《電子技術(shù)應(yīng)用》
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改進(jìn)電潤(rùn)濕電子紙圖像自適應(yīng)增強(qiáng)算法
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第11期
熊鈴鈴1，2，林珊玲2，3，林志賢1，2，3，郭太良1，2，郭冠崢1，2
1.福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州350116； 2.中國(guó)福建光電信息科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，福建 福州350116； 3.福州大學(xué) 先進(jìn)制造學(xué)院，福建 泉州362200
摘要： 由于電潤(rùn)濕顯示器受顯示技術(shù)的限制存在圖像失真、邊緣細(xì)節(jié)丟失的問題，為了提高顯示質(zhì)量，提出一種改進(jìn)電潤(rùn)濕電子紙圖像自適應(yīng)增強(qiáng)算法。首先，通過基于局部標(biāo)準(zhǔn)差的引導(dǎo)濾波獲得顯著圖像，然后，結(jié)合顯著圖以及改進(jìn)的引導(dǎo)濾波獲得鈍化模糊圖像，有效消除引導(dǎo)濾波平滑圖像后產(chǎn)生的光暈現(xiàn)象；最后，將原圖像與鈍化模糊圖像作差提取圖像中的細(xì)節(jié)部分，利用改進(jìn)的非銳化掩模將細(xì)節(jié)部分與原圖像自適應(yīng)融合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于傳統(tǒng)線性非銳化掩模方法，該方法其圖像評(píng)價(jià)指標(biāo)H值、PSNR值分別平均提高了0.2%、28.4%，AMBE值平均降低了88.4%，SSIM的值更加接近1。因此，該算法使得圖像顯示在電潤(rùn)濕顯示器上細(xì)節(jié)紋理更加清晰可見，同時(shí)避免圖像過度增強(qiáng)，取得了較好的顯示效果。
中圖分類號(hào)： TN27；TP391
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201106
中文引用格式： 熊鈴鈴，林珊玲，林志賢，等. 改進(jìn)電潤(rùn)濕電子紙圖像自適應(yīng)增強(qiáng)算法[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(11)：76-80.
英文引用格式： Xiong Lingling，Lin Shanling，Lin Zhixian，et al. Improved image adaptive enhancement algorithm for electrowetting electronic paper[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(11)：76-80.
Improved image adaptive enhancement algorithm for electrowetting electronic paper
Xiong Lingling1，2，Lin Shanling2，3，Lin Zhixian1，2，3，Guo Tailiang1，2，Guo Guanzheng1，2
1.College of Physics and Information Engineering，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou 350116，China； 2.Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China，F(xiàn)uzhou 350116，China； 3.School of Advanced Manufacturing，F(xiàn)uzhou University，Quanzhou 362200，China
Abstract： Due to the limitations of display technology, electrowetting displays have the problems of image distortion and loss of edge details. In order to improve the display quality, this paper proposes an improved unsharp masking(UM) image adaptive enhancement algorithm based on electrowetting electronic paper. Firstly, salient images are obtained by guided filtering based on local standard deviation. Then, the dull and blurred image is obtained through the saliency map and improved guided filtering, which effectively eliminates the halo phenomenon generated after smoothing the image. Finally, the difference between the original image and the blurred image is used to extract the details of the image,and the improved unsharp masking algorithm is used to adaptively merge the details with the original image. The experimental results show that compared with the traditional linear unsharp mask method, the image evaluation index H value and PSNR value of this method are increased by 0.2% and 28.4% on average, the AMBE value is reduced by 88.4% on average, and the SSIM value is closer to 1. Therefore, this algorithm makes the detail of the image displayed on the electrowetting display more clearly, avoids the excessive enhancement of the image, and achieves a better display effect.
Key words : electrowetting display；unsharp mask；salient image；guided filtering；adaptive

0 引言

    電潤(rùn)濕電子紙[1-3]具有超低功耗、高照度條件下易讀性好、易于實(shí)現(xiàn)柔性、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是，受到顯示技術(shù)驅(qū)動(dòng)芯片和驅(qū)動(dòng)方式的制約，導(dǎo)致電潤(rùn)濕顯示器能夠顯示的灰度等級(jí)低，這將造成圖像失真、邊緣細(xì)節(jié)丟失，故需要對(duì)圖像進(jìn)行細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理。線性非銳化掩模是常用的一種圖像銳化增強(qiáng)的方法，但是該方法對(duì)噪聲敏感，會(huì)過度放大噪聲誤差，容易出現(xiàn)增強(qiáng)過度現(xiàn)象，為此許多改進(jìn)方案被提出[4-9]。Guan等人[7]提出了一種新的非銳化掩模銳化圖像增強(qiáng)方法，該方法涉及多次迭代以及圖像劃分，算法較復(fù)雜，且文中只對(duì)彩色圖像進(jìn)行驗(yàn)證并獲得滿意效果而未對(duì)灰度圖像進(jìn)行驗(yàn)證說明；王仕女等人[8]提出利用非銳化掩模局部細(xì)節(jié)提升能力和Beta變換全局對(duì)比度拉伸能力，但是該算法涉及參數(shù)選擇的復(fù)雜性，既要考慮效率，又要考慮參數(shù)有效性；朱莉[9]提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)非銳化掩模(UM)圖像增強(qiáng)算法，采用拉普拉斯算子代替局部方差檢測(cè)局部細(xì)節(jié)特征，但是拉普拉斯算子對(duì)噪聲十分敏感。

    基于以上研究，本文提出了一種改進(jìn)電潤(rùn)濕電子紙圖像自適應(yīng)增強(qiáng)算法，使得處理后圖像細(xì)節(jié)更加豐富，輪廓更加清晰，對(duì)噪聲起到很好的抑制效果，同時(shí)很好地避免過度增強(qiáng)。




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作者信息：

熊鈴鈴1，2，林珊玲2，3，林志賢1，2，3，郭太良1，2，郭冠崢1，2

(1.福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州350116；

2.中國(guó)福建光電信息科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，福建 福州350116；

3.福州大學(xué) 先進(jìn)制造學(xué)院，福建 泉州362200)




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