在图像处理领域中,图像亮度不均会大大降低图像分割的正确性。为了有效弱化图像亮度不均对图像分割带来的影响,对处理图像亮度不均具有优势的Gamma矫正方法及各种改进方法进行了对比分析。针对现有Gamma矫正方法对图像高光区矫正效果的不佳,文中提出了类余切Gamma矫正函数和椭圆非线性矫正模型。实验结果表明,按图像像素值对图像分区,该方法不仅保持了现有Gamma矫正方法对阴影区和过渡区亮度处理的效果,而且缩小了图像高光区的像素取值范围,提高了对图像高光区矫正的效果,有效降低了整幅图像亮度的比例,在一定程度上使图像亮度分布更加均匀。同时,该方法具有较好的普适性,在处理其他亮度比例较大的图像时,该方法可以较好地均衡图像亮度的分布,在某些特殊场景下会大大提高图像分割的正确性和准确率。