一种矿井图像增强算法

针对煤矿井下视频监控系统采集图像对比度低、光照不均、伴有大量噪声等问题,提出一种基于加权引导滤波同步去噪的单尺度Retinex算法对矿井图像进行增强。该算法首先采用加权引导滤波代替单尺度Retinex算法的高斯滤波对图像的低频分量进行照度估计,然后采用加权引导滤波对图像的高频分量进行去噪处理,最后由对数域转换到实数域得到增强后的图像。通过主观视觉效果和客观质量评价对该算法进行验证,结果表明该算法较传统图像增强算法可获得更好的图像视觉效果,且图像处理速度更快。     

一种矿井低照度图像增强算法

针对小波变换在图像边缘保持和细节处理方面无法保持平衡及多尺度Retinex算法易造成图像出现光晕伪影和噪声污染严重等问题,将小波变换与基于多尺度引导滤波的多尺度Retinex算法相结合,提出了一种矿井低照度图像增强算法。该算法首先将低照度图像进行小波分解得到高频分量和低频分量;然后对图像高频分量采用三段式阈值函数进行小波去噪,对图像低频分量采用非线性全局亮度校正以增强图像亮度,同时采用多尺度引导滤波函数代替传统多尺度Retinex算法的高斯滤波函数来估计照射分量,进而求取反射分量,并运用主成分分析法对反射分量与非线性全局亮度校正的图像进行融合,有效提升图像边缘细节保持效果;最后对图像高频分量和低频分量进行小波重构,并对小波重构后的图像进行非线性变换,解决图像泛灰问题。实验结果表明,该算法具有很强的噪声抑制能力,可有效提升图像亮度和对比度,使图像边缘保持性能和细节信息丰富度得到有效平衡,避免了图像出现光晕伪影、颜色失真等现象。     

一种煤矿井下图像增强算法

针对煤矿井下监控图像对比度低、视觉效果差等问题,采用一种基于引导滤波的单尺度Retinex算法进行煤矿井下图像增强。该算法采用具有保边平滑功能的引导滤波进行照度估计,并与原图像进行卷积运算,获得反映自身属性的反射分量,然后针对经反对数变换的反射分量,采用改进的局部对比度增强方法提高图像暗区的对比度,最后得到增强图像。实验结果表明,该算法在对比度提升、细节增强、消噪方面取得了较好的效果。     

基于多尺度梯度域引导滤波的低照度图像增强算法

针对低照度彩色图像整体亮度较低，增强图像中颜色易失真，部分图像细节淹没在较低灰度值像素中等问题，提出一种改进的低照度图像增强算法。首先，把待处理图像转换到色调、饱和度、亮度（HSI）颜色空间，对亮度分量进行非线性全局亮度校正；然后，提出多尺度梯度域引导滤波的亮度增强模型，利用该模型对校正后的亮度分量进行增强，接着对增强后的亮度分量进一步实施避免颜色失真的亮度校正；最后，将图像再转换回红绿蓝（RGB）颜色空间。实验结果表明，增强后的图像亮度平均提高90.0%以上，清晰度平均提高123.8%以上，这主要得益于多尺度梯度域引导滤波具有更好的亮度平滑和增强能力；同时由于减小了颜色失真，使增强图像的细节表现能力平均提高18.2%以上；由于采用了多尺度梯度域引导滤波的亮度增强模型与直方图自适应的亮度校正算法，使提出的低照度图像增强算法适宜应用于夜间等弱光源条件下的彩色图像增强。     

基于迭代多尺度引导滤波Retinex 的低照度图像增强

为提高低照度图像的视觉感知,提出了基于迭代多尺度引导滤波Retinex 的低照度 图像增强算法。首先,将图像转换到YCbCr 空间;然后对Y 分量用迭代多尺度引导滤波算法 估计照度图像,以指数形式迭代增加尺度参数与平滑参数,在保持边缘的同时消除各种对比度 细节;接着用照度图像求得反射图像,并进行对比度校正;最后将图像转换到RGB 空间,得 到最终增强后的图像。实验表明,该方法能更好地估计照度图像,从而使增强后的图像视觉效 果获得明显改善。     

多级分解的Retinex低照度图像增强算法

针对现有算法对图像边缘细节增强不足及无法有效控制各尺度信息增强程度的问题,提出了多级分解的Retinex低照度图像增强算法。该算法在Retinex分解模型和双边滤波的基础上,通过设置不同的滤波参数,获取表征图像不同尺度信息的反射分量和照度分量;通过使用指数函数对分解得到的各级反射分量进行增强,能够有效提升图像边缘细节的表达能力;通过使用S型函数对最终的照度分量进行处理,能够在提升低照度图像整体亮度的同时抑制高亮度区域;通过颜色恢复函数对增强图像进行后处理,进一步避免色彩偏差和失真的问题。实验结果表明,新算法能够改善低照度图像的视觉质量,在清晰度、信息熵、对比度等指标方面都有所提升。     

空间转换与自适应灰度校正的低照度图像增强

在低照度场景下采集的图像存在整体亮度偏低、对比度较差、细节信息丢失等问题,影响其在图像增强应用领域中的性能。为提高低照度成像质量,并使图像结构完整且纹理细节自然清晰,提出一种空间转换与自适应灰度校正的低照度图像增强算法。采用带有灰度校正的自适应压缩多尺度Retinex算法对原始图像进行处理,得到均衡化图像,避免在传统Retinex算法对图像进行全局处理时产生图像过亮或过暗的现象,通过空间转换方法处理获得的均衡化图像,分别得到频率域平滑图像和空间域锐化图像,以提高图像的整体亮度和对比度,从而保留图像中物体边缘的细节信息。在此基础上,采用多聚焦融合算法将原始图像、频率域平滑图像和空间域锐化图像进行融合,得到最终图像。实验结果表明,相比SSR、CLAHE、MBYC等算法,该算法的均值、方差、信息熵和平均梯度分别平均提升1.63%、0.89%、0.17%和1.91%,能有效提升低照度图像的亮度、清晰度和对比度,增强图像边缘信息和纹理细节信息。     

基于多尺度局部直方图均衡化的矿井图像增强方法

针对当前常用的直方图均衡化、基于Retinex理论、基于同态滤波、基于小波分析等矿井图像增强方法存在欠增强、过增强等问题,提出了一种基于多尺度局部直方图均衡化的矿井图像增强方法。根据HSI颜色空间图像的颜色分量（色调分量、饱和度分量）与亮度分量相互独立特性,将矿井低照度RGB图像转换到HSI颜色空间;采用双边滤波将亮度分量分解为光照图像和反射图像;对光照图像进行小、中、大3个尺度分块,对图像块分别进行局部直方图均衡化处理,以提升图像亮度和对比度;对反射图像进行8方向梯度增强,以丰富图像的纹理边缘;将经多尺度局部直方图均衡化的光照图像和方向梯度增强的反射图像进行Retinex反变换,得到增强的亮度分量,将其与色调分量和饱和度分量转换至RGB颜色空间,得到增强的矿井图像。采用煤矿井下实际监控图像对基于多尺度局部直方图均衡化的矿井图像增强方法进行实验验证,对其增强效果进行主客观评价。结果表明：该方法与现有图像增强方法相比,在图像亮度和对比度方面均有更大的提升,细节信息更丰富,信息熵提升7.23%以上,平均梯度均值提升31.6%以上,具有更好的图像增强效果。     

基于Retinex算法的亮度分层图像增强算法

在处理低照度的图像时，传统的Retinex算法虽然可以提高图像的辨识度，但是存在“光晕伪影”和图像细节表现不明显等问题，因此本文采用了引导滤波图像分层处理与多尺度Retinex算法相结合的图像增强算法。首先在HSI色彩空间中对原始图像使用引导滤波算法，将图像分成细节图像和基本图像。然后对分离出来的两个图像层构造增益系数，分别进行增强处理后再进行重构，得到一个新的亮度图像。最后，在RGB色彩空间内对新的亮度图像进行色彩恢复从而输出最终的亮度较高、还原度较好的图像。实验结果表明，本文算法使图像的边缘和细节更加突出，而且能够消除“光晕伪影”现象，客观评价指标也有较大幅度的提升。     

煤矿井下非均匀照度图像去噪研究

煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明：提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进...