图像增强是计算机图像处理领域中一个基础而十分重要的内容。增强效果的好坏会直接影响到对图像的后续处理，目前图像增强方法很多，不同的领域需要不同的增强效果，有些需要突出对象的轮廓，有些则需要增强图像细节；有些需要增强图像的局部信息，有些则需要对图像进行全局增强；对于彩色图像，一些增强可能是要求增强图像的色彩表达。目前图像增强在医学成像，雷达卫星，机器识别等领域广泛应用。找到好的增强方法，实现好的增强效果，克服图像增强中存在的一般问题，具有十分重要的意义。目前图像增强没有一种普适的方法，特别是噪声图像的增强研究较少，一般的增强算法也不适用于噪声图像。分数阶图像增强具有非线性增强的特点，它在一定程度上有较强的普适能力，也具有有限的抗燥能力。但分数阶本身具有方向性，这和一般的图像增强模板要求具有抗旋转不变性是相驳的。本文主要从分数阶的方向性和噪声图像增强两个方面出发，利用了图像的局部信息研究图像增强，主要研究工作和创新点如下：(1)从人类视觉的侧抑制原理出发，考虑图像的局部特征，重新定义了具有方向特征的分数阶滤波器，使滤波器的方向总是适应图像的局部梯度特性。从而克服了分数阶本身的方向局限性。(2)针对图像增强领域中一般增强方法对噪声图像敏感这个问题，提出了能够适应噪声图像的图像增强方法。引入二次曲线拟合的方法，在增强中成功的压制了图像的噪声部分，同时对纹理细节部分也起到增强作用。这种增强方法具有较强的噪声适应能力。(3)推导出了具有抗旋转不变特征的曲线拟合图像滤波模板，有效减少了运算的时间复杂度，保证整个图像增强在O(n2)的时间内完成。同时分析了图像像素间的距离，得到提升滤波器。以上研究和创新经过仿真实验，均取得了令人满意的结果。对于创新点(1)，实验对比从主观和客观两个方面都表明改进后的方法效果更优；对于创新点(2)，实验结果证明这种方法能够增强一般图像，同时也能够增强噪声图像，具有较强的普适能力，增强效果较好；对于创新点(3)，巧妙避开最小二乘法带来的矩阵运算，有效降低运算的时间复杂度和空间复杂度，提高了算法的速度。