ارتقاي كنتراست تصاوير با استفاده از تعديل هيستوگرام قطع‌شده پوياي سه‌تايي

Image Contrast Enhancement Using Triple Dynamic Clipped Histogram Equalization

در اين مقاله يك الگوريتم ارتقاي كنتراست قدرتمند بر پايه روش تعديل هيستوگرام، بنام تعديل هيستوگرام قطع‌شده پوياي سه‌تايي (TDCHE) پيشنهاد شده است. روش پيشنهادي TDCHE از چهار فرآيند اصلي تقسيم‌بندي، قطع، نگاشت و تعديل تشكيل شده است. در ابتدا هيستوگرام تصوير ورودي به سه قسمت با تعداد پيكسل برابر تقسيم مي‌شود. سپس فرآيند قطع هيستوگرام به وسيله سطح آستانه قطع برابر با ميانگين شدت‌هاي رخ‌داده‌شده در هر زيرهيستوگرام انجام مي‌شود. در ادامه هر زيرهيستوگرام با محاسبات ساده به يك محدوده پوياي جديد نگاشت پيدا مي‌كند و درنهايت فرآيند تعديل هر زيرهيستوگرام به طور مستقل انجام مي‌شود. روش پيشنهادي TDCHE براي رسيدن به اهداف چندگانه بيشينه محتواي اطلاعات متوسط (آنتروپي)­، كنترل نسبت ارتقا و حفظ روشنايي معقول ارائه شده است. همچنين اين روش با توليد تصاوير واضح، با حفظ حداكثر جزئيات و به دور از پديده‌هايي غيرطبيعي مانند اشباع شدت و تقويت نويز، منجر به ايجاد ارتقاي طبيعي در تصوير خروجي مي‌شود. ارزيابي عملكرد روش پيشنهادي TDCHE از نظر حفظ محتواي اطلاعات و همچنين كيفيت بصري نشان از برتري قابل ملاحظه الگوريتم پيشنهادي در مقايسه با روش‌هاي پيشين ارائه‌شده بر پايه تعديل هيستوگرام دارد.

In this paper, a powerful contrast enhancement algorithm based on the histogram equalization, called triple dynamic clipped histogram equalization (TDCHE) is introduced. The proposed method consists of four main processes including partitioning, clipping, mapping and equalization. At first, the input image histogram is partitioned into three portions with a same number of pixels. Next, the histogram clipping process is performed by comparing the clipped threshold level with the average intensities occurred on each sub-histogram. Then, each sub-histogram is mapped to a new dynamic range using simple calculations and finally, equalization process of each histogram is independently accomplished. The proposed TDCHE technique is presented to achieve multiple objectives of maximum average information content (entropy), enhancement ratio control and maintaining the reasonable brightness. In addition, this method leads to a natural enhancement in the output image by providing sharp images, while preserving maximum details far from unnatural phenomena such as intensity saturation and noise enhancement. Evaluation of the proposed TDCHE method performance in terms of information content as well as visual quality shows perceived superiority of the proposed algorithm in comparison to the previously presented methods based on histogram equalization.