变差函数和形态学滤波的图像去雾算法

目的 为解决户外视觉系统在恶劣环境下捕捉图像存在细节模糊、对比度较低等问题,提出一种基于变差函数和形态学滤波的图像去雾算法（简称IDA_VAM）。方法 该算法首先利用变差函数获取较准确的全局环境光值,然后对最小通道图采用多结构元形态学开闭滤波器获取粗略的大气散射图,进而估计大气透射率并进行修正,接着采用双边滤波对其进行平滑操作,最后通过物理模型得到复原图像并进行色调调整,获取明亮、清晰无雾的图像。结果 本文算法与多种图像去雾算法进行对比,在含有雾气的近景图像、远景图像以及有明亮区域的图像均能很好地去除雾气,图像的信息熵值相对提高了38.0%,对比度值相对提高了34.1%,清晰度值相对提高了134.5%,得到较好的复原效果,获取一幅自然明亮的无雾图像。结论 大量仿真实验结果证实,IDA_VAM能够很好地恢复非复杂场景下的近景图像、远景图像以及含有明亮区域图像的色彩和清晰度,获得清晰明亮的无雾图像,细节可见度较高,且算法的时间复杂度与图像像素点个数呈线性关系,具有较好的实时性。     

单幅图像快速去雾算法

目前去雾算法主要有通过暗原色和对图像颜色通道处理等方法,但是这些方法去雾效率不高,从而导致实用性不强,针对此弊端提出了一种基于单幅图像的快速去雾算法。大气光估计运用改进的暗通道方法,先对颜色通道进行最小滤波,然后取最小滤波的最大值作为大气光的估计值;透射率估计运用物理模型均值滤波,先根据数学模型转换,然后进行一次均值滤波,再用偏移值来修正带透射率的估计值。算法简单快速有效,具有实用性。对实验结果进行定性定量分析,证明与其他算法相比,所提算法具有更好的去雾效果和更快的处理速度。     

基于图像融合的快速单幅图像去雾算法

针对单幅雾霾图像中存在大面积明亮区域,暗通道先验失效、引导滤波算法去雾不彻底和时间复杂度较高的问题,提出了一种基于图像融合的快速单幅图像去雾算法.在大气散射模型的基础上,对大气光值进行区间估计;由暗通道先验法得到透射率的简单估计,由Retinex理论进行多尺度高斯卷积得到透射率的模糊估计,利用图像融合将两者进行像素级融合,得到透射率的精确估计;采用交叉双边滤波进行平滑处理并针对明亮区域修正透射率;对复原图像进行色调调整后得到最终图像.实验表明:算法不仅取得良好的去雾效果和较好的图像色彩,还有效降低了时间复杂度.     

基于双边滤波的图像去雾

目的在雾、霾等天气下,获取的图像受到大气粒子散射的影响而严重降质。针对这一问题,提出了一种基于双边滤波的单幅图像去雾算法。方法此算法是以大气散射模型为基础。首先利用双边滤波保持边缘的平滑特性得到准确的大气耗散函数。其次,针对明亮区域失真的问题,本文提出了弱化明亮区域去雾的方法。最后,通过变换大气散射模型得到清晰的无雾图像。结果大量实验结果表明,本算法恢复的图像清晰自然,尤其是在远景处和景深突变的边缘处的处理能取到很好的去雾效果。此外,其时间复杂度为图像大小的线性函数。结论针对雾、霾天气下的降质图像,基于大气散射模型与双边滤波特性,本文提出了一种新的单幅图像去雾算法。实验结果表明,本算法能获得很好的去雾效果,尤其在细节处理的表现优于Tarel的去雾算法。同时,与He Kaiming的去雾算法相比,运行时间具有明显优势,有利于实现实时性技术应用。     

基于物理模型的快速单幅图像去雾方法

在雾、霾等天气条件下, 大气粒子的散射作用导致捕获的图像严重降质. 本文提出一种新的基于物理模型的快速单幅图像去雾算法. 该算法从大气散射模型出发, 通过对大气光照进行白平衡, 从而简化大气散射模型; 利用快速双边滤波方法估计大气耗散函数, 进而恢复场景反照率. 本文算法的时间复杂度达到图像像素数的线性函数, 具有很快的执行速度. 实验结果表明本文算法有效地恢复了场景的对比度和颜色, 从而明显地提高了图像的视见度.     

融合双边滤波和腐蚀处理的图像快速去雾方法

大气中混浊媒介（如雾、烟、水滴等）的存在致使户外场景图像降质,暗原色先验法对单幅图像去雾具有较好的效果,但是在处理图像时存在存储消耗大、耗时长等不足。针对这一不足,在暗原色先验原理基础上,提出一种融合双边滤波和腐蚀处理的图像快速去雾方法。该方法利用暗原色先验得到粗略软抠图,通过腐蚀处理粗略软抠图的边界点,再利用高斯型双边滤波对腐蚀后的透射图进行细化操作得到最终复原图像。实验结果表明该方法不仅达到了图像复原的要求,且比原方法在处理速度上有了较大的提高,同时还可以将其进一步应用于视频图像去雾。     

基于景深的单幅图像快速去雾算法

在雾、霾天气条件下,由于大气粒子的散射作用导致采集的图像质量严重下降,给计算机视觉系统成像带来极大不便。针对上述问题,提出一种基于景深的单幅图像快速去雾算法。通过暗通道对图像处理,得到图像传输图,从而简化大气散射模型,利用景深信息估计大气散射模型,得到边缘突变景深关系比,通过近水平方向上的景深关系比值优化传输图,利用双边滤波对景物边缘进行处理。从3个颜色通道出发,降低波长对景深估计的影响。实验结果证明,该算法能够恢复景物边缘的细节对比度,有效提高图像的清晰度与视见度。     

双边滤波与暗通道结合的图像保边去雾算法

目的 图像去雾领域越来重视去雾过程中对图像边缘细节的恢复和保护,针对现有主流的基于模型的有雾图像复原算法,基本都是对介质透射率进行直接求解,即先预估透射率,再细化抠图,运算量很大的问题,提出利用双边滤波方式进行介质透射率的间接求解,用以简化去雾算法时间复杂度。方法 利用双边滤波方式对介质透射率的求解,是先估算出较精确的大气散射函数及大气光值,然后间接求出透射率,其避免了采用软件抠图的方式对介质透射率进行细化的过程,提高了算法的时效性。结果 选取两组户外有雾图像进行实验,并从得出的透射率图、复原效果及运算时间进行了对比分析。本文算法能得到较为清晰的透射率分布图,并且改善了预估透射率图中的块状现象;本文算法对透射率细化的同时,还起到了平滑图像边缘的效果;耗时方面,本文算法对大小为608×456像素的图像恢复耗时为1.803 s。结论 本文算法对有雾图像进行全局清晰化处理的同时,重点恢复有雾图像的局部细节,复原结果能更好地保持图像边缘的效果,更适合运用到基于图像检测类的系统中去。     

基于暗原色先验的图像快速去雾

目的 针对暗原色先验去雾算法出现的边缘残雾、天空色彩失真以及速度较慢问题,提出一种快速有效的图像去雾算法。方法 舍弃传统分块的思想,采用逐像素处理的方法估计透射率,并对估计值过低的透射率进行适当的增强。大气光采用效率更高的四叉树算法来求解。结果 有效地解决了边缘残雾和天空色彩失真问题,相比其他算法,去雾后的视觉效果有所提升。透射率和大气光的求解速度都得到一定程度的提高,去雾速度是暗原色先验去雾算法的近4倍。结论 实验结果表明,本文算法在保证良好去雾效果的前提下能大幅提升去雾的效率,节省去雾所花费的时间。对于大部分有雾图像,本文算法都能够达到较好的去雾效果,但在处理具有较大景深的图像时,远景部分的去雾效果欠佳。鉴于速度上的优势,本文算法适用于对实时性要求比较高的去雾场合。     

基于暗原色先验图像去雾的改进算法

基于暗原色先验的方法去雾效果较好,但也存在处理效率不高、天空区域容易产生较为明显的失真等缺点。采用双边滤波与最大值滤波相结合的方法取代软抠图对透射率进行优化,通过判断大气光强度和暗通道差值绝对值大小来区分雾图中明亮区域与暗原色区域,并削弱明亮天空区域的去雾。实验表明,本文算法不仅有效降低了传统算法的时间复杂度,还达到了较好的视觉效果。     

HDR image compression and evaluation based on local adaptation using a retinal model

Abstract— The retinal adaptation process helps the human visual system to see high‐dynamic‐range (HDR) scenes in the real world. A simple static local adaptation method for HDR image compression based on a retinal model is presented. The proposed simple model aims at recreating the same sensations of the human visual system between the real‐world scene and the range compressed image on the display device when viewed after the human visual system reaches the steady local adaptation state, respectively. In computing scene local adaptation, the use of a non‐linear edge‐preserving bilateral filter not only presents a better tonal rendition in compressing local contrast and preserving details but also avoids banding artifacts across high‐gradient edges. Our new model relates the display adaptation with the scene adaptation based on the retinal model. In order to verify the effectiveness, a subjective evaluation is made by comparing the real scene and the display image using the paired comparison technique.     

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.     

基于CUDA的快速图像压缩

为了进一步提高JPEG编码效率,对JPEG压缩算法进行研究,分析得出JPEG核心步骤可以并行化处理.因此,实现平台宜采用以并行计算为优势的GPU,而不是以串行计算为主的CPU.NVIDIA新推出的CUDA(计算统一设备架构)为此实现提供了软硬件环境.CUDA是基于GPU进行通用计算的开发平台,非常适合大规模的并行数据计算.在GPU流处理器架构下用CUDA技术实现编码并行化,并针对流处理器架构特点进行内存读写等方面的优化,提高了JPEG编码的速度.实验结果表明了CUDA技术在并行处理方面的优越性,JPEG编码效率得到了极大提高.     

基于相对透射率估计的快速图像去雾算法

针对暗通道先验算法中恢复效果偏暗以及运算时间过久的问题,提出一种基于相对透射率估计的单幅图像快速去雾算法。该算法在分析雾霾条件下场景深度与最小值图像关系的基础上,依据景深相对量初步估计透射率,利用改进的均值滤波器作精确化调整,最后根据大气散射模型复原清晰图像,并通过亮度增强改善其视觉效果。该算法对透射率的估计简单、有效,复原图像清晰、自然,并且具有较高的细节可见度和层次感。实验结果表明,该算法在去雾效果和处理速度方面均有很大改善,有利于实现实时性应用。     

基于曝光融合的单幅图像去雾算法

针对雾霾等恶劣天气导致户外图像降质的问题,设计了一种简单、高效的图像去雾算法。首先通过空域高通滤波对降质图像进行处理,达到压制低频分量、增强图像边缘细节的目的;然后,对滤波后的图像进行空间线性对比度拉伸,增强图像的对比度;最后通过拉普拉斯金字塔的多曝光图像融合方法,将滤波结果与对比度拉伸结果进行融合,得到最终的去雾图像。实验结果表明,所提算法实时性较高,对雾霾、沙尘、水下等降质图像均有较好的增强效果。     

基于色调映射的快速低照度图像增强

在弱光条件下,图像通常具有低能见度。为了增强低照度图像,提出一种基于全局自适应色调映射的快速增强方法。将图像从RGB颜色空间变换到YUV颜色空间,对亮度通道进行双边滤波,得到基本层和细节层;对基本层图像进行自适应全局色调映射,再叠加细节层的图像信息;恢复图像色彩饱和度,并重新变换到RGB空间。该算法能快速实现增强,且增强效果更显著,尤其对有大面积低像素的图像处理得更好。     

基于暗原色先验的快速单幅图像去雾算法

针对基于暗原色先验理论的单幅图像去雾算法中,由于某些场景下的雾天图像存在大面积明亮区域（如天空、水面或者偏白色物体等）不满足暗原色先验假设,从而导致去雾处理效果不好的问题。基于暗原色先验理论,提出了一种改进的单幅图像去雾算法。首先利用统计截断的方法估计出大气光值;然后对暗通道图进行中值滤波得到粗略估计的透射率图,并对明亮区域的透射率图进行自适应校正处理;最后将这些参数带入大气散射成像模型完成去雾处理。实验结果显示,相较于原算法而言,所提算法可以准确地选取出天空区域的像素点对大气光进行估计,有效降低明亮区域的色彩失真。通过不同算法对不同室外场景下采集的雾天图像的去雾效果的对比可知,所提算法在对明亮区域的处理上更加合理,可以较好地处理一些带有光源的图像,恢复出的图像具有很好的细节保持,视觉效果显著提高。所提算法对含有大面积明亮区域的雾天图像具有很好的增强处理效果,可以为图像分割、语义检索、智能分析等图像处理工作提供有效的预处理手段,对于交通监管、视频监控、行车视频记录、视觉导航等研究领域具有重要的意义。     

基于负修正和对比度拉伸的快速去雾算法

针对目前主流去雾方法算法复杂度高而难以满足实时性需求的问题,提出一种提高雾天图像对比度、保持图像颜色的快速算法。对输入图像的负像进行对比度拉伸间接提升雾天图像的对比度,达到了节约运算时间的效果。针对由Lipschitz系数得到的图像结构信息设置自适应的参数,参数设置由关于Lipschitz系数的函数和关于局部像素块亮度平均值的函数两部分组成,最后利用Sigmoid函数自适应地拉伸图像,能够得到色彩自然、细节清晰的无雾图像,相对于He算法,所提算法在速度方面提升了约90%。实验结果表明,该算法在保证实时性的同时达到了较好的主观视觉愉悦性,更符合实际工程应用的要求。