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针对已有方法难以保持输入图像的色调分布的缺点，本文提出了一种基于色调优化的图像细节增强算法。它首先采用基于局部极值的边缘保持多尺度图像分解算法，快速地将输入图像分解成含有大尺度边缘信息的基图像和含有小尺度细节信息的细节层图像。然后，在用户输入的细节增强系数、输入图像的颜色值和增强图像的梯度值的期望下，基于能量优化的色调校正算法避免了细节增强图像与输入图像之间的显著色调差异。实验结果表明本文算法对于任意输入的图像均能取得色调保持的良好细节增强效果。