人工智能及识别技术本栏目责任编辑：唐一东
一种基于细胞神经网络的直方图均衡化红外图像增强算法
胡刚毅，戴正权
（西南林业大学计算机与信息学院，云南昆明650224）
摘要：针对红外图像背景复杂、目标模糊等缺点，提出了一种基于细胞神经网络的直方图均衡化红外图像增强算法。细胞神经网络的控制模板设计成低通滤波器以滤除背景噪声，反馈模板设计引入一个各向同性的高通滤波器生成的矩阵以保护目标的细节边缘。而后通过直方图均衡化达到图像增强。仿真结果表明，该算法能使图像的对比度得到有效增强，同时能抑制图像中的噪声，减少细节信息损失，防止出现非目标被过度增强现象，提高红外增强图像的视觉效果。关键词：红外图像；细胞神经网络；直方图均衡；图像增强
中图分类号：TP399文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2017)02-0169-04
An Enhancement Algorithm for Infrared Image Based on Cellular Neural Network and Histogram Equalization
HU Gang-yi ，DAI Zheng-quan
(College of computer and information,Southwest forestry university,Kunming 650224,China)
Abstract:Aiming at the disadvantages of complex background and objective fuzzy in infrared image.This paper proposes an en-hancement algorithm for infrared image based on cellular neural network and histogram equalization.The control template of cellular neural network sets as low pass filter for removing the background noise.The feedback template sets as a matrix which generated by an isotropic high pass filter to protect the edge information of objective.And then through the histogram equaliza-tion to achieve image enhancement.The simulation results show that:This algorithm can effectively enhance the contrast of the image and can restrain the noise in the image.It also can reduce the loss of detail information and prevent the excessive enhance-ment of non target,which can improve the enhancement visual effect of infrared image.
Key words ：infrared image;cellular neural network;histogram equalization;image enhancement
红外图像具有隐蔽性和可夜视等特点，在军事、医疗等领
域被广泛应用，但与可见光图像相比，其仍然存在分辨率低、对
比度不明显、噪声大、目标和细节淹没在大片的背景之中等缺
点，这给目标识别带来了很大的困难，因此，对红外图像进行全
景去噪、目标增强等处理对改善红外图像的质量具有重要的意
义[1]。
目前，国内外专家提出了各种方法来抑制噪声，增强图像
的对比度。目前使用比较多的方法是直方图修正，如文献2中局部直方图均衡化
提出的基于双平台直方图的红外图像增强算法，虽然其能使得
直方图均衡而信息丢失降低到最低，但是计算量较大；而文献3
提出的基于动态广义直方图均衡的红外图像增强方法，虽然能
捕获细节，但同时也放大了噪声。另外一些算法利用直方图进
行图像增强时，会出现亮点以及不能抑制噪声等问题[4]。
细胞神经网络（Cellular Neural Network ，CNN ）是1998年由美国加州大学伯克利分校的L.O.Chua 教授提出，它是一种非
线性、局部连通的神经网络，具有并行性、
运算速度快等特点。
已广泛应用在图像加密、压缩及图像各种预处理中，本文依据
红外图像的特点，结合细胞神经网络与直方图均衡变换，提出了基于细胞神经网络的直方图均衡的红外图像目标增强算法，
该算法既能使图像的对比度和亮度得到增强，又能有效地抑制图像背景噪声。1细胞神经网络理论图1是细胞神经网络的3*3局域互联模型结构，它的整个结构由N M *细胞元组成，且第行第列的细胞元只会与邻域内的细胞元进行连接，非直接相连的细胞元通过动态的传播进行作用[5-6]。图1细胞神经网络中细胞ij C 模型结构图邻域)(r N ij 被定义为：{}ij ()|max(||,||),1,1ab N r C a i b j r a M b N =--£££££收稿日期：2016-12-25
基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（2015Y286）
作者简介：胡刚毅（1982—），男，湖南衡阳人，硕士，讲师，主要从事图像信息处理、嵌入式系统设计研究。
169DOI:10.14004/jki.ckt.2017.0190

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