改進電潤濕電子紙圖像自適應增強算法
2021年電子技術應用第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 物理與信息工程學院，福建 福州350116； 2.中國福建光電信息科學與技術創新實驗室，福建 福州350116； 3.福州大學 先進制造學院，福建 泉州362200
摘要： 由于電潤濕顯示器受顯示技術的限制存在圖像失真、邊緣細節丟失的問題，為了提高顯示質量，提出一種改進電潤濕電子紙圖像自適應增強算法。首先，通過基于局部標準差的引導濾波獲得顯著圖像，然后，結合顯著圖以及改進的引導濾波獲得鈍化模糊圖像，有效消除引導濾波平滑圖像后產生的光暈現象；最后，將原圖像與鈍化模糊圖像作差提取圖像中的細節部分，利用改進的非銳化掩模將細節部分與原圖像自適應融合。實驗結果表明，相較于傳統線性非銳化掩模方法，該方法其圖像評價指標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濕顯示器上細節紋理更加清晰可見，同時避免圖像過度增強，取得了較好的顯示效果。
中圖分類號： TN27；TP391
文獻標識碼： 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. 改進電潤濕電子紙圖像自適應增強算法[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： 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. 改進電潤濕電子紙圖像自適應增強算法[J].電子技術應用，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
電潤濕電子紙[1-3]具有超低功耗、高照度條件下易讀性好、易于實現柔性、價格低廉等優點，但是，受到顯示技術驅動芯片和驅動方式的制約，導致電潤濕顯示器能夠顯示的灰度等級低，這將造成圖像失真、邊緣細節丟失，故需要對圖像進行細節增強處理。線性非銳化掩模是常用的一種圖像銳化增強的方法，但是該方法對噪聲敏感，會過度放大噪聲誤差，容易出現增強過度現象，為此許多改進方案被提出[4-9]。Guan等人[7]提出了一種新的非銳化掩模銳化圖像增強方法，該方法涉及多次迭代以及圖像劃分，算法較復雜，且文中只對彩色圖像進行驗證并獲得滿意效果而未對灰度圖像進行驗證說明；王仕女等人[8]提出利用非銳化掩模局部細節提升能力和Beta變換全局對比度拉伸能力，但是該算法涉及參數選擇的復雜性，既要考慮效率，又要考慮參數有效性；朱莉[9]提出了一種改進的自適應非銳化掩模(UM)圖像增強算法，采用拉普拉斯算子代替局部方差檢測局部細節特征，但是拉普拉斯算子對噪聲十分敏感。
基于以上研究，本文提出了一種改進電潤濕電子紙圖像自適應增強算法，使得處理后圖像細節更加豐富，輪廓更加清晰，對噪聲起到很好的抑制效果，同時很好地避免過度增強。
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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 物理與信息工程學院，福建 福州350116；
2.中國福建光電信息科學與技術創新實驗室，福建 福州350116；
3.福州大學 先進制造學院，福建 泉州362200)
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