由Photoshop高反差保留算法原理联想到的一些图像增强算法

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　关于高反差保留的用处说明呢，从百度里复制了一段文字，我觉得写得蛮好的：

　　高反差保留就是保留图像的高反差部分，再说得真白些，就是保留图像上像素与周围反差比较大的部分，其它的部分都变为灰色。拿一个人物照片来举例，反差比较大的部分有人的眼睛，嘴，以及身体轮廓。如果执行了就反差保留，这些信息将留下来（与灰色形成鲜明对比）。它的主要作用就是加强图像中高反差部分。还以人物照片为例子，一般为了使人物皮肤美观，通常需要执行模糊，执行模糊后人物的线条也被模糊了。在执行模糊之前复制图像两个副本，其中一个执行模糊，另一个执行高反差保留，把高反差保留后的图层放置在模糊图层的上方，然后执行柔光混合模式，这样人物的线条就更清楚些。

那么高反差保留算法本身的执行过程是如何的呢，简单的表达就是：　

　　　高反差保留 = 原始图像 - 高斯模糊图像 + 127

加上127的目的是为了不让太多的像素由于不在有效范围内而导致图像太黑，从而丢失信息。

简单的代码如下：

unsigned char *Pointer , *CloneP;
unsigned char * Clone = (unsigned char *) malloc (Height * Stride );
memcpy(Clone, Scan0, Height * Stride);                //    复制一个图层
GuassBlur(Clone, Width ,Height, Stride, Radius);      //    对该图层经进行高斯模糊
for (Y = 0; Y < Height; Y++)
{Pointer = Scan0 + Y * Stride;CloneP = Clone + Y * Stride;for (X = 0; X < Width; X++){ValueB = *Pointer - *CloneP + 127 ;           //    混合*Pointer = Clamp(ValueB);Pointer++;CloneP++;}
}
free(Clone);

　　高斯模糊是一种低通滤波器，执行后，图像中较为平坦的地方变化不大，而边缘部分被模糊了，如果用原图 - 高斯模糊则得到的则是强化的边缘值，高反差保留在PS的英文版中对应的单词是HighPass，即高通，也就是这个意思。

我这里并不是想强调高反差保留的功能，虽然该算法也有着广泛的应用。我这里就是想通过类似于原图 - 高斯模糊这样的过程来增强图像。

很多图像都需要增强，特别是一些医学图像，由于拍摄的硬件或拍摄的场合不理想，得到的图像往往细节都被隐藏起来，因此，细节的增强显得尤为重要，而原图 - 高斯模糊正好是图像的细节部位的信息的一种表达，因此，如果在模糊图的基础上再加上这个细节，则即减少了噪音，又保持了边缘等细节（边缘和噪音都属于高频部分的），能有效的增强图像的信息。　　

因此，如果用这样的方式来得到一副图像：

　　　　　　增强图像 = 模糊图像 + Amount *(原始图像 - 高斯模糊图像)

其中Amount控制增强的程度，则能起到一定的增强作用。

　　　　　　　　原图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Amount = 3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Amount = 6

　　更好的一种方式则是采用双边滤波器来处理，即用双边滤波来代替上述高斯模糊的过程。

　　比如用双边模糊，上述效果则更好，如下图所示。

　　　　　　　　　　　原图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Amount = 3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Amount = 6

不过广泛的测试表明：这个算法使用的范围似乎不广，对于很多图像效果过于明显。

测试程序下载:链接

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