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基于改进的Retinex算法对路面裂缝的图像增强处理研究
摘要
图像增强技术在图像处理中有广泛的应用，其目的是通过数学算法处理，提高图像的质量和清晰度，从而提高图像的可读性和识别率。本研究针对路面撞击与老化等原因导致的裂缝问题，提出了一种基于改进的Retinex算法的图像增强方法。该方法分为两个主要步骤：第一步，利用Retinex算法对输入的图像进行预处理，得到RGB空间下的比例增强结果；第二步，对处理后的结果进行基于边缘保护的多尺度双边滤波器的滤波处理。实验结果表明，该方法能够使路面裂缝图像的细节信息得到明显的增强，并且能够有效地解决传统Retinex算法在保护边缘细节方面存在的问题。
关键词：Retinex算法；图像增强；边缘保护；路面裂缝
Abstract
Imageenhancementtechnologyhaswideapplicationsinimageprocessing,aimingtoimprovethequalityandclarityofimagesthroughmathematicalalgorithms,thusincreasingimagereadabilityandrecognition.Inthisstudy,weproposeanimageenhancementmethodbasedonanimprovedRetinexalgorithmtoaddresstheissueofroadcrackscausedbyimpactsandaging.Themethodiscomposedoftwomainsteps:First,theinputimageispreprocessedusingtheRetinexalgorithmtoobtainproportionallyenhancedresultsintheRGBcolorspace.Second,theprocessedresultsarefilteredusingamulti-scalebilateralfilterbasedonedgeprotection.ExperimentalresultsshowthattheproposedmethodcansignificantlyenhancethedetailsofroadcrackimagesandeffectivelysolvetheedgeprotectionissuethatexistsintraditionalRetinexalgorithms.
Keywords:Retinexalgorithm;imageenhancement;edgeprotection;roadcracks
1.引言
路面裂缝是交通道路维护中需要重点处理的问题之一。路面裂缝的数量和严重程度可以反映路面的使用历史和质量状况。而对于路面裂缝检测和定量分析，图像处理技术是一个重要的工具。
图像增强技术是图像处理领域中的一个重要方向，它的目的是通过数学算法对图像进行处理，从而提高图像的质量和清晰度，以便更好地进行图像分析和识别。其中，Retinex算法是一种经典的图像增强算法，经过多年的发展和改进，已经成为图像增强领域的常用方法之一。然而，传统的Retinex算法存在一些问题，比如对于边缘细节的保护不足。
因此，本研究旨在提出一种基于改进的Retinex算法的图像增强方法，以解决传统Retinex算法存在的问题，并且从实验方面对所提出的方法进行评估和证明。
2.相关工作
（1）Retinex算法
Retinex算法是一种经典的图像增强算法，它的核心思想是对图像中的亮度和色彩进行分离处理，从而获得更好的图像增强效果。Retinex算法的基本思路是利用反射和亮度两个因素对输入图像进行分解，然后进行代数运算，再将两个因素重新组合成图像的输出结果。Retinex算法在图像增强和色彩恢复领域具有广泛的应用，而经典的Retinex算法主要有两种，即多尺度Retinex算法和单尺度Retinex算法。
（2）边缘保护
边缘保护是一种重要的图像处理技术，其目的是在图像增强过程中，尽量保护原图像中的边缘细节信息，避免模糊和缺失。传统Retinex算法在进行图像增强时，往往存在过度增强和过度平滑的问题，影响图像的边缘细节信息。因此，在Retinex算法的基础上，结合边缘保护技术，可以得到更好的图像增强效果。
3.方法解析
（1）Retinex算法预处理
在本研究中，我们采用了多尺度Retinex算法对输入的图像进行预处理，其主要思路是将图像分为不同尺度的分量，然后利用比例增强的方法获得每个分量的增强后的图像。在比例增强中，图像的每个像素值都会被放大，从而增加了图像的亮度和清晰度。这样，我们获得了基于Retinex算法的预处理后的图像。
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