改进电润湿电子纸图像自适应增强算法
2021年电子技术应用第11期
熊铃铃1，2，林珊玲2，3，林志贤1，2，3，郭太良1，2，郭冠峥1，2
1.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州350116； 2.中国福建光电信息科学与技术创新实验室，福建 福州350116； 3.福州大学 先进制造学院，福建 泉州362200
摘要： 由于电润湿显示器受显示技术的限制存在图像失真、边缘细节丢失的问题，为了提高显示质量，提出一种改进电润湿电子纸图像自适应增强算法。首先，通过基于局部标准差的引导滤波获得显著图像，然后，结合显著图以及改进的引导滤波获得钝化模糊图像，有效消除引导滤波平滑图像后产生的光晕现象；最后，将原图像与钝化模糊图像作差提取图像中的细节部分，利用改进的非锐化掩模将细节部分与原图像自适应融合。实验结果表明，相较于传统线性非锐化掩模方法，该方法其图像评价指标H值、PSNR值分别平均提高了0.2%、28.4%，AMBE值平均降低了88.4%，SSIM的值更加接近1。因此，该算法使得图像显示在电润湿显示器上细节纹理更加清晰可见，同时避免图像过度增强，取得了较好的显示效果。
中图分类号： TN27；TP391
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201106
中文引用格式： 熊铃铃，林珊玲，林志贤，等. 改进电润湿电子纸图像自适应增强算法[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201106
中文引用格式： 熊铃铃，林珊玲，林志贤，等. 改进电润湿电子纸图像自适应增强算法[J].电子技术应用，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，Fuzhou University，Fuzhou 350116，China； 2.Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China，Fuzhou 350116，China； 3.School of Advanced Manufacturing，Fuzhou 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
电润湿电子纸[1-3]具有超低功耗、高照度条件下易读性好、易于实现柔性、价格低廉等优点，但是，受到显示技术驱动芯片和驱动方式的制约，导致电润湿显示器能够显示的灰度等级低，这将造成图像失真、边缘细节丢失，故需要对图像进行细节增强处理。线性非锐化掩模是常用的一种图像锐化增强的方法，但是该方法对噪声敏感，会过度放大噪声误差，容易出现增强过度现象，为此许多改进方案被提出[4-9]。Guan等人[7]提出了一种新的非锐化掩模锐化图像增强方法，该方法涉及多次迭代以及图像划分，算法较复杂，且文中只对彩色图像进行验证并获得满意效果而未对灰度图像进行验证说明；王仕女等人[8]提出利用非锐化掩模局部细节提升能力和Beta变换全局对比度拉伸能力，但是该算法涉及参数选择的复杂性，既要考虑效率，又要考虑参数有效性；朱莉[9]提出了一种改进的自适应非锐化掩模(UM)图像增强算法，采用拉普拉斯算子代替局部方差检测局部细节特征，但是拉普拉斯算子对噪声十分敏感。
基于以上研究，本文提出了一种改进电润湿电子纸图像自适应增强算法，使得处理后图像细节更加丰富，轮廓更加清晰，对噪声起到很好的抑制效果，同时很好地避免过度增强。
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作者信息：
熊铃铃1，2，林珊玲2，3，林志贤1，2，3，郭太良1，2，郭冠峥1，2
(1.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州350116；
2.中国福建光电信息科学与技术创新实验室，福建 福州350116；
3.福州大学 先进制造学院，福建 泉州362200)
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