卢步涛 洪庆达 陈旭文 郑顺新

摘 要：受现场环境影响，难以获取清晰的径赛比赛图像，影响比赛结果的判决。分析了数字图像增强技术的基本原理，重点对直方图均衡化技术进行研究，并应用其对原始图像进行处理，利用matlab工具进行仿真实验，结果证明，直方图均衡化技术有效改善图像对比度，有利比赛结果判决。

关键词：径赛图像;直方图均衡化;图像增强;matlab中图分类号：TP37

文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）04-51-03

引言

一直以来，受生理特点、比赛环境及比赛精度要求的影响，依靠肉眼判断径赛比赛结果的传统方法受到极大争议，难以满足公平、公正的判决要求。随着当代科技的迅猛发展，日新月异的人工智能深刻改变着各种传统习惯。近年，各类大型体育赛事都引入自动判决系统，基于机器视觉的智能设备为赛果判断、争议解决提供了极大帮助，但其高昂的价格成本难以得到普及应用，不利于在各种小型赛事中推广。研究新一代的径赛判别系统对于竞技体育发展具有极大意义，也是市场发展的需要。

在各类径赛比赛中，起跑点、冲刺点、径赛接力区等都是径赛判决的关键区域。运用CCD（电荷耦合器件）高速摄像设备实时采集、传输数据是比赛判决的基本也是最关键的环节。然而，受现场环境多种因素（如阳光、风雨、雾霾、震动等）影响，实时图像在采集、传输、存储、A/D转换过程中不可避免会产生一些信号噪声，难以达到结果判决的标准。在将判决数据交付给裁判前，抑制、消除噪声，提取高质量的图像是所有判决系统的核心环节——图像增强成为数字图像处理中非常重要的组成部分。本文将基于直方图均衡化讨论径赛图像数字处理技术，以便获取最佳的比赛图像。

1 直方图均衡化

1.1 图像增强技术概述

图像增强技术有两种类型：频域处理法和空间域处理法。^[1]频域处理法以图像二维傅里叶变换理论以及快速实现算法为基础，根据噪声一般分布在高频谱段的特点，設计具有低通特性的滤波器系统对图像进行处理。频域处理法首先把图像进行傅里叶变换到变换域，在变换域中对图像的变换系数进行处理（滤波），然后通过反变换把处理结果返回到空间域，获得滤波后的图像。空间域处理法则直接对图像平面（空间域）中的像素点进行处理，通过变换灰度值来增强构成图像的像素。由于频域法采用全局处理方式，且需要进行域的变换与反变换，操作比较费时，而空间域法仅仅进行局部处理，且可以使用计算相对简单的模板卷积操作来实现，因此，两者相比，空间域法具有运算量少，算法简单，增强效果好等优势。本文主要讨论空间域处理法中比较突出的直方图均衡化数字图像增强技术。

衡化处理后的输出图像见图3，很明显该图像的对比度提高、清晰度增强。图4处理后的图像直方图比较均匀分布在灰度范围内。实践证明，直方图均衡化能有效增强图像，达到预期目的。

3 结束语

分析了数字图像增强技术的应用基础，特别是图像直方图均衡化的算法原理，并通过MATLAB对图像进行实验仿真。结果证明，直方图均衡化增加了图像灰度级的动态范围，大大提高图像的亮度和对比度，突出图像感兴趣的细节，达到图像增强的效果，为径赛评判提供更有效的判决依据。

参考文献

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