亮度分区自适应对数色调映射算法*

色调映射可将高动态范围图像显示在低动态范围显示器上。常用的对数全局色调映射算法由于压缩范围有限容易引起细节丢失,为此本文给出一种基于亮度分区的自适应对数色调映射算法。首先将高动态范围图像由RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间以提取图像亮度信息,然后将亮度图分为高、中、低三个照度区域。根据区域亮度属性实施对数色调映射实现动态范围局部压缩,并进行融合处理以消除区域交界处的显示效果。同时采用双边滤波技术进行细节补偿。实验结果表明,此算法能有效压缩动态范围并再现真实场景信息,同时可以保留丰富的细节。     

DT-CWT和色调映射相结合的低照度图像增强算法

为了提高低照度图像的质量,提出基于双树复小波变换(DT-CWT)与色调映射相结合的图像增强算法.首先将RGB图像转换到HSV色彩空间,然后对亮度分量V进行双树复小波分解,分离出高、低频子带;然后对高频子带进行Butterworth滤波,增强图像细节、抑制噪声;对低频子带,则使用文中改进的色调映射算法来调整图像亮度;最后进行DT-CWT逆变换得到处理后的V分量,并将之与H分量、S分量合成,转换为清晰的RGB图像.文中充分利用DT-CWT能准确表达图像细节的优良特性,并在Retinex基础上改进了色调映射算法,实现对低照度图像的增强.实验结果表明,该算法可以明显地改善低照度彩色图像的视觉效果.     

金属腐蚀区域图像增强算法研究

针对金属腐蚀区域图像中存在暗细节对比度不高、光照不均匀及颜色特征需保护的问题,提出一种在HSI模型下的多尺度细节自适应增强与同态滤波的增强算法。首先,对RGB腐蚀图像进行色彩空间变换,保留其中的色调和饱和度分量不变,对亮度分量进行增强。然后,通过小波变换进行多尺度细节自适应增强,提升细节对比度并作分块同态滤波,改善光照不均的影响,获得增强后的腐蚀图像。实验结果表明,所提方法增加了腐蚀暗细节的对比度,提高了金属腐蚀区域图像的整体亮度并保证了色彩信息的不失真。     

HSV色彩空间的Retinex结构光图像增强算法

在结构光几何重建中,由于拍摄方式和场景照明情况的复杂多变,使得产生的图像可能会因为光线的亮暗不均造成图像细节的缺失.为此,提出一种基于HSV色彩空间变换的带颜色恢复Retinex算法和色彩饱和度校正策略.针对颜色保持的需要,首先将传统RGB空间上的多尺度Retinex算法转换到HSV颜色空间;然后通过分析HSV颜色空间模型来增强模型中的V分量,同时利用相关系数使S分量随着V分量的增强进行自适应调整;最后将HSV模型转换到RGB空间,使增强后的图像颜色得到保持.实验结果表明,该算法应用于结构光条纹图像的增强中将使结构光图像在颜色得到保持的同时细节信息也得到了增强,更利于后续条纹信息的提取及自动编码.     

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。     

宏微观信息增强与色彩校正的高效色调映射

目的 色调映射是一种在保持视觉效果基本不变的前提下将高动态范围图像映射到常规低动态显示设备上进行显示的技术。针对现有方法存在细节模糊、边缘光晕及色彩失真等不足,提出一种宏微观信息增强与色彩校正的色调映射新方法。方法 将给定的高动态范围图像映射到HSV(hue, saturation, value)颜色空间,分离亮度信息与色彩信息。基于人类视觉感知机制,在亮度通道构建宏观一致性和微观显著性的亮度感知压缩模型,并进一步通过调节模型缩放因子消除边缘光晕现象。基于颜色恒常性原理,在色度通道构建自适应饱和度偏移模型,融合亮度压缩信息调整图像的饱和度信息,解决色调映射所造成的主观色彩失真问题。结果 实验结果表明,所提算法在结构保真度、自然度和色调映射质量指数等客观评价方面均优于对比色调映射算法,同时主观平均意见值也取得了最高的4.3分（即好—非常好）。结论 宏微观信息增强的亮度感知压缩模型,在确保场景亮度信息不变的情况下,可以有效增强图像纹理细节的完整性和保真性。融合亮度压缩的饱和度偏移模型可以有效解决亮度压缩导致的图像色彩失真等问题。该色调映射算法效率高、通用性强,可广泛应用于图像压缩、生物医学...     

一种快速的自适应图像增强算法①

提出了一种快速的自适应图像增强算法。算法首先对原始图像进行高斯平滑滤波,然后根据原始图像的整体信息和局部信息对图像的像素值进行偏移。最后,利用偏移后的图像信息和非线性函数对图像进行变换,从而实现了对图像细节的增强。通过将RGB图像变换到HSV彩色空间,将增强算法推广到了彩色图像的处理。实验结果表明,该算法运行速度快,能有效改善图像质量。同时能够根据环境的亮暗,自动调整增强效果,具有自适应的功能。     

基于色调优化的图像视频细节增强

目的 针对已有的细节增强方法难以保持输入图像帧的色调分布的缺点,提出一种基于色调优化的图像视频细节增强算法。方法 首先,为了避免颜色通道的相关性所带来的偏色现象并提高算法效率,对输入图像帧进行颜色空间的转换,提取亮度信息。然后,采用基于局部极值的边缘保持图像滤波方法,快速地将亮度通道图像分解成一幅含有大尺度边缘信息的基图像和多幅含有小尺度细节信息的细节层图像。接着,在用户期望的细节增强系数和输入图像的颜色场的约束下,提出基于梯度域上能量优化的细节增强算法,获得色调一致的细节增强亮度图像。最后,通过颜色空间的逆转换得到最终的细节凸显效果。结果 实验结果表明,本文算法不但能够显著地增强输入图像帧的细节内容,而且能够有效地保持其原有的色调分布,显得更加真实生动。结论 本文算法基本满足科学观察、视频监控和数字视觉特效等领域的技术要求,具有很大的应用潜力。     

PCNN模型在彩色图像增强中的应用

应用灰度图像增强方法对真彩图像进行增强,往往都会产生色彩偏离,影响增强结果和视觉效果。因此基于人眼视觉系统对亮度变化比较敏感,提出在HSV色彩空间,应用PCNN模型进行增强的方法。将真彩图像由RGB空间变换到HSV空间,保持色度H和饱和度S不变,结合入射反射模型,利用脉冲耦合神经网络（PCNN）,对亮度V通道进行增强处理。将HSV空间得到的增强图像变换到RGB空间。实验证实,对一些对比度低、细节不明显的图像应用此方法进行增强,色彩基本无偏差,细节部分明晰,动态范围压缩较好,视觉效果得到了较大的改善。     

彩色图像去雾清晰化研究

为了解决雾霾天气的影响下成像设备采集的图像容易出现的降质及色彩失真问题, 并从有雾图像中增强其细节信息, 提高原图像的对比度和清晰度. 将彩色图像RGB通道分别做相应的图像增强算法处理, 全局直方图均衡化把整体的灰度直方图进行均匀分布的处理, 小波变换算法对彩色图像进行多层次分解, 多尺度Retinex算法通过高斯函数做卷积运算对图像做多尺度变换. 实验结果表明, 全局直方图均衡化、小波变换算法和多尺度Retinex算法都能增强雾天图像的景物信息, 有对应于各自的优势和不足. 相比较这3种算法而言, 多尺度Retinex算法得到的去雾图像亮度增强、细节信息突出、失真度小, 能更好地进行去雾增强.     

一种彩色图像灰度化的自适应全局映射方法

研究采用RGB颜色分量加权和的全局映射, 进行彩色到灰度的变换算法. 根据彩色像素在不同颜色分量的统计信息, 自动生成各颜色分量的灰度化权重, 同时结合主客观图像质量标准, 探索自适应的全局映射灰度化算法. 实验证明, 本文提出的新算法在多数测试图像上的灰度化效果与传统的灰度化算法效果相当, 但对具有主题色的彩色图像可以获得显著改善的灰度图像视觉效果.     

基于衰减补偿与直方图拉伸的水下图像增强算法

水下物理环境复杂多变,导致获取的水下图像颜色失真、对比度低且细节模糊,影响了水下场景探测的准确性。结合衰减补偿和直方图拉伸技术,提出水下图像增强算法ACHS。根据不同颜色通道的衰减特性,设计基于衰减补偿的颜色校正方法解决水下图像颜色失真问题。将需要颜色校正的水下图像从RGB颜色模型转换到LAB颜色模型,使用引导滤波将亮度通道L分解为基础层和细节层,同时提出基于K-means聚类的双直方图增强算法用于增强基础层的对比度,通过Gamma校正突显细节层的纹理结构。在此基础上,累加亮度通道L的基础层和细节层,并将其从LAB颜色模型转换到RGB颜色模型以获取最终的增强图像。实验结果表明,与GDCP、REBE、WaterNet等算法相比,经该算法增强的水下图像可视度较高,并且具有自然的颜色和清晰的细节。     

基于自适应Riesz分数阶微分的雾天图像增强

为了提高雾天图像的清晰度,解决分数阶微分阶数取值的单一性问题,提出了一种新的自适应分数阶微分的图像增强方法。基于具有六阶精度的Riesz分数阶微分的近似计算公式,构造了一种新的高精度分数阶微分掩模——RH算子,并对其进行改进,形成了IRH算子。针对图像局部特征建立了分数阶微分函数,提出了一种分数阶微分选取准则,实现了阶数逐点自适应选取的方法。结合IRH算子,形成了自适应IRH图像增强算法。对于彩色图像,由于RGB空间各通道之间独立性低,对各通道增强后再叠加可能会出现颜色失真,因此将图像由RGB空间转化到HSV空间且只对亮度通道进行增强处理。选择一组雾天图像进行了实验,并与Tiansi算子,基于分割的自适应分数阶微分图像增强算法以及自适应分数阶微分的复合双边滤波算法进行了比较,实验结果表明所提算法具有明显的增强效果,并且通过计算信息熵和平均梯度进一步表明了该算法的有效性。     

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。     

基于域滤波的自适应Retinex图像增强

为了提高低照度图像的亮度和对比度,提出了一种新的基于Retinex理论的彩色图像增强方法。首先,基于Retinex理论,提出对HSV空间V分量进行域滤波估计图像光照分量,然后将V分量与光照分量相除得到反射分量的方法。之后,采用自适应Gamma校正对光照分量进行亮度提升,然后采用CLAHE对其进行对比度增强。最后,将亮度校正光照分量与反射分量相乘得到增强后的V分量,并将增强后的图像转化为RGB空间图像,达到彩色图像增强的目的。本算法可以获得更自然的增强效果,能抑制亮度较大像素点的增强,很好地突出图像中的细节信息,克服了图像增强中增强图像对比度低、颜色失真、过增强及光照突变处出现光晕现象等缺点。本算法对多种图像有效,例如高动态(HDR)图像、非均匀光照图像及低曝光图像。通过验证,本算法得到的结果相比于传统方法视觉效果更佳。     

竞争选择多彩色图像自适应颜色迁移算法

提出一种基于相似性竞争选择的多彩色图像自适应颜色混合迁移算法。首先将彩色图像的颜色空间转换为l?琢?茁空间,然后利用亮度图像信息熵检索选择与灰度图像内容最匹配的多幅彩色图像作为彩色参照图像;然后利用相似性竞争选择进行局部和整体相结合的自适应采样分析,采用像素点对应原则,选择参考图像中最佳颜色信息迁移到灰度图像中,合成一幅崭新的彩色图像。该方法将自动图像检索技术与颜色迁移相结合,达到充分利用多幅彩色图像中彩色信息的目的。最后给出实验结果表明,该算法相对于经典算法具有更好的颜色迁移效果和更加广泛的适用范围。     

基于色阶重建的彩色图像增强算法

色阶重建技术已应用于高动态范围图像的处理中.应用色调映射技术和局部亮度适应性原理,提出了彩色图像增强的算法来改善彩色图像的可视性.使用一个参数自适应的可变基的对数函数对亮度图像进行变换,采用双边滤波技术来计算每一像素的局部适应亮度,再对彩色图像的对比度进行调整.实验结果显示,图像的暗区部分获得了较好的可视性和细节,同时对比度获得改善.