改进Retinex与多图像融合算法用于低照度图像增强

为了解决低照度图像在图像增强过程中图像质量不佳、对比度不高等问题,本文提出改进Retinex与多图像融合算法用于低照度图像增强。首先将待处理图像转换到HSV色彩空间,并设定阈值对其V通道分量进行亮度调节,然后转换到RGB色彩空间,将其拷贝3份,对第一份进行直方图均衡化,中值滤波处理;对第2份进行自动亮度调节,双边滤波处理;对第3份进行改进的Retinex算法处理,采用高斯滤波、双边滤波作为其环绕函数,估计图像照明分量,最后输出反射图。将处理后的3份图像转到HSV色彩空间,对其V分量进行多图像融合,H、S分量沿用第2份图像分量值,最后将融合后的图像由HSV转为RGB色彩空间,输出处理后的图像。实验结果表明,本文提出的算法在增强低照度图像的同时,还可抑制图像噪声,同时具有良好的保边性,且细节明显。     

Research on algorithm of night vision image fusion and coloration

An new color image fusion method is presented based on dual-tree complex wavelet transform (DT-CWT) and Lαβ space for visual and infrared night image fusion. The color transfer technology is conducted to colorize the gray-scale visual image based on Lαβ space and the three component values of L, α and β can be gained. The appropriate dynamic range of gray image in Lα β space is proposed, and the reason of oversaturated colors is analyzed. The DT-CWT is applied in gray image fusion processing because of it's properties: shift invariance, directional selectivity, in order to obtaining exact position and clear image presentation. The different fusion rule is used aiming at high and low frequency components. The weighted average method is employed to low frequency part, and the high frequency parts are of selection greater local energy. The component L of colorized visual image is replaced by the gray-scale fused image. And the color fusion image is obtained by from Lα β to RGB(R: red, G: green, B:blue). The experiment results indicate that the proposed algorithm can achieve three requirements: detectability of the target, clear details and natural colors.     

红外中波细分图像的伪彩色增强

提出了基于lαβ颜色空间变换和小波包变换的红外中波细分波段图像的伪彩色增强方法.利用lαβ变换将两个细分波段RGB彩色映射的伪彩色图像的颜色和亮度信息分离,通过二维小波包变换得到两个细分波段的融合图像,将融合图像和颜色信息经过lαβ逆变换形成伪彩色增强图像.实验结果表明,同简单彩色映射图像相比,伪彩色增强图像的局部标准偏差和局部熵都有增加,从而使图像具有更好的感知效果.     

Low light image enhancement with dual-tree complex wavelet transform

In low light condition, low dynamic range of the captured image distorts the contrast and results in high noise levels. In this paper, we propose an effective contrast enhancement method based on dual-tree complex wavelet transform (DT-CWT) which operates on a wide range of imagery without noise amplification. In terms of enhancement, we employ a logarithmic function for global brightness enhancement based on the nonlinear response of human vision to luminance. Moreover, we enhance the local contrast by contrast limited adaptive histogram equalization (CLAHE) in low-pass subbands to make image structure clearer. In terms of noise reduction, based on the direction selective property of DT-CWT, we perform content-based total variation (TV) diffusion which controls the smoothing degree according to noise and edges in high-pass subbands. Experimental results demonstrate that the proposed method achieves a good performance in low light image enhancment and outperforms state-of-the-art ones in terms of contrast enhancement and noise reduction.     

Low-light color image enhancement based on NSST

In order to improve the visibility and contrast of low-light images and better preserve the edge and details of images, a new low-light color image enhancement algorithm is proposed in this paper. The steps of the proposed algorithm are described as follows. First, the image is converted from the red, green and blue (RGB) color space to the hue , saturation and value (HSV) color space, and the histogram equalization (HE) is performed on the value component. Next, non-subsampled shearlet transform (NSST) is used on the value component to decompose the image into a low frequency sub-band and several high frequency sub-bands. Then, the low frequency sub-band and high frequency sub-bands are enhanced respectively by Gamma correction and improved guided image filtering (IGIF), and the enhancedvalue component is formed by inverse NSST transform. Finally, the image is converted back to the RGB color space to obtain the enhanced image. Experimental results show that the proposed method not only significantly improves the visibility and contrast, but also better preserves the edge and details of images.     

基于双树复小波变换的多聚焦图像融合方法

针对同一场景的多聚焦图像融合,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)的图像融合新算法.首先利用DT-CWT对图像进行多尺度和多方向分解,并根据双树复小波分解域各子带的系数特性定义了图像局部方向对比度,然后针对高频分量系数的选择,采用基于方向对比度的融合规则,而在低频域采用图像清晰度为测度的融合策略.实验结果表明,该算法能够很好地将多聚焦图像中的重要信息提取并注入到融合图像中,与其他方法相比较,取得了更好的融合效果,提高了融合图像的质量.     

基于FPGA的LED屏彩色图像增强算法设计

色调是反映彩色图像中色彩信息的重要参数,为了在进行图像效果增强的同时保持色调不变,通常的做法是先把图像从RGB转化到HIS色彩空间,然后在保持H变量（色调）不变的情况下,进行I（亮度）的增强。但是由于这种方法需要进行色彩空间的相互转化,大大增加了计算量。文章通过对简化HIS模型的分析,提出了一种直接对R、G、B分量进行处理的彩色图像增强方法。该方法可以运用已有灰度图增强算法进行彩色图像的增强,由于不需要进行色彩空间的转化,大大减少了计算量。FPGA可用来并行实时处理海量的图像数据,文章利用FPGA的这一特点作为实时图像直方图均衡增强算法的解决方案,并通过改进直方图均衡图像增强算法使其在FPGA中具体实现,可用于实时性要求高的LED屏显示。实验结果表明,该方案使彩色图像的增强效果明显,运行效率高。     

同步全变分与限制对比度均衡的彩色图像去噪增强方法

为了更好地实现彩色图像去噪与反差增强的处理,提出一种同步全变分与限制对比度均衡的彩色图像去噪增强方法。首先分析了彩色全变分（CTV）模型存在的问题,并针对这一问题,提出通过引入彩色空间下矢量扩散控制改进该模型,消除阶梯效应。其次,为了避免由于灰度转化带来的信息缺损,给出一种RGB空间下的梯度矢量计算方法。最后构造了限制对比度直方图均衡（CLAHE）的微分模型,将其与改进后的CTV模型融合实现了彩色图像的同步去噪与增强处理。实验结果表明:由于本文方法直接在彩色空间下进行计算,因此可以减少由色彩空间转化带来的信息损失,能够在提高图像的对比度的同时去除噪声,更好地完成彩色图像的去噪与反差增强处理。      

改进的PCNN模型在多光谱与全色图像融合中的应用研究

介绍了PCNN模型原理,提出了基于双通道自适应的PCNN多光谱与全色图像融合算法。该算法首先将RGB空间的多光谱图像转换为HSV彩色空间,然后将HSV彩色空间中的非彩色通道(V通道)的灰度像素值和全色图像的像素灰度值分别作为PCNN-1及PCNN-2的神经元输入,利用方向性信息作为自适应链接强度系数,对非彩色通道图像和全色图像进行自适应分解,再将点火时间序列送入判决因子得到新的非彩色通道图像,最后将原多光谱图像的H通道分量、S通道分量及新的V通道分量经HSV空间逆变换获得最终的融合图像。实验结果表明,该算法不仅解决了链接强度系数自动设置的问题,而且充分考虑到图像边缘和方向特征的影响,无论在主观视觉效果,还是客观评价标准上均优于IHS、PCA、小波融合等其他图像融合算法,同时降低了计算复杂度。     

基于局部方向能量的鲁棒图像融合算法

针对现有小波类图像融合算法在特征表达上的不足,将对偶树复数小波变换引入图像融合中。Robins等的研究表明,局部能量对各类图像特征的表达和定位具有稳健性。基于对偶树复数小波变换,定义了局部方向能量和局部能量,结合人类视觉系统对图像特征的响应特性,定义了局部带限对比度,表达特征的显著性。实时图像融合系统中,输入可能被随机噪声污染。根据图像特征和噪声局部方向能量分布不同的特点,定义了局部方向能量熵,用以自适应改善带限对比度,提高融合过程对噪声的鲁棒性。对融合算法仿真结果的主客观性能分析,充分验证了本文提出的鲁棒的图像融合算法的卓越性能。     

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。     

复轮廓波包变换及其在SAR图像去斑中的应用

利用解析的双树复小波包变换(DT-CWPT)与非抽样方向滤波器组(NSDFB),构造了一种复轮廓波包变换(CCPT),并将其应用于合成孔径雷达(SAR)图像去斑。新的变换由于对信号的低频和高频部分都进行了分解,因此除了具有多分辨率、局部性、方向性和各向异性的特点外,还具有平移不变性和更丰富的方向分量。实验结果表明,本文构造的CCPT能够有效地抑制斑点噪声,达到较好的边缘保持效果,并且在图像的细节和纹理表现方面具有一定的优势。     

基于小波和色彩传递夜视图像彩色融合算法研究

针对传统彩色图像融合存在色彩不自然和运算复杂的缺点,提出了基于小波和色彩传递夜视图像彩色融合算法。该算法的核心思想是把源图像RGB空间转换到YUV空间,然后利用小波变换把源图像和参考图像分别进行分解,并对结果中的一阶统计量和二阶统计量进行计算,最后把参考图像的统计量传递给源图像,此时参考图像和源图像的统计量是相同的,把经过处理过的源图像通过小波逆变换传递到RGB空间,测试结果表明,此算法具有图像细节更加丰富,边缘突出的优点。     

一种有效的双树复小波-Wiener滤波去噪算法

为了有效恢复被高斯白噪声污染的图像,将双树复小波变换和自适应Wiener滤波结合起来,提出了一种双树复小波-Wiener滤波去噪算法.仿真结果表明,利用该算法去噪后恢复的图像主观质量和峰值信噪比比基于正交小波变换的门限法和Wiener滤波法都要好.     

一种改进的综合BTC颜色矩和DT-CWT的图像检索算法

摘 要：特征提取是基于内容的图像检索中的关键技术。针对基于单一特征检索效果不理想的问题,提出一种改进的综合颜色和纹理特征的图像检索算法。该算法在YIQ颜色空间中进行特征提取,首先结合方块编码（BTC）的思想,提取颜色矩作为颜色特征;采用双树复小波变换（DT-CWT）提取纹理特征,融合两种特征并利用相似性度量方式进行图像检索。实验结果表明算法所提取的颜色、纹理特征更利于检索,使用综合特征检索的平均查准率比同类算法更高。     

基于提升小波和人眼视觉特性的自反馈彩色图像融合

提出了一种基于提升小波变换和人眼视觉特性的自反馈彩色图像融合算法.首先讨论提升小波变换的基本原理,然后考虑到人眼的视觉特性,将彩色图像变换到YIQ颜色空间,运用不同融合规则进行融合.对I和Q色差分量采用平均法融合,对Y分量采用自反馈法得到其最终优化融合结果,最后由三分量融合结果变回RGB颜色空间.实验结果表明,该算法具有良好的融合效果.     

基于改进谱残差显著性图的红外与可见光图像融合

为了将可见光图像与红外图像中的细节信息更多的呈现在融合图像中,突出目标特征并获得更好的图像视觉效果,本文提出一种基于改进谱残差显著性图的红外与可见光图像融合方法。首先用改进的谱残差显著性检测算法提取红外图像的显著性图并获得融合图像的显著性系数,然后对源图像进行双树复小波分解,并根据特定的融合规则分别对图像的低频部分以及高频部分进行融合,最后采用双树复小波逆变换重构获得最终的融合图像。实验表明,本文融合方法相较于传统融合方法融合质量更高并且在视觉效果上有显著提升。     

自适应HSV空间Retinex煤矿监控图像增强算法

针对煤矿井下的监控图像由于粉尘、煤尘、低照度或点光源等光照的影响,而整体阴暗模糊,对比度低,背景噪声强,视觉效果不理想的问题,提出一种改进的HSV(Hue,Saturation,Value)空间的颜色可恢复的多尺度Retinex(Muhi-Scale Ret-inex,MSR)的图像增强算法.该算法先将图像从RGB空间转换到HSV空间,以确保后续图像增强处理不会影响图像的色彩效果;然后利用提出的自适应的高斯核函数分离亮度分量V的照度分量和反射分量,再利用自适应的增益系数对反射分量进行增强处理,获得不受光照影响的、增强的反射图像;最后将反射图像逆变换回RGB空间,再利用优化的颜色恢复函数对增强的图像进行颜色修正,从而改善图像的全局视觉效果和局部对比度.实验表明该方法能有效提高煤矿井下监控图像的对比度和亮度,抑制背景噪声,从而大大改善煤矿井下监控图像的视觉效果,且很好地实现了参数自适应,减少了人为因素对结果的影响.     

基于PUCS与DTCWT的红外与弱可见光图像融合

针对红外与弱可见光图像传统融合算法在结果图像中目标不突出、整体对比度降低、边缘及纹理细节不清晰、缺失等问题,本文提出一种基于感知一致性空间（Perception Unified Color Space,PUCS）和双树复小波变换（Dual Tree Complex Wavelet Transform,DTCWT）的融合算法。首先,将红外与弱可见光图像的亮度分量由RGB空间分别转至感知一致性空间得到新的亮度分量以备后续变换处理;接着,将源图像利用DTCWT进行多尺度分解,分别获取各自的低频分量与高频分量;然后,根据不同频带系数特点,提出一种基于区域能量自适应加权的规则对低频子带分量进行融合,采用一种基于拉普拉斯能量和与梯度值向量的规则对不同尺度、方向下高频子带分量进行融合;最后,对融合后的高、低频子带分量进行DTCWT逆变换重构图像,再将其转回至RGB空间以得到最终结果。在不同场景下将本文算法与3种高效融合算法进行对比评价,实验结果表明,本文算法不但在主观视觉上具有显著的目标特征、清晰的背景纹理及边缘细节、整体对比度适宜,而且在8项客观评价指标上也取得了较好的效果。     

基于小波变换的彩色图像数字水印新算法

提出了一种将灰度图像嵌入到原始彩色图像中的新数字水印算法.对RGB色彩空间彩色图像的绿色分量和蓝色分量进行haar小波变换.低频系数经过量化,将经过Arnold置乱后的灰度水印图像的位平面嵌入到低频子带.水印提取不需要原始载体图像.实验结果表明,该彩色图像数字水印算法不仅具有较好的透明性,而且对诸如叠加噪声、JPEG压缩、平滑滤波、几何剪切、图像增强和马赛克效果等攻击均具有较好的鲁棒性.