基于USM的改进Retinex算法安检图像增强

为了提高安检图像质量,提出用Retinex算法对其进行增强处理,并对Retinex算法做了改进.改进算法首先结合反锐化掩模(Unsharp Masking,USM)算法中提高高频成分的思想,增强了安检图像的轮廓部分;然后用限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)算法增强图像对比度.实验结果和数据表明,相比传统Retinex算法增强后的安检图像,论文算法能在有效增强安检图像的同时保留图像局部信息.     

扩展相位拉伸变换的血管造影图像锐化

针对目前传统血管造影图像锐化增强后大量细小血管变得模糊不清或丢失,甚至增强图像中血管周围产生大量背景噪声,提出一种相位拉伸核函数,形成基于扩展相位拉伸变换的血管造影图像增强算法.该算法将"S"型群延迟相位滤波器推广到线性群延迟相位滤波器,并从理论上证明,这种线性相位拉伸的逆变换相位近似于原图的归一化二阶梯度,将高频特征传统的梯度极值表达转换为角度表达,从而更有利于凸显、增强图像中的高频特征.同时,该算法还结合相对总变分理论,将像素的邻域总变分测度与邻域内在变分测度用于增强过程,使算法更好地突出边缘轮廓与结构纹理,抑制细碎杂乱纹理与背景噪声,克服了目前方法存在的不足.利用Matlab软件平台对DeepLesion, OASIS等数据集中的部分图像数据进行实验,与传统相位拉伸变换增强算法、基于相位一致性的血管造影图像锐化算法等进行对照分析,结果表明,增强后图像上细小血管明显清晰,背景噪声得到有效的抑制,平均梯度和信息熵提高均在50%左右,证明了算法的优越性与实用性.     

基于图像融合的低光照水下图像增强

水下机器人可用于水产养殖动态监测和水下拍摄,然而摄像机在水下抓拍的海洋图像呈现蓝绿色调、对比度低、细节模糊、亮度暗等问题,严重影响水下目标识别与检测的准确率。为此,本文提出了一种基于图像融合的低照度水下图像增强方法。首先,利用灰度世界算法对图像颜色进行校正,有效去除水下图像的蓝(绿)色基调;然后,对颜色校正后的图像分别进行锐化处理和HSV颜色空间下的亮度增强,分别得到细节增强图像和亮度增强图像;最后,将细节增强图像和亮度增强图像进行多尺度融合,得到最后的增强图像。实验结果表明,该算法不仅有效地解决了水下图像呈现蓝绿色的问题,而且增强了图像的整体亮度,使得细节更加清晰,提高了水下机器人的视觉感知能力。     

基于改进Cascade RCNN网络的X光安检违禁品检测

针对X光安检违禁品检出率低下的问题, 提出了一种基于改进Cascade RCNN网络的X光安检违禁品检测算法. 该算法在网络结构上引入批特征擦除(batch feature erasing, BFE)模块. BFE模块通过随机擦除相同区域来增强局部特征学习, 进而强化网络对剩余特征的学习表达. 此外, 针对检出率低下问题, 在该算法中提出加权SD loss损失函数, 该损失函数使用权重融合的方式将Smooth L1 loss与DIoU loss进行加权融合, 通过改变权重比例系数, 能够使目标检测结果更加准确, 一定程度上提高了检出率. 实验结果表明: 在公开的X光安检违禁品数据集上, 测试性能与原算法相比, 改进Cascade RCNN网络对X光安检违禁品检出率增长了3.11%, 改进算法的识别精度有一定的提高.     

区域增强和多特征融合的X光图像违禁品识别

目的 对旅客行李进行安全检查是维护公共安全的措施之一,安检智能化是未来的发展方向。基于X光图像的安检因不同的安检机成像方式不同,同一类违禁品在不同设备上的X光图像在颜色分布上有很大差异,导致安检图像智能识别算法在训练与测试数据分布不同时,识别性能明显降低,同时X光行李图像中物品的混乱复杂增加了违禁品识别的难度。针对上述问题,本文提出一种区域增强和多特征融合模型。方法 首先,通过注意力机制的思想提取一种区域增强特征,消除颜色分布不同的影响,保留图像整体结构并增强违禁品区域信息。然后,采用多特征融合策略丰富特征信息,使模型适用于图像中物品混乱复杂情况。最后,提出一种三元损失函数优化特征融合。结果 在公开数据集SIXray数据集上进行整体识别性能和泛化性能的实验分析,即测试本文方法在相同和不同颜色分布样本上的性能。在整体识别性能方面,本文方法在平均精度均值(mean average precision,mAP)上相较于基础模型ResNet18和ResNet34分别提升了4.09%和2.26%,并优于一些其他识别方法。对于单类违禁品,本文方法在枪支和钳子类违禁品上的平均识别精度为94.25%和...     

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。     

基于人工欠曝光融合和白平衡技术的水下图像增强算法

获得清晰准确的水下图像是人类探索水下世界的重要前置条件。然而与平常图像相比,水下图像往往具有对比度低、细节保留不足及颜色失真等问题,这导致其视觉效果不佳。针对上述问题,提出了基于人工欠曝光融合和白平衡技术（AUF+WB）的水下图像增强算法。首先,利用调节伽马值的方式对原始水下图像进行操作,从而生成5幅相应的欠曝光图像;然后,以对比度、饱和度及良好曝光度作为融合权重,并结合多尺度融合来生成融合图像;最后,将各类颜色通道补偿后的图像分别结合灰色世界假设白平衡生成相应的白平衡图像,再利用水下彩色图像质量评价指标（UCIQE）及水下图像质量评价标准（UIQM）对得到的白平衡图像进行评价。通过选取不同类型的水下图像作为实验样本,将AUF+WB算法与现存先进的水下图像去雾算法进行比较,结果表明AUF+WB算法在图像质量定性、定量两方面分析中和对比算法相比均有更好的表现。所提出的AUF+WB算法可矫正水下图像的颜色失真,并增强其对比度、恢复其细节,有效提升了水下图像的视觉质量。     

红外与可见光图像快速融合算法

为了增强融合效果,提高融合速度,提出一种快速有效的红外与可见光图像融合算法.首先采用局部直方图均衡和中值滤波对红外与可见光图像进行对比度增强和去噪处理;然后对增强后图像进行线性融合,生成伪彩色融合图像;最后简化Lab颜色空间与RGB颜色空间之间的转换模型,并在简化的Lab空间实现全局颜色迁移,将可见光参考图像的一阶统计信息融合进伪彩色图像,获得自然感的真彩色图像.对比实验结果表明,采用文中算法生成的融合图像更加清晰、自然,速度更快、更简单.     

基于全卷积网络的X光图像违禁物品检测方法

针对安检通道中人工检测违禁物品导致效率低的问题,提出一种基于全卷积网络改进的X光图像违禁物品检测方法.采用单阶段检测算法提高计算速度和简化模型,实现无锚框情况下的逐像素检测;构建双向特征金字塔进行多尺度融合,一定程度上解决物品重叠的问题并降低漏检率;改进损失函数实现高效的模型训练,减少内存占用和低质量的计算.实验结果表明,所提算法能够在民航安检应用中实现准确、高效的智能X光图像中违禁物品的检测.     

结合导向滤波与自适应算子的水下图像增强

针对水下图像存在的颜色失真、对比度低及图像模糊等现象,提出一种结合导向滤波与自适应算子的水下增强算法。首先根据水体对光线吸收的差异,对水下图像的三通道进行自适应算子颜色补偿,融合三通道,得到颜色补偿后的水下图像,有效提升水下图像色彩真实性;再将水下图像放入导向滤波改进的Retinex模型中,有效去除水下图像产生的模糊现象;最后分别计算增强后水下图像的三种权重,根据三种权重进行多尺度融合,获得最终增强后的水下图像。选取不同的水下图像进行客观评价实验与主观评价实验,再与现阶段的水下图像增强算法进行对比,实验结果说明该算法在修正水下图像颜色及增强水下图像对比度等方面具有较好的效果,符合人眼视觉特征,视觉效果优于现有的水下图像增强算法。     

结合细节信息的自适应Retinex算法水下图像增强

针对Retinex算法应用于水下图像增强中,常出现颜色失真与图像细节增强相矛盾的现象,提出了结合细节信息的自适应多尺度Retinex水下图像增强算法。分析包含不同细节信息的水下图像对Retinex算法增强中卷积函数尺度大小的选择要求;采用图像梯度作为调节因子,自适应调整多尺度Retinex算子的权重,用于适应包含不同细节信息的水下图像对对比度增强的要求,有效地缓和了水下图像增强在颜色失真和细节对比度提升之间的矛盾。多组实验验证了该算法在去除水下图像的蓝绿背景、避免颜色失真、消除非均匀光照和图像细节增强等方面均优于传统多尺度和颜色保真的多尺度Retinex算法。     

基于局部线模型的彩色IC图像融合

在集成电路的反向分析中，为了降低复杂度，通常需要将彩色图像变换成灰度图像，即将彩色图像的3个灰度分量图像融合得到一幅新的质量更高的灰度图像后再进行后续处理。由于IC(integrated circuit)线网图像具有局部相似性，因此仅在自动选取的局部孤立线邻域内进行融合以得到适用于全局的最优线性组合系数。为了描述图像中感兴趣的特征，为局部孤立线建立了一种新的线模型，并将基于模型的融合分为特征提取、特征增强和噪声抑制3步来完成。实验结果表明，基于局部线模型的融合方法在增强感兴趣的特征和提高图像质最上优于传统算法。     

基于不同色彩空间融合的快速图像增强算法

针对现有Retinex算法中存在的色彩失真、噪声放大及光晕伪影现象等问题,本文提出了一种基于Retinex理论的改进算法. 该算法首先在HSV空间对亮度分量V通道进行增强处理,同时在拉伸得到的对数域反射分量至一定的动态范围时（本文是0～255）,引入增强调整因子,调整不同亮度值的增强程度来避免噪声放大及色彩失真现象;然后在RGB空间,通过分析光晕产生的原因,提出一种改进的高斯滤波器来消除光晕现象,并在计算反射分量时,通过参数调整图像颜色的保真度. 最后,对上述两种不同颜色空间的处理结果进行加权平均作为算法的最终输出. 实验结果表明,针对不同光照条件下的图像,1）该算法可以明显地改善光晕伪影现象;2）无色彩失真、噪声放大等问题;3）效果和效率优于带色彩恢复的多尺度Retinex算法（Multi-scale retinex with color restoration,MSRCR）及其他对比算法.     

基于直方图均衡化与MSRCR的沙尘降质图像增强算法

针对沙尘天气下图像色彩偏移严重及对比度低等问题,提出一种基于直方图均衡化与带色彩恢复的多尺度视网膜（MSRCR）增强的沙尘降质图像增强算法。通过偏色校正和图像增强两个步骤进行图像恢复,将RGB图像各通道预处理后利用限制对比度自适应直方图均衡方法得到校正后的图像,对图像采用双边滤波进行降噪处理,通过MSRCR算法进一步解决色彩失衡问题。由于处理后的图像对比度较低,存在一定色偏,利用伽马校正和基于图像分析的偏色检测及颜色校正方法进行处理得到最终结果。对大量沙尘降质图像进行仿真实验,结果表明,该算法能够有效处理不同偏色程度的沙尘图像,不仅提高了图像的对比度,而且有效避免了图像颜色偏移现象,相比GCANet、MSRCR等算法,平均时间效率提升了46.2%~94.7%。     

多光谱与高分辨率图像融合方法比较研究

通过分析比较HIS变换、Brovey变换、SFIM变换、加权融合四种常用融合方法的原理及其优缺点,提出了使融合后图像光谱扭曲和失真较小,同时保持高分辨率图像的空间纹理细节信息的融合方法应满足的三条规则。并依据此规则,提出了一种基于高通滤波算子的边缘增强型的融合算法,实验结果表明此算法具有很好的空间分辨率,同时又能较好地保持原有多光谱图像的光谱特性,验证了规则的合理性。     

基于超分辨率的多聚焦图像融合算法研究

针对传统小波变换在图像融合过程中出现边缘模糊、图像失真等问题,提出了一种基于超分辨率的多聚焦图像融合算法。对所有的源图像进行了双三次插值的单帧超分辨率处理,增强源图像对比度等细节信息,采用的源图像为分别进行左右聚焦处理的同一场景中的两幅图像。对这些高分辨率源图像实现了平稳小波变换（SWT）,并将源图像划分为四个子带。针对这些子带所包含源图像细节信息混乱、结构信息冗余等问题,采用了主成分分析（PCA）,分别选取源图像各子带的最大信噪比进行图像融合。利用逆平稳小波变换（ISWT）对融合子带进行重构,得到高质量融合图像。为了评定融合后图像的质量,选择了无参考图像和全参考图像的两种度量方法来检测融合后的图像质量。经实验结果表明,提出的算法克服了传统小波变换算法在图像融合上的缺点,具有边缘清晰、视觉感知好、清晰度好、失真小等优点。     

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.     

The Retinex based improved underwater image enhancement

The underwater images suffer from low contrast and color distortion due to variable attenuation of light and nonuniform absorption of red, green and blue components. In this paper, we propose a Retinex-based underwater image enhancement approach. First, we perform underwater image enhancement using the contrast limited adaptive histogram equalization (CLAHE), which limits the noise and enhances the contrast of the dark components of the underwater image at the cost of blurring the visual information. Then, in order to restore the distorted colors, we perform the Retinex-based enhancement of the CLAHE processed image. Next, in order to restore the distorted edges and achieve smoothing of the blurred parts of image, we perform bilateral filtering on the Retinex processed image. In order to utilize the individual strengths of CLAHE, Retinex and bilateral filtering algorithms in a single framework, we determine the suitable parameter values. The qualitative and quantitative performance comparison with some of the existing approaches shows that the proposed approach achieves better enhancement of the underwater images.