本发明公开了一种图像增强方法，包括如下步骤：获取输入图像，并获取输入图像上每个像素点的邻域内各个像素点的照明亮度的全局统计结果；根据全局统计结果确定输入图像上每个像素点的照明亮度估计值；根据照明亮度估计值对输入图像进行过曝检测，以判断输入图像是否为全局过曝图像；在输入图像为全局过曝图像时，对输入图像进行全局亮度调节以获得增强图像；在输入图像为非全局过曝图像时，对输入图像进行局部亮度调节以获得增强图像。本发明还公开了一种显示装置以及一种计算机可读存储介质。本发明的技术方案有利于解决现有技术中增强图像的自然度处理不佳的弊端。