一种基于SAM-MSFF网络的低照度目标检测方法

由于低照度图像具有对比度低、细节丢失严重、噪声大等缺点,现有的目标检测算法对低照度图像的检测效果不理想.为此,本文提出一种结合空间感知注意力机制和多尺度特征融合（Spatial-aware Attention Mechanism and Multi-Scale Feature Fusion,SAM-MSFF）的低照度目标检测方法 .该方法首先通过多尺度交互内存金字塔融合多尺度特征,增强低照度图像特征中的有效信息,并设置内存向量存储样本的特征,捕获样本之间的潜在关联性;然后,引入空间感知注意力机制获取特征在空间域的长距离上下文信息和局部信息,从而增强低照度图像中的目标特征,抑制背景信息和噪声的干扰;最后,利用多感受野增强模块扩张特征的感受野,对具有不同感受野的特征进行分组重加权计算,使检测网络根据输入的多尺度信息自适应地调整感受野的大小.在ExDark数据集上进行实验,本文方法的平均精度（mean Average Precision,mAP）达到77.04%,比现有的主流目标检测方法提高2.6%～14.34%.     

一种改进CycleGAN的低照度图像增强网络

为了提高CycleGAN对低照度图像增强后的细节分辨能力,提高图像整体的视觉质量,提出了一种改进CycleGAN的低照度图像增强算法.该网络的生成器由低光照增强模块和亮度均衡处理模块组成,用以学习低照度图像到正常照度图像的特征映射.以多尺度卷积和残差空洞卷积构建基于U-Net的低光照增强模块,提高网络对增强后图像细节信...     

NSST域红外和可见光图像感知融合

为了提高融合图像的视觉感知效果,提出一种非下采样剪切波变换(Non-Subsampled Shear Transform,NSST)域红外和可见光图像感知融合方法.首先采用NSST将源图像分解为高频和低频分量;接着采用参数自适应脉冲耦合神经网络(Parameter Adaptive Pulse Coupled Neural Network,PA-PCNN)融合高频分量图像,提高成像细节;然后联合使用高斯滤波器和双边滤波器进行多尺度变换以融合低频分量图像,将低频分量分解为多尺度纹理细节和边缘特征以捕获更多的多尺度红外光谱特征;最后利用NSST逆变换获取融合图像.实验结果表明,该方法不仅可以有效提高融合图像的细节信息,而且还能增强红外特征的提取能力以契合人体的视觉感知.     

多层次特征融合低照度图像增强算法

针对成像设备在夜间等低照度环境下采集的图像存在细节丢失、动态范围较窄和大量噪声等特点，导致采集图像清晰度低、可用性不高和识别性较差等问题，提出了一种多层次特征融合(Multi-level Feature Fusion, MFF-Net)算法。该算法利用多尺度采样构建U型网络，并引入多种注意力机制多线程处理图像流，各支路特征向量跨通道交互，协同渐进式抑制冗余信息。高效运用特征融合模块强化对低尺度纹理细节和多层次特征的感知。设计了由峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和结构相似性(Structural Similarity, SSIM)指标构成的损失函数，有目的地引导网络由浅到深地学习图像之间的映射关系，从而加快模型收敛速度，助力提高模型性能和图像增强。所提算法在LOL数据集Low-Light Dataset上进行了相关实验和测试。其PSNR、SSIM和学习感知图像块相似度(Learned Perceptual Image Patch Similarity, LPIPS)等6种客观评价指标上整体优于大部分先进算法。实验结果表明，所构建的模型能有效抑...     

基于多通道多尺度卷积神经网络的单幅图像去雨方法

雨天等恶劣天气会严重影响到图像成像质量,从而影响到视觉处理算法的性能。为了改善雨天图像的成像质量,该文提出一种基于多通道多尺度卷积神经网络的去雨算法,建立了多通道多尺度卷积神经网络结构来提取雨线特征。首先利用小波阈值引导的双边滤波将有雨图像进行分解,得到高频雨线图像和轮廓保持度高的低频背景图像。然后为了使图像高频部分的雨线信息更为明显,减少雨线特征学习时高频图像中的背景误判,将得到的高频雨线图像再一次通过滤波器得到减弱背景信息同时增强雨线信息的到更高频雨线图像。其次针对低频背景图像上也残留了大量雨痕,该文提出将低频背景图像和更高频雨线图像一起送入卷积神经网络进行特征学习,其中对图像提取的是多尺度特征信息,最后得到雨线去除更彻底的复原图像。同时在构造网络模型时利用空洞卷积代替标准卷积来提取图像的特征信息,得到更丰富的图像特征,提高了算法的去雨性能。从实验结果可以看出去雨之后的图像清晰,细节保持度较高。     

光照不变量特征提取新方法及其在目标识别中的应用

针对LNSCT光照不变量提取方法因舍弃低频分量而丢失目标轮廓信息的问题,本文提出了一种新的光照不变量提取方法MLNCST.新方法首先用NSCT将对数域的输入图像进行第一重多尺度分解,实现低频分量和高频分量的分离;其次对高频子带系数进行BayesShrink阈值滤波,低频分量做逆NSCT得到其特征图像;然后对特征图像进行第二重NSCT分解,并对分解后的高频子带阈值滤波以及低频分量逆NSCT;经多重NSCT分解,最后由多次分解后的高频子带系数集提取光照不变量特征.经进一步研究光照不变量特征与原始图像之间的关系,设计了并行同步卷积神经网络-Dual Lenet,通过融合两者的高层特征来提高地面目标识别的准确率.实验结果显示,在Lenet模型下,MLNSCT比LNSCT具有更高的分类准确率,并且随着分解重数的增加分类准确率更高;同时融合了光照不变量特征的Dual lenet能进一步提高地面目标识别准确率.     

基于双域分解的夜间车辆红外图像研究

夜间车辆交通红外图像光照不均,导致车辆图像细节纹理较弱,识别难度较大。为此,提出基于双域分解的夜间车辆交通红外偏振图像增强方法。采用改进Retinex低照度图像光照补偿算法,分解图像为低频图像与高频图像,对低频图像去雾、优化其对比度,对高频图像去噪与增强,合成低频、高频图像实现夜间车辆交通红外偏振图像增强。实验测试结果证明,对比传统方法,所提方法增强后图像亮度与对比度得以优化,且细节信息更丰富,具有理想的视觉效果。     

基于移位窗口多头自注意力U型网络的低照度图像增强方法

针对低照度图像增强模型中的亮度提升、噪声抑制以及保持纹理颜色一致性等难点问题,该文提出一种基于移位窗口自注意力机制的低照度图像增强方法。该文以U型结构为基本框架,以移位窗口多头自注意力模型为基础,构建了由编码器、解码器以及跳跃连接组成的图像增强网络。该网络将自注意力机制的特征提取优势应用到低照度图像增强领域,建立图像特征信息之间的长期依赖关系,能够有效获取全局特征。将所提方法与当前流行的算法进行定量和定性对比试验,主观感受上,该文方法显著提升了图像亮度,抑制图像噪声效果明显并较好地保持了纹理细节和颜色信息;在峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(SSIM)和图像感知相似度(LPIPS)等客观指标方面,该方法较其他方法的最优值分别提高了0.35 dB, 0.041和0.031。实验结果表明,该文所提方法能够有效提升低照度图像的主观感受质量和客观评价指标,具有一定的应用价值。     

结合分数阶微分及Retinex的NSCT自适应低照度图像增强

针对低照度图像存在亮度低、对比度低、边缘模糊等问题,首先将低照度图像NSCT多尺度分解,获得低频子带图像和高频子带系数;接着将低频图像采用多尺度Retinex提升图像亮度,借助非线性的双边滤波函数估计其照度分量,利用Gamma校正函数对照度分量进行校正,提高图像的动态范围,利用影响因子校正反射分量,丰富其层次性,对图像的整体轮廓进行增强;然后将高频部分用Bayes阈值隔离噪声,利用自适应分数阶微分对图像的边缘、纹理等细节进行增强;最后对处理后的图像进行NSCT重构。实验结果表明,本文算法的对比度、清晰度及信息熵与现有增强方法相比,平均提高了10.7%、9.8%、2.3%。增强后的图像在细节、边缘保持等方面也优于现有算法,改善了图像整体的视觉效果。     

基于双曲映射变换的低照度道路图像增强方法研究

在智能驾驶领域中，针对低照度环境下获取视觉图像中道路环境交通特征信息难的问题，提出一种基于双曲映射变换的低照度道路图像增强方法。采用最大熵法对HSV颜色空间中的V分量进行阈值分区，利用改进的双曲正切S型函数和双曲正割累积分布函数分别增强明暗区域的亮度，采取非线性变换函数LC补偿光照，进而用双尺度均值滤波法增强图像中道路特征信息。通过自建数据集对比验证相关算法，结果表明：本方法增强后的图像平均亮度提高了111.54%、信息熵提高了11.8%,平均梯度提高了159.75%,低照度环境下获取视觉图像中交通特征信息显著提升。     

复杂光照条件下的多姿状鲁棒性人脸识别方法

为改善复杂光照条件下的多姿状鲁棒性人脸识别的效果,提出了小波变换与LBP的多姿状鲁棒性人脸识别方法。通过二维离散小波变换对人脸图像进行二级小波分解提取到低频特征信息分量,并以重构初始图像的方式实现降噪滤波处理,滤除低频光照分量后完成复杂光照补偿;继续分解复杂光照补偿后的图像,采用LBP算子对子图像的鲁棒性部分纹理特征进行描述后,提取出人脸图像各子图像的直方图特征并连接,得到人脸LBP纹理特征,通过统计法运算该特征距离,并通过K近邻分类器实现人脸特征分类识别。以Yale-B与AR人脸库为测试对象,结果表明,所研究方法对复杂光照鲁棒性较强,识别人脸的准确率与效率较高,整体识别效果较好。     

基于小波变换与像元对目标的短波红外图像增强算法

弱光夜视是短波红外成像的重要应用领域之一。针对短波红外弱光图像对比度低,增强后噪声也被放大的特点,提出了一种基于小波变换与像元对目标的短波红外图像增强算法。首先通过小波变换获得不同频率成分的子带图像;然后对低频子带图像进行基于像元对目标的灰度变换处理,对高频子带图像进行可变阈值降噪处理;最后通过小波反变换将处理后的子带重构得到增强结果。将该算法与基于直方图的增强算法,全局优化线性窗口色调映射算法和自然保持增强算法进行比较,采用图像的信息熵和基于Michelson法则的对比度增强度量作为客观评价指标,结果表明本文算法更为有效地提高了短波红外弱光图像的对比度,抑制了噪声的增强,提升了图像的视觉效果。     

Low-illumination image denoising method for wide-area search of nighttime sea surface

In order to suppress complex mixing noise in low-illumination images for wide-area search of nighttime sea surface, a model based on total variation (TV) and split Bregman is proposed in this paper. A fidelity term based on L1 norm and a fidelity term based on L2 norm are designed considering the difference between various noise types, and the regularization mixed first-order TV and second-order TV are designed to balance the influence of details information such as texture and edge for sea surface image. The final detection result is obtained by using the high-frequency component solved from L1 norm and the low-frequency component solved from L2 norm through wavelet transform. The experimental results show that the proposed denoising model has perfect denoising performance for artificially degraded and low-illumination images, and the result of image quality assessment index for the denoising image is superior to that of the contrastive models.     

基于提升小波变换的红外图像双重滤波算法

为了有效抑制红外图像中的随机噪声,采用一种基于提升小波变换的双重滤波算法来进行处理。该算法对含有噪声的红外图像实现第1次提升小波分解,然后对获得的低频和高频分解系数再次实现提升小波变换,舍弃由低频系数经过第2次提升小波变换后获得的低频系数以及由高频系数经过第2次提升小波变换后获得的高频系数。对剩余的高频系数和低频系数分别采用改进阈值函数模型以及改进非局部均值滤波算法进行处理,在此基础上实现小波系数重构。为了改善滤波后图像视觉效果,再引入直方图均衡化算法进行处理。通过理论分析和实验验证,获得了相关的标准测试图像和红外图像测试结果以及峰值信噪比和结构相似度测试数据。结果表明,该滤算法对于高质量地去除红外图像中的噪声是有帮助的。     

基于ResNet的红外与低照度可见光图像融合方法

针对传统红外与低照度可见光图像融合后,容易造成目标模糊不清、细节信息缺失等问题,本文提出一种低照度可见光图像预增强与残差网络(Residual Network,ResNet)相结合的图像融合方法。该方法首先利用单尺度Retinex(Single Scale Retinex,SSR)算法对低照度可见光图像进行增强预处理,得到增强的可见光图像。其次,利用ResNet-50分别从增强后的可见光图像和红外图像中提取深度特征。然后,采用L1范数对生成的深度特征进行正则化处理,并通过上采样操作将其分辨率恢复至输入图像大小,得到权重图。最后,使用加权平均策略获取融合图像。实验结果表明,本文算法能更好地保留输入图像的纹理细节和结构信息;使用TNO数据集与现有的三种典型算法对比,该算法融合结果的离散余弦特征互信息(FMIdct)、小波特征互信息(FMIw)、基于噪声评估的融合性能(Nabf)、结构相似度测量(SSIM)四种客观指标总体优于对比算法。     

基于低尺度细节恢复的单幅图像阴影去除方法

为了在光照复杂、纹理丰富的图像上获得更好的去阴影效果,基于生成对抗网络提出了一种新颖的阴影去除方法.首先,所提网络中的阴影检测子网为阴影图像生成阴影掩膜,基于该检测结果提出一种光照敏感的多尺度图像分解方法,在几乎不损失光照信息的同时提取图像纹理信息;然后,蒙版生成子网为分解后的低尺度图像生成相应的蒙版用于去除其中阴影;其次,边界复原子网修复阴影边界实现友好的过渡;最后,使用自适应衰减因子引导图像进行细节恢复以得到纹理丰富的结果.实验结果表明所提方法可以有效地提高阴影去除效果.     

模态自适应的红外与可见光图像融合

为解决低照度和烟雾等恶劣环境条件下融合图像目标对比度低、噪声较大的问题,提出一种模态自适应的红外与可见光图像融合方法(mode adaptive fusion,MAFusion).首先,在生成器中将红外图像与可见光图像输入自适应加权模块,通过双流交互学习二者差异,得到两种模态对图像融合任务的不同贡献比重;然后,根据各模...     

基于金字塔分解和扇形局部均值二值模式的鲁棒纹理分类方法

针对传统局部二值模式(LBP)的特征鉴别力有限和噪声敏感性问题,该文提出一种基于金字塔分解和扇形局部均值二值模式的纹理特征提取方法。首先,将原始图像进行金字塔分解,得到对应于不同分解级别的低频和高频(差分)图像。为提取兼具鉴别力和稳健性的特征,进一步采用阈值化处理技术将高频图像转化为正、负高频图。然后,基于局部均值操作提出一种扇形局部均值二值模式(SLMBP),用于计算各级分解图像的纹理特征码。最后,对纹理特征码进行跨频带的联合编码和跨级别的直方图加权,从而获得最终的纹理特征。在公开的3个纹理数据库(Outex, Brodatz和UIUC)上进行分类实验,结果表明该文所提方法能够有效地提高纹理图像在无噪声环境和含高斯噪声环境下的分类精度。     

一种改进的基于多尺度变换的红外和可见光图像融合算法

提出了一种改进的基于多尺度变换的红外和可见光图像融合算法.首先,用形态学帽变换对两幅已经配准的红外图像和可见光图像进行处理,然后将处理后的图像分别进行轮廓波分解得到一系列的高频图像和低频图像.由于高频图像和低频图像特点的不同,对高频图像采用平均梯度进行融合,对低频图像采用PCA的方法进行融合.实验表明,该方法很好地结合了形态学帽变换、主成分PCA算法和轮廓波变换的优点.与传统的融合方法相比,提出的融合方法可以提供丰富的图像信息和清晰纹理细节,且很好地保证了主要目标的亮度基本不变.     

一种基于椒盐噪声新型组合滤波算法仿真研究

提出了一种新型组合滤波算法。该算法首先在噪声方差估计、滤波模板类型和尺寸大小等方面对自适应维纳滤波进行改进,对图像噪声进行预处理;其次将预处理后的图像进行二维多尺度小波分解,由于低频子图像基本不受噪声污染,故不作处理;然后对开关中值滤波分别从噪声检测、噪声分类、噪声滤波等方面进行改进,并给出具体实现步骤,用于小波域高频子图像滤波;最后将滤波后高频子图像和低频子图像进行小波系数重构。实验结果表明,两类改进滤波算法在滤波性能上均优于原始算法,在抗噪性和细节保持等方面具有一定优势。