以反双曲线函数为主之多刻度影像强化与分析研究.PDF

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告 以反雙曲線函數為主之多刻度影像強化與分析研究 研究成果報告(精簡版) 計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 99-2221-E-005-089- 執 行 期 間 ：99年08月01日至 100年08月31日 執 行 單 位 ：國立中興大學電機工程學系（所） 計 畫 主 持 人 ： 歐陽彥杰 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 公 開 資 訊 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2年後可公開查詢 中 華 民 國 100 年 11月 08 日 中文摘要： 影像強化的目的一為使人眼易於辨識影像或使影像更清晰細 緻，二為使電腦機械易於分析影像資料與辨識，且像人類一樣 具有視覺感官的能力。然而，在我們先前所承接之中科院計畫 中，我們曾經提出一個以Power function 為基礎的影像對比 增強方法，然而這個方法有兩個缺點：其一，在影像對比增強 的過程中對於亮度分佈過於極端的影像（如：背光影像、過亮 影像及過暗影像）無法保留原始影像的亮度分佈細節且易造成 失真的現象。其二，此演算法僅能對影像做全域性（global） 的對比增強並無法實現區域性（local）的對比增強，且無法 滿足人類對亮度的視覺反應曲線，並使影像產生不平滑或失真 的現象。本文針對上述影像對比增強方法的缺點提出一個以反 雙曲線函數（Inverse Hyperbolic Function）為主之多刻度 影像增強方法。此方法主要有兩個特性：（1）提出一個分段 處理方法，來實現區域性（local）的對比增強；（2）提出一 個能處理極端影像的方法，並增強或保留原始影像的細節。影 像強化之結果將有助於影像分析。 近年來，電腦影像分析技術在各個科學研究及應用領域中得到 廣泛的應用（例如軍事、醫學及遠距離遙測等應用上）。然 而，我們在MRI 的研究中亦發現獨立成份分析（ICA）與支援 向量器(SVM)將有助於影像的分析，因此本計畫主旨即在於結 合影像強化、獨立成份分析與支援向量器來開發一套影像強化 與分析之平台，經由電腦系統平台做影像強化，以符合人類對 亮度的視覺反應曲線，利用影像分析從影像中擷取有用資訊， 也就是使影像所含資訊能凸顯出來。計畫所得之結果，不論對 影像處理研究或實際工程師都將有很大的助益，且能促進影像 強化與分析技術的運用。 英文摘要： Our previous study showed that using a power function based image contrast enhancement methods has two drawbacks. First, for extreme case type of images (such as: backlight image, too bright and too dark