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。     

基于RPCA视频去噪算法的自适应优化方法

传统去噪算法不能在尽量滤除噪声的同时很好地保持原始图像信息。针对这种情况,提出基于鲁棒主成分分析的自适应视频去噪算法。首先根据视频数据的低秩性和噪声的稀疏性,利用加速近端梯度方法重建出原始视频的低秩部分和稀疏部分,实现噪声的初步分离;其次利用自适应中值滤波器进行预滤波处理,提高块匹配精度,进一步去除视频噪声;最后引入自适应奇异值阈值法,增强图像细节边缘信息,降低迭代优化算法的时间复杂度。实验结果表明,该方法不仅能极大程度地恢复出原始视频序列,还能自适应地去除干扰噪声。不论从客观指标PSNR值还是从主观视觉,该方法与传统去噪方法相比都具有很大的优势。     

一种精确的自适应图像边缘提取方法

针对传统Canny算子需要人为指定参数和阈值等问题,提出一种自适应图像边缘提取方法。该方法使用改进的自适应中值滤波对图像去噪;用8点邻域梯度计算方法自适应计算滤波后图像梯度的幅值;根据图像的梯度信息特征,用梯度的熵和标准差自适应地调整高低阈值。实验结果表明,与传统Canny算子相比,该算法在滤除图像噪声、保留细节边缘和保持边缘连通性方面都获得了不错的效果,提高了边缘检测的自动化程度,更具有实用性。     

改进拉普拉斯金字塔模型的高动态图像色调映射方法

高动态图像的色调映射是图像处理的研究热点,用于解决常规色调范围显示设备无法有效显示高动态图像的问题.针对当前色调映射不能精准地显示出图像内容(如丢失细节、模糊弱边缘)的问题,提出一种改进拉普拉斯金字塔模型的高动态图像色调映射方法.首先基于滤波和下采样处理计算出对输入图像进行了简单去噪的高斯金字塔;然后通过约束强边缘数量分离出高斯金字塔中每层图像的强?弱边缘和细节;再针对每层图像构造其分层映射函数,通过增强细节、弱边缘的对比度以及保持强边缘对每层图像进行逐点映射,并据此计算描述每层对比度变化的拉普拉斯金字塔;最后根据拉普拉斯金字塔自底向上重构出目标图像.与已有的多种色调映射方法相比,根据客观评价和主观评价的结果表明,文中方法能增强细节和弱边缘、避免强边缘处梯度反转,更清晰、准确地显示出高动态图像内容.     

视频图像的邻域统计直方图均衡化增强算法

针对视频监控图像相邻帧之间场景变化小的特点,提出一种适用于视频图像的邻域统计直方图均衡化算法来提升图像的对比度。根据相邻视频帧的场景相关性,对图像当前帧进行邻域信息统计,利用Laplace算子得到前一帧图像中的背景和细节信息,从而选择合适的增强参数,生成视频图像的优化直方图。使用优化后直方图的均值点将其分割成2个部分得到各自的变换函数,对视频图像进行直方图均衡化操作。实验结果表明,该算法能够提升视频图像的对比度,保持图像的平均亮度,减弱过增强现象,保留视频中兴趣区域的细节信息。可以获得的最小绝对平均亮度误差值为1.4741,最大熵值为7.0993,最大峰值信噪比值为20.6710。     

保持边缘特征和增强对比度的图像缩放算法

图像的边缘信息和对比度是影响人体视觉的最主要因素。提出一种能够同时保持边缘特征和增强对比度的图像缩放新方法。通过边缘检测算法、边缘梯度增强以及梯度图的低通滤波算法,得到新的梯度图,再通过求解泊松方程得到重建的图像。由于对图像边缘作了特殊处理,从而避免在图像缩放过程中丢失边缘信息。该方法可以同时保持特征以及增加图像的对比度,从而更好地展现图像的细节。实验结果表明,本文方法能应用于一般图像和医学图像的缩放和增强等应用中。     

基于图像相似性和特征组合的超分辨图像重建

针对传统图像重建过程中易丢失细节信息,或在增强细节的同时易产生边缘失真和噪声等问题,提出一种基于图像跨尺度相似性和特征组合的图像超分辨率重建方法.首先利用图像的跨尺度相似性,采用KNN算法分别建立高、低分辨率图像之间的像素特征和梯度特征的映射关系;然后利用像素特征映射关系对输入图像重建包含高频信息的高分辨图像;利用奇异值阈值化获取输入图像的有效高频信息,并利用梯度特征映射关系将高频信息放大后分块叠加到高分辨率图像上,得到最终的图像重建结果.以加州大学图像分割数据库作为实验数据,在Windows7下的Matlab软件进行实验结果展示,实验结果表明,文中方法重建的图像纹理细节丰富、边缘清晰,图像细节显著增强,在视觉效果和客观指标上都有大幅度提升;且该方法无需依赖外部数据库.     

显著性边缘引导下的图像抽象化

针对已有的图像抽象化算法难以反映显著性边缘信息的不足,提出了一个显著性边缘引导下的基于能量优化的图像抽象化算法.对于给定的输入图像,首先基于边缘信息传递策略来提取图像的显著性边缘图,从而有效地减少了不连续边缘的产生;然后,为了在增强显著性边缘的同时抑制杂乱细节信息,根据显著性边缘图来构建图像的期望梯度场;最后,在图像颜色信息和期望梯度场的约束之下,通过能量优化来获得图像的抽象化效果.实验结果表明,本文算法在显著性边缘的连续性保持上表现出明显的优势,具有很好的科学研究价值及实际应用前景.     

一种基于Canny理论的自适应边缘检测方法

基于Canny算子，提出了一种Canny自适应的边缘检测方法。Canny自适应算法在保持了Canny算子原有的定位准确，单边响应和信噪比高等优点的基础上，提高了Canny算子在提取图像边缘细节信息和抑制假边缘噪声方面的性能。Canny自适应算法将整幅图像分割为若干子图像，并根据各子图像的边缘梯度信息，结合全局边缘梯度特征信息自适应地生成动态阈值，提高了边缘检测的自动化程度，在实际的应用中获得了很好的效果。通过数学分析和试验结果证明了Canny自适应算法是一种有效的边缘检测改善方法。     

一种高动态范围图像可视化算法*

提出的自适应HDR图像可视化算法中,输入图像被分解为基本层和细节层.该算法将整体明暗效果的显示看做整体问题,对表示亮度的基本层采用基于整体统计信息的直方图调整算法处理;可视细节信息的保持作为局部问题,算法采用自适应细节增强算法处理细节层.通过定义映射图对细节增强后的图像进行最终映射,将两方面结合起来得到最终结果.实验结果表明,该算法能对HDR图像进行较高视觉质量的显示.     

红外与可见光图像匹配共性特征增强的新方法

分析了红外与可见光梯度图像的特点,将梯度图像中的可用信息分为低频分量、弱边缘和强边缘三类,通过梯度图像直方图自适应地求取图像增强的非线性变换参数,同时利用区域主方向和梯度方向抑制噪声的增强,采用梯度方向加权的方法增强弱边缘特征。实验结果表明,算法能够提高红外与可见光梯度图像的协方差相关值,增强了图像间对应边缘的一致性,且对噪声有较好的抑制作用。     

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...     

自适应梯度幅值和形态学组合滤波算法

针对传统梯度幅值滤波算法中阈值需人工确定而无法正确判断噪声点和产生新噪声点的问题,提出了一种自适应梯度幅值和多结构元素形态学组合滤波算法。首先使用梯度幅度均值与方差的和作为阈值,以及Otsu算法自适应阈值两种自适应滤波算法对图像进行滤波,以自动确定滤波阈值,最大限度滤除噪声点,保持图像细节;然后使用多结构元素组成串联形态学复合滤波器对自适应梯度幅值滤波后的图像进一步滤波,以解决在自适应滤波过程中产生的新噪声问题。通过实验结果对比与分析,该算法滤波后的图像视觉效果明显好于传统滤波方法,从而验证了该算法既能保持图像细节,又能实现较好的图像滤波效果。     

基于暗原色先验的低照度视频增强算法

在低照度条件下,视频质量总是不容乐观.对比度低,边缘细节不清晰,亮度低等情况会给视频后续处理带来很多不必要的麻烦.针对这种情况,本文提出了一种改进的基于暗原色先验的低照度视频增强算法.首先将输入的低照度图像取反,再对该图像进行去雾操作.大气光值由输入图像的暗通道最大值估计,同时,利用快速导向滤波计算并优化透射率,实现了保边降噪.最后,通过再次取反图像得到增强后的图像.透过实验结果证实,该算法能有效增强低照度图像的对比度,突出图像边缘的细节,提高图像的亮度,有效增强低照度图像.     

基于Lab色彩空间和色调映射的彩色图像增强算法

针对低照度图像对比度增强处理中的细节保留和色彩恒常问题,提出一种新颖的基于Lab色彩空间和色调映射的Retinex图像对比增强算法。首先,在Lab色彩空间中将一个低对比度的输入图像分解成亮度和色度分量,并使用自适应双边滤波估计照明的强度,以便根据亮度和颜色值来考虑合适的相邻像素。然后利用基于抛物线的色调映射函数来提高估计光照图像的对比度。最后,将加强的亮度和原始的色度结合在一起以产生一个增强的彩色输出图像。实验结果表明,所提算法通过减弱图像伪影增强了图像的细节和边缘结构,同时通过避免色彩偏移较好地保留了图像的自然度。     

多阶导数自适应视频超分辨率重建

传统视频超分辨率重建算法在去除噪声的同时,很难有效保持图像边缘细节信息。针对该问题,构建了一种结合多阶导数数据项和自适应正则化项的视频超分辨率重建算法。在正则化重建模型的基础上,该算法对数据项进行改进,引入能更好描述噪声统计特性的噪声多阶导数,并利用去噪效果较好的全变分(TV)和非局部均值(NLM)正则化项对视频超分辨率重建过程进行约束。此外,为了更好地保持图像细节信息,采用区域空间自适应曲率差分算法提取结构信息,从而对正则化系数进行自适应加权。实验结果表明:在噪声方差为3时,与核回归算法和聚类算法相比,该算法重建视频主观效果边缘更加锐化,局部结构更加正确、清晰;重建视频的均方误差(MSE)平均下降幅度分别为25.75%和22.50%;峰值信噪比(PSNR)分别平均提升了1.35 dB和1.14 dB。所提算法能够在去除噪声的同时有效保持图像的细节特征。     

基于自适应分数阶微分的引导滤波及其应用

引导滤波算法具有保边平滑的功能,但传统引导滤波方法容易导致图像平滑区域过度模糊、细节丢失的问题。为了使引导滤波在保持高频信息的同时结构化输出低频灰度,本文提出了一种基于自适应分数阶微分的引导滤波算法。以分数阶微分理论为基础定义了分数阶微分掩膜,并结合图像梯度、二维信息熵和局部方差权值构造了自适应分数阶微分阶数函数来有效检测图像纹理和梯度变化,从而将图像局部特性转移到引导图像中,确保在平滑去噪的同时保持图像纹理细节。实验结果表明,本文算法具有良好的边缘和纹理保持特性。另外,将本文算法运用到基于PCA和SVM的人脸识别图像预处理中,能一定程度提升人脸识别率。     

一种有效的空间域视频传输差错掩盖算法

针对易错信道中传输视频图像容易发生差错而导致图像块丢失的现象,提出一种有效的空间域差错掩盖算法.根据周围正确解码块中的边缘信息把丢失块分成平滑块和边缘块两类.对于不含有边缘的丢失块用简单的线性插值进行恢复;对含有边缘的丢失块先用基于梯度的自适应预测(GAP)法获得丢失块的初始值,然后用最大后验概率方法对初始值进行优化.实验结果表明该算法能够获得优越的图像质量,同时计算复杂度低,适用于视频图像的实时性传输.     

利用时空特性的字幕检测与定位算法

提出一种视频字幕的检测与定位算法.利用视频字幕在时间上的冗余特性,以镜头为基本处理单元,采用监视-跟踪模型和扩展QSDD(PQSDD)度量来定位字幕的起始帧和终止帧,利用起始帧和终止帧确定起始字幕转换帧对和终止字幕转换帧对;对各帧对的差值图像利用边缘特性分别进行字幕定位,并提出一种基于背景复杂度的自适应阈值选取算法实现对边缘图像的二值化;最后时两幅差值图像定位出的字幕区域做逻辑与运算和连通区域分析得到最终的字幕区域.实验结果表明本文算法具有较高的检测速度和定位精度.     

带细节增强与降噪的真彩图像多尺度边缘检测

为了解决真彩图像降噪和边缘细节保留的问题,提出了使用一种软阈值方法进行细节增强与降噪的真彩图像多尺度边缘检测算法。使用小波多尺度真彩图像边缘检测算法得到不同尺度边缘图像,进而根据改进的软阈值滤波函数,对得到的边缘图像进行阈值选择,降噪的同时也增强了保留的边缘细节信息;最后对不同尺度边缘图像进行了加权二范数融合。实验证明,该算法能充分利用真彩图像的颜色和梯度信息,有效地抑制噪声,增强图像的细节信息。