针对雾气环境下实际图像亮度/对比度不佳的情况，提出了整体灰度拉伸和局部对比度增强算法，改善了图像的亮度和对比度。采用基于暗原色先验的图像去雾算法来去除视频监控中常常遇到的雾霾影响。为了消除块效应，将图像分成最小的块，即对每个像素提取暗原色，并采用邻近相似性原则修正暗原色，MATLAB仿真表明，改进后的算法可以很好地去除图像中的雾气。最后，完成了基于达芬奇 DM6467的图像增强算法软件开发，实现了 4路视频的输出、切换和图像增强。增强后的图像，其 SSIM指标可提高 50%以上，该系统可以有效地去除雾气对图像的影响，满足图像去雾增强的需要。

为了增强短波红外成像仪的成像对比度，提高目标的识别率，介绍了一种基于现场可编程门阵列 (FPGA)的灰度拉伸算法的实现方法。利用视频数据两帧之间灰度分布近似的特性，通过统计上一帧图像的灰度分布，计算图像拉伸所需要的参数，处理当前帧的图像，达到实时处理的效果。在灰度统计模块中，利用 FPGA的片上块随机存储器 (Block RAM)资源，采用非倍频的流水线数字逻辑设计，避免了跨时钟域的操作，降低了系统状态机的复杂度，提高了系统的工作频率。采用国产 320×256元 InGaAs面阵探测器，搭载了 Xilinx Artix-7系列芯片的实验平台进行实验，仿真结果表明,该方法能有效提高短波红外图像的对比度，具有占用资源少、运算速度快、成本低、可移植性高等优点，满足短波红外成像仪实时灰度拉伸处理的设计要求。

为提高浑浊介质下关联成像系统的成像质量,提出了一种基于直方图预处理的水下偏振差分关联成像方法。首先,通过偏振探测获取两个正交偏振方向的关联成像图像,然后,借助图像的灰度拉伸方法对重构图像进行预处理,最后,运用偏振差分算法得到目标图像。实验结果表明,所提方法可以改善浑浊水体下散射所造成的像质退化问题,增强图像细节,提高成像质量。利用重建图像的灰度直方图进行灰度统计分析表明,相比于现有偏振关联成像方法,该方法在水体介质浑浊浓度较高的情况下仍可以区分浑浊介质与目标。

针对大亚湾中微子实验中对掺钆液体闪烁体位置进行标定的需求，采用红外CCD摄像头对液位进行非接触无损检测，然后通过图像采集、图像预处理、图像分割、液位定位和液位测量等图像处理技术，实现对掺钆液体闪烁体位置的检测。文章在介绍整个红外CCD图像处理系统的同时，重点介绍了分段线性灰度拉伸算法、数字形态学等方法。实验结果表明，所提方法提高了被测液体位置的精确度，有效解决了当液闪存于底部位置以及金属环位置时无法准确测量液位的问题，并且满足误差在正负2mm范围的实际要求。

在遥感相机的实际应用中，卫星下传的图像灰度分布往往不佳，针对该问题展开了相关研究。分析了影响卫星下传图像灰度分布的因素，并以遥感相机成像电子学系统的系统参数为基础，给出了3种可行的星上图像背景扣除和灰度拉伸方案；推导了3种方案下获取图像的灰阶丰富程度公式，并确定了最优方案，即采用模拟和数字混合拉伸的办法，对初始量化位数的图像数据进行处理，然后舍掉后若干位，以数传规定位数下传。在实验室条件下，以实际的遥感相机成像系统为依托进行了实验。实验结果表明：文中提出的3种方案均能够实现遥感相机图像的星上背景扣除和灰度拉伸功能；但方案(三)得到的灰阶数量最多，成像效果最好，适合且能够应用于航天遥感相机当中。

提出了一种改进的保持形状的图像对比度增强算法.改进包含两个方面：1) 修改并推广了原有的基于PDE的灰度增强方法,使之可适用于任何设定的灰度拉伸函数;2)给出了一种通用的分段线性拉伸函数设计方法,它较采用累积直方图作为灰度变换函数可达到更好的直方图均衡化效果.还提出了一种松弛阈值化方法用以消除局部反差增强时可能出现的“斑点效应”.实验结果表明,本文提出的改进算法适用于多种自然图像,增强效果良好.

针对钢板表面缺陷图像信噪比低、缺陷目标小且形态差别大等特点，提出了一种基于边缘信息和Fisher准则相结合的图像分割方法。该方法首先采用梯度算子检测出缺陷图像的边缘，并对边缘检测所得的梯度图进行灰度拉伸，提高梯度图的对比度；然后利用Fisher准则寻找最佳阈值，分割出缺陷；最后运用数学形态学滤除噪声，实现了缺陷的自动分割和定位。实验证明，该方法不仅能够识别出弱小的缺陷，而且实现了在线实时检测。