基于Matlab多算法的图像增强与客观质量评价系统

摘要：本研究设计并实现了一种基于多算法的图像增强与质量评价系统。系统集成了全局直方图均衡化、自适应直方图均衡化（CLAHE）以及 Retinex 等典型图像增强方法，通过可视化界面对不同算法的处理效果进行直观展示。为全面分析增强结果，本系统提供图像直方图分布、增强前后对比图以及熵值、均值、标准差与 PIQE 等客观质量指标，实现了对图像亮度分布、对比度及视觉质量的综合评价。

作者：Bob(原创)

项目概述

图像增强在低照度、雾天等退化场景中具有重要应用价值，其目标是改善图像的亮度分布、对比度及视觉可读性。针对传统增强方法难以兼顾全局亮度调整与局部细节保留的问题，本文构建了一套基于多算法的图像增强与质量评价系统。系统集成了全局直方图均衡化、对比度受限自适应直方图均衡化（CLAHE）以及 Retinex 等典型增强算法，并通过可视化界面对增强前后的图像展示、灰度直方图变化及客观质量指标进行综合分析。

为量化增强效果，本文采用熵值、均值、标准差以及无参考质量评价指标 PIQE 对不同算法的性能进行客观评估。各项指标从信息量、亮度分布、对比度变化和图像失真程度等方面反映了增强效果的优劣，为增强方法的定量分析提供了可靠依据。

实验结果表明，CLAHE 与 Retinex 在提升局部对比度、增强细节以及改善雾天图像质量方面表现优于传统的全局直方图均衡方法。本文所构建的系统具备结构清晰、操作简便和评价指标全面等特点，可为图像处理算法的教学、实验验证与工程应用提供有效支撑。

系统设计

本系统通过集成多种图像增强算法与质量评价模块，实现了雾天图像的可视化处理、对比分析与客观评价的一体化设计。

图1 系统整体流程图

硬件配置

该系统硬件配置如上，如果您的电脑配置低于下述规格，运行速度可能会与本系统的存在差异，请注意。

表1 惠普(HP)暗影精灵10台式整机配置(系统硬件配置)

软件环境

对本实验所需的各类软件及工具的基本信息进行了清晰汇总。

表2 系统软件配置(真实运行环境)

运行展示

运行MainForm.m

图2 基于 MATLAB 的多算法图像增强与质量评价系统结果

本系统集成了原图显示、全局直方图均衡化、CLAHE 和 Retinex 等图像增强方法，并同时提供直方图分析与客观质量评价模块。界面上部展示四种图像的可视化结果，中部显示增强前后灰度直方图分布，下部以表格形式呈现熵值、均值、标准差与 PIQE 等客观质量指标，以便用户直观比较不同增强算法的性能差异。