高动态范围安检图像压缩算法的研究

摘要

安检图像的质量越来越受到用户和科研人员的关注。由于X射线安检设备的硬件设置，以及多种多样的行李物品，X射线安检图像中明暗区域的亮度往往具有很大差异，即X射线安检图像具有较高的动态范围。常用的显示的器动态范围有限，为了解决高动态范围原始图像，与显示器有限的动态范围之间的矛盾，提高安检图像的显示效果，安检图像的动态范围压缩越来越受到研究人员的关注。
　　双能安检图像包含高、低能两组图像，结合两组图像的信息往往能提升图像的显示效果。本文结合图像动态范围压缩方法与图像融合，为解决双能安检图像的显示问题，提出了一种解决方案。
　　本文第一部分工作是使用梯度衰减的压缩方法实现了单能图像的动态范围压缩。首先建立图像的高斯金字塔，通过计算高斯金字塔中每一层图像的梯度得到梯度衰减函数，然后利用衰减函数对图像的梯度进行非线性的衰减，最后通过求解泊松方程由衰减后的梯度得到动态范围压缩后的图像。实验结果表明压缩后的图像很好的保留了原图中的细节部分。
　　第二部分工作是实现双能安检图像的动态范围压缩。首先使用基于马尔科夫随机场模型的图像融合方法建立能量方程，使用最大流-最小图切割算法最小化能量方程从而得到图像融合权重，根据融合权重对高、低能图像的梯度进行融合得到融合图像的梯度。之后使用前文所述的动态范围压缩方法对融合图像的梯度进行衰减，最后求解泊松方程得到动态范围压缩后的融合图像。由该方法得到的结果图像，保留了高、低能图像中相对另一幅图像更为清晰的细节，图像显示效果要优于单能图像动态范围压缩后的显示效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容及意义

1．4 论文组织结构

第二章 安检图像动态范围压缩综述

2．1 全局动态范围压缩方法

2．2 局部动态范围压缩方法

2．3 安检图像动态范围压缩方法

2．4 几种动态范围压缩方法的比较

2．4．1 最优化映射曲线算法

2．4．2 直方图调整算法

2．4．3 Retinex算法

2．4．4 低曲率图像化简算法

2．4．5 分析与比较

2．5 本章小结

第三章 单能安检图像动态范围压缩

3．1 数学模型建立

3．2 梯度域图像动态范围压缩方法实现步骤

3．2．1 建立图像高斯金字塔

3．2．2 梯度衰减函数

3．2．3 图像重建

3．3 实验结果和分析

3．3．1 实验结果

3．3．2 参数选取的讨论

3．4 本章小结

第四章 双能安检图像动态范围压缩

4．1 图像融合方法分析与比较

4．2 基于马尔科夫随机场的梯度融合方法

4．2．1 像素权重计算方法

4．2．2 基于马尔科夫随机场的融合模型

4．2．3 最小化能量函数求融合权重

4．3 双能安检图像动态范围压缩

4．3．1 图像处理流程

4．3．2 估算图像高斯金字塔每层图像的梯度

4．4 实验结果及分析

4．4．1 图像融合实验结果

4．4．2 图像梯度融合结合动态范围压缩实验结果

4．5 本章小结

第五章 论文工作总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献