响，从而实现 图像的增强 “］。Ｌａｎｄ的这一理论模型原理如图１所示。 可以看出，一幅图像可看作是由人射光形成的亮度图 像和反射光形成的反射图像共同构成入射光照在反射物 体上，通过反射物体的反射形成反射光进入人眼，从而形 成人眼所看到的图像。最后形成的理想图像ｆ（ｘ，ｙ），可表 ＪＪ ｌ ＩＦ（ ， ）ｄｘｄｙ一１ （４） 若选择高斯函数，则图像中的细节就会更突出；反之， 则图像保持色调一致性嘲。因此选择合适的标准差 ，可 以使图像增强的效果更好。但单尺度算法有其自身的局 限性，很难找到一个平衡点使图像动态范围和图像色感都 。 作者简介：李君丽（１９９０一），女，河南杞县人，西安建筑科技大学信息与控帝】工程学院硕士研究生，研究方向为图像处理第ｌ３卷第９期 Ｖ０１．１３ＮＯ．９ ２０１４年９月 Ｓｅｐｔ．２０１４ 基于单张二维图像的三维建模研究 李雪燕 ，马 倩 ，李大明。 （１．武汉科技大学城市学院信息工程学部；２．武汉科技大学城市学院公共课部， 湖北武汉４３００８３；３．武汉软件工程职业学院电子工程学院，湖北武汉４３０２０５） 摘 要：对基于单张二维图像重建三维模型问题进行深入研究，对目前使用的方法进行比较分析，提出了基于紧水平 支集的ＳＦＳ三维模型重建方法。首先改进了基于快速匹配算法求解的紧水平支集方法，以提高紧水平支集求解的精 度和效率，并将此方法应用到求解ＳＦＳ问题，提出基于水平集快速求解ＳＦＳ问题的方法；接下来为解决ＳＦＳ固有的凹 凸二义性问题，基于分水岭的思想寻找凹凸分界线，以此确定产生凹凸二义性的区域用以进行重建；最后利用拓扑变 换重构凹陷区域，得到正确的三维模型。 关键词：三维建模；紧水平支集；ＳＦＳ；凹凸二艾性；拓扑 ＤＯＩ：１０．１１９０７／ｒｊｄｋ．１４３２６２ 中图分类号：ＴＰ３１７．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ６７２－７８００（２０１４）００９—０１６Ｏ—Ｏ３ 据量小（三角形面片少）的通用模型；第二种是通过图像序 １三维模型概述 近年来三维模型应用广泛，可以通过多种渠道获取三 列、多张图片或立体视觉获取三维模型，此类方法需要对 摄像机进行标定，特别是在多张图像中需要对应点，因而 效率和精度不高；第三种也是目前最常用的一种即单张图 像重建三维模型０ 。由于该方法仅需单张照片即可进行 重建，因此吸引了众多学者对此进行研究，很多研究都采 用了ＳＦＳ（Ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ Ｓｈａｄｉｎｇ）方法。Ａｔｉｃｋ等使用统计 ＳＦＳ方法优化形状参数，以达到减小误差的目的；Ｂｌａｎｚ等 维模型，第一种是使用三维扫描仪（如ＣｙｂｅｒＷａｒｅ Ｓｃａｎｎｅｒ ３０３０）获取 ，通过三维扫描仪获取的三维模型分辨率高， 但此类方法获取的三维模型需要在特定实验室进行，而且 数据量大，处理时间长。因此目前一般会对采集的模型进 行二次采样，在其点云数据中重建模型，可以生成一个数 对三维扫描仪扫描得到的三维人脸模型，通过选择关键 ｛ｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ ｃｅｎｔｅｒ／ｓｕｒｒｏｕｎｄ ｒｅｔｉｎｅｘ［Ｊ］． Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ４ 结语 通过以上实验及结果可知，本文提出的改进方法对一 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｅｔｉｏｎｓ ｏｎ，１９９７，６（３）：４５１—４６２． ［４］ 赵晓霞，王汝琳．改进的多尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ算法及其应用［Ｊ］．Ｃｏｒｎ— ｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３７（６）：２０９ ２１１． ［５］江兴方，陶纯堪．Ｒｅｔｉｎｅｘ彩色图像增强理论的物理思考及其截断 区间对图像质量的影响［Ｊ］．光学技术，２００７，３３（１）：１２７—１２９． ［６］宋凯，沈红，刘昶．多尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ灰度图像增强算法［Ｊ］．辽宁大学 学报：自然科学版，２００８，３５（１）：４６—４８． 些因雾或光线等原因而导致的图像降质问题，能起到较好 的改善效果。但此方法也有不足，在处理对比度和亮度同 时偏低的彩色图像时，易出现光晕现象，如图２原图处理 后有轻微的光晕，如何快速有效地消除光晕是下一步研究 的重点方向。 参考文献： ［１］ 霍宏涛．数字图像处理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． ［２］ＥＤＷＩＮ ＨＩ ＡＮＧ．Ｔｈｅ ｒｅｔｉｎｅｘ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｖｉｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｔｉｆ ｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ，１ ９７７（２３７）：１０８—１２８． ［７］房少梅，郭昌洪，吴沛．基于多尺度Ｒｅｔｉｎｅｘ理论的彩色图像增强算 法［Ｊ］．吉首大学学报：自然科学版，２００９，３０（４）：３７—４０． ［８］ 王大雷．雾天图像增强技术的分析与研究［Ｄ］．南京：南京理工大 学，２００７． （责任编辑：陈福时） ［３］ＪＯＢＳＯＮ Ｄ ｊ，ＲＡＨＭＡＮ Ｚ，ＷＯＯＤＥＬＬ Ｇ Ａ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｐｅｒ一 基金项目：湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目（Ｂ２０１２９１０１） 作者简介：李雪燕（１９７９一），女，湖北鄂州人，硕士，武汉科技大学城市学院信息工程学部讲师，研究方向为数据库技术、数据挖掘；马 倩（１９８３一），女，湖北荆门人，硕士，武汉科技大学城市学院公共课部讲师，研究方向为计算机图形图像处理；李大明（１９８１ ），男，湖北红安人，硕士，武汉软件工程职业学院电子工程学院工程师，研究方向为自动控制。
