基于耦合全变差的快速图像着色算法

本文在YCbCr色彩空间机制下,结合目标灰度图像的梯度信息,提出基于耦合全变差的图像着色模型.然后,利用交替方向乘子算法（ADMM）,设计所提模型的快速数值求解算法,并给出了该算法的收敛性结果.最后,数值实验结果表明,该模型在快速着色的同时,能有效地防止颜色越界.     

避免颜色越界的各向异性扩散图像彩色化

图像彩色化是根据人工描绘的局部初始颜色用计算机为灰度图像着色。该文提出一种各向异性的非线性扩散图像彩色化方法,该方法能够克服颜色越界问题。首先建立基于偏微分的扩散方程,通过设置自适应的张量函数,使颜色在平滑区域快速均匀扩散,在颜色交界处按各向异性方式扩散,能够有效增强边缘颜色的连贯性。算法采用有限差分法实现扩散方程的数值求解,与当前流行的彩色化技术相比,该方法能得到更加清晰自然的彩色化图像和更高的图像质量。     

基于非局部全变差模型的图像复原方法

面向图像复原问题,本文提出一种非局部的全变差图像复原方法。该方法将传统的全变差模型拓展为非局部变差模型,充分利用非局部子块对结构的保持作用,进一步提高复原图像的质量。此外,为了解决上述的非局部全变差模型,本文引入算子运算简化目标函数, 再利用迭代的Splitting算法对其进行交替求解,提高收敛精度。实验结果表明,本文算法在视觉效果和客观评价指标两方面均优于传统算法。     

基于图像分割和区域匹配的灰度图像彩色化算法

针对传统颜色传递算法只进行全局颜色传递,未考虑图像局部特征,出现颜色误传递的问题,提出了一种基于Graph-Based图像分割与区域匹配的灰度图像彩色化算法。利用Graph-Based图像分割将目标图像和参考图像分割为若干个亮度和纹理特征一致的子区域。根据本文提出的思想,认为"具有相似亮度和纹理的子区域具有相似的颜色分布",对目标图像和参考图像的子区域建立匹配关系,利用亮度特征和LBP局部纹理特征对子区域进行匹配。最后,在YCbCr颜色空间中对相匹配子区域利用亮度和纹理特征进行颜色传递。实验结果证明,在该算法中其参考图像无需和目标图像配准,只需特征相近,就可以对目标图像实现全自动的彩色化技术并有效克服了颜色误传递的现象,彩色化结果图像在色彩分布和主观视觉上都有明显的提高。     

图像方向纹理保持的方向全变差正则化去噪模型及其主优化算法

正则化方法是目前解决图像去噪不适定性的一条有效途径,但对于图像中纹理细节的保持仍是棘手的问题。本文针对图像方向纹理保持的去噪问题,给出了图像方向纹理保持的方向全变差正则化去噪模型。分析和证明了方向全变差的若干等价表示性质,并基于该性质迭代构造代理泛函和B样条离散差分逼近方法,给出了一种主优化去噪算法。数值实验表明,该方法在去除噪声、抑制图像的“阶梯效应”和保持图像方向纹理等方面取得较好的效果。     

基于自适应权重Retinex和小波变换的彩色图像增强算法

针对现有图像增强技术容易出现细节丢失、局部曝光不足、过曝光或颜色失真,不能兼顾对比度和色彩保真的问题,提出了基于自适应权重Retinex与小波变换结合的彩色图像增强算法(AMSR-WT)。将图像从RGB空间转换到HSI空间,对亮度分量I进行小波变换分解为低频亮度图像和若干高频亮度图像,对低频图像使用自适应权重Retinex进行增强,对高频图像使用改进的阈值去噪算法进行去噪,通过小波逆变换重构亮度分量,经过Gamma校正进一步增强对比度并转换回RGB空间得到增强图像。实验结果表明,该算法有效提高了图像对比度和颜色保真度,较好地保留了图像的细节和纹理。     

采用暗态点光源模型的夜间去雾算法

针对夜间雾、霾场景下的去雾图像存在颜色失真、纹理损失、亮度低等缺陷,本文提出了一种采用暗态点光源模型的夜间去雾算法,通过构建夜间雾、霾场景的暗态点光源模型,利用联合双边滤波、限制对比度自适应直方图均衡化等算法对降质图像进行处理,结合大气散射模型得到去雾图像。实验结果表明,该算法的处理速度快、夜间去雾效果较好,较对比算法在对比度、平均梯度以及信息熵上均有一定程度地改善,有效解决了去雾图像的颜色失真、纹理损失、亮度低等缺陷。     

基于颜色和梯度差估计器的运动阴影检测

针对当前运动阴影检测中采用的纹理信息过于粗糙问题,提出一种基于梯度差估计器并融合亮度和归一化颜色特征的阴影检测方法。以混合高斯模型得到的前景像素为基础,通过阴影在亮度和归一化颜色上的特性筛选出候选的阴影区域,然后利用梯度差估计器确定最终的阴影区域。实验结果表明,本文算法能很好地区分局部纹理不明显的运动目标和阴影。     

基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法

为了合理降低液晶显示器的背光功耗,抑制像素补偿导致的截断噪声,减少显示图像的颜色和亮度失真,对基于图像特征的液晶显示器动态调光算法进行研究。首先,根据液晶显示器特性介绍了区域调光算法处理过程,分析了截断噪声产生的原因。提出了基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法,即基于最大值法得到初始背光值,根据图像局部区域亮度与初始背光分布图对应区域亮度的相似程度修正初始背光值,通过模糊-掩模方法模拟背光的混光扩散过程,结合像素补偿得到调光图像。实验结果表明,使用基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法处理后,背光功耗平均降低约31.54%;截断噪声平均低至像素总和的1.17%;L~*a~*b颜色空间峰值信噪比(LabPSNR)平均达到37.11dB。应用该算法能够合理降低显示器的背光功耗,使图像的截断噪声得到显著抑制,颜色和亮度失真明显改善,对于各类图像都具有良好的适用性。     

基于光照估计的夜间图像去雾

相对白天雾天图像,夜晚雾天图像具有整体亮度低、光照不均匀、偏色等特点,因此去雾难度大。本文从夜间雾天成像规律出发,提出了基于光照估计的夜间图像去雾算法。针对光照不均匀问题,通过估计光照图来去除不均匀光照的影响;针对目前白天去雾算法假设不适用于夜晚图像问题,提出基于信息熵的传输图粗估计的方法;针对颜色失真问题,通过统计光源区域的颜色属性来进行颜色校正。实验结果表明,本文算法能够有效的去除不均匀光照影响,提高图像对比度,改善图像视觉效果。     

基于亮度通道细节增强的低照度图像处理

为了解决在低照度条件下,可见光成像设备采集的图像亮度低、细节不清晰等问题,提出一种基于亮度通道细节增强的低照度图像处理算法。首先,将图像从RGB转换到Lab颜色模型,将Lab模型中的亮度通道通过指数派生函数校正构造为光照分量,再经过Retinex增强得到初步增强图像。然后,采用结构张量和多尺度引导滤波分别对初步增强图像进行细节提取,并将两种方法提取的细节信息进行了融合。最后,将细节图像和初步增强图像融合得到了目标图像。实验结果主观上得到了亮度合适、细节清晰的增强图像,客观上在亮度失真、信息熵和能量梯度上均有良好且稳定的表现,表明该算法能够有效提高图像的亮度和细节信息,并保持自然的色彩和光照效果。     

基于交互式分割和勾画匹配的颜色迁移

针对经典全局颜色迁移算法在处理具有复杂色彩的自然图像时常出现较多颜色误传的问题,提出一种基于交互式分割与勾画匹配的局部自适应颜色迁移算法。该算法不仅适用于彩色图像间的颜色迁移,而且适用于灰度图着色。算法基本思路是首先分别对两幅图像进行交互式分割,然后对分割后图像的同质景物区域进行勾画匹配,最后在相匹配区域间进行局部颜色迁移。实验结果表明该算法能很好地实现参考图像和目标图像中同质景物内容区域间的颜色迁移,减少颜色误传的现象。结果图像颜色自然度与局部景物一致度有明显提高。     

一种高效的灰度图像真彩化方案

提出了一种高效的灰度图像真彩化方案。该方案的关键技术包括:YUV亮色分离、采样点序列去冗余精简和基于像素空间相关性的匹配点搜索。YUV亮色分离技术在复杂度低、计算量小的同时,有效去除了RGB颜色空间中存在的相关性。通过去除采样点序列的数据冗余,节省了后续整幅目标图像的匹配点搜索时间。利用图像像素点的空间相关性进行匹配点搜索,提高了搜索效率和准确性。经实验验证,本文算法在取得和Welsh算法相近效果的同时,可以节省50%～70%的彩色化处理时间。     

基于Tetrolet变换的近红外与彩色可见光图像融合算法研究

针对近红外与彩色可见光图像融合后出现的对比度降低、细节丢失、颜色失真等问题,提出一种基于Tetrolet变换和自适应脉冲耦合神经网络PCNN(PCNN-Pulse Coupled Neural Network)的近红外与彩色可见光图像融合的新算法。首先将彩色可见光源图像转换到各个分量相对独立的HSI空间(HSI-Hue Saturation Intensity),将其亮度分量与近红外图像进行Tetrolet分解,对分解后得到的低频系数,提出一种从给定不完备数据集中寻找潜在分布最大似然估计的期望最大算法融合规则;对分解后得到的高频系数,采用一种Sobel算子自动调节阈值的自适应PCNN模型作为融合规则;处理后的高低频图像经Tetrolet逆变换作为融合后的亮度图像,提出一种饱和度分量自适应拉伸方法来解决图像饱和度下降的问题。处理后的各个分量反向映射到RGB空间,完成融合。将本文算法与多种高效融合算法进行对比分析,实验表明,本方法取得的图像,细节清晰,色彩对比度得到提升,在图像饱和度、颜色恢复性能、结构相似性和对比度等客观评价指标上均具有明显的优势。     

自适应高斯融合双通道的去雾算法

针对传统图像去雾算法存在的对比度下降和颜色偏移等问题,提出一种结合高斯融合的自适应双通道雾霾图像复原算法。首先,考虑到大气光应小于有雾图像最大值,且大于有雾图像最小值,根据亮度控制因子自适应控制的方式得到融合中通道,并获得中通道下的局部大气光;其次,提出双通道线性传输,即用最大值通道辅助完成线性传输,再用高斯函数加权融合的方法实现清晰图像最优通道估计,从而得到最优透射率;最后,结合复原模型恢复清晰图像。实验表明,所提方法有效解决了图像对比度下降与颜色偏移等问题,去雾效果良好、亮度适宜且颜色保真度更高。另外,该方法在定量指标上同样具有优越的表现。      

基于融合和色彩传递的灰度图像彩色化技术

针对传统色彩传递过程中容易出现色彩误传的现象,研究一种基于融合和色彩扩展的灰度图像彩色化技术,首先利用图像融合技术对微光图像和红外图像进行融合,将融合后的图像作为目标图像,然后利用改进的welsh色彩传递算法对目标图像进行上色得到精确匹配的局部彩色化图像,最后利用最小二乘优化方法对得到的局部彩色化图像进行优化。实验结果表明该算法修正了传统算法中色彩误传现象,验证了算法的正确性。     

图像通信中一种低照度彩色图像增强算法

针对低照度彩色图像细节模糊、亮度不高等问题,提出一种新的彩色图像增强算法。首先引入新传递函数改进传统同态滤波,然后,在RGB色彩空间上,分别对R、G、B分量用改进的同态滤波和对比度受限自适应直方图均衡（CLAHE）进行增强。接着,转换到HSV色彩空间,用非线性函数对亮度进行光照补偿,对饱和度进行1.5倍拉伸。最后恢复图像色彩信息。实验结果表明,新算法在保持图像细节的同时能够增强图像对比度,使图像清晰度更高。     

一种基于自适应标记与区域间近邻传播聚类的分水岭图像分割算法

分水岭算法是一种高效的图像分割算法,能够准确地对图像进行基于区域的分割,但是存在易过分割的问题.为此本文提出一种改进的分水岭算法：首先,对彩色图像进行频谱包络滤波并计算彩色梯度获得梯度图像,再采取一种自适应设定参数的H-minima技术,对梯度图像的极小值区域进行标记;然后,对已标记极小值区域的梯度图像进行分水岭分割;最后,计算分水岭分割所得各区域的颜色矩,作为该区域的颜色特征,并对这些区域进行近邻传播聚类获得分割结果.通过与近年来其它改进的分水岭算法和采用聚类的图像分割算法实验比较,本文所提算法能更加有效地抑制过分割,提高分割准确率,具有良好的自适应性和鲁棒性.     

基于不平度颜色混合的图像彩色化方法

黑白图像的彩色化是图像处理领域一个活跃的、有挑战性的研究课题。该文在总结图像彩色化方法的基础上,提出了一种新型的、基于不平度的颜色混合方法。实验表明,该方法能够大大简化对初始着色的要求,并且达到很好的彩色化效果。