基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化对比度保留算法

针对目前彩色图像灰度化难以充分保留原彩色图像对比度的问题,本文提出了基于最大加权投影求解的彩色图像灰度化模型及算法.首先,在好的彩色图像灰度化算法应使灰度化图像具有最大对比度的假设下,本模型提出最大加权投影的目标优化函数,并且将原始彩色图像梯度权重引入到最大化函数中,使得原彩色图像中对比度较小的区域也能够在灰度化后的图像中得到保持.每个彩色通道梯度的高斯加权系数反映灰度图像的对比度和原彩色图像的颜色顺序.其次,对所提模型使用参数离散搜索策略求解,通过对线性离散参数模型产生的候选图像进行搜索,由于只有几个算术运算,计算速度较快.最后,为评价所提出算法在复杂场景下图像灰度化对比度保持性能,本文对Cadik、CSDD和COLOR250数据集分别进行灰度化实验.定性和定量实验结果表明,所提算法相比于其他算法能较好地保留原彩色图像颜色对比度,同时具有对噪声鲁棒和运算速度快的优势.     

基于四元数Gabor滤波的彩色纹理特征提取

现有的彩色图像纹理特征提取方法是将彩色图像转换为灰度图像或者对彩色图像进行分通道处理,这样的处理方法会丢失原图像的颜色信息和各通道间的相关性,导致特征图像的纹理特征和原图像的纹理特征差异较大。基于上述问题,提出了一种四元数Gabor彩色纹理特征提取方法。首先,根据Gabor滤波和四元数欧拉公式,推导出四元数Gabor滤波,并将彩色图像用四元数矩阵表达;其次提出四元数Gabor滤波卷积算法处理彩色图像,得到多尺度多方向的彩色纹理特征图像;最后对得到的彩色纹理特征图像进行Tamura统计特征的提取。实验结果表明,该方法可以很大程度地保留原图像的粗糙度、对比度和方向度等纹理特征,同时可以提取到原图像的颜色信息。在转化为灰度图像后,该方法在保留粗糙度、对比度和方向度等纹理特征方面优于传统Gabor方法和LBP方法。     

改进的自动颜色均衡化图像对比度增强

提出了一种改进的自动颜色均衡化方法,用于灰度和彩色图像对比度的增强。通过考虑图像中颜色或灰度的空间分布,首先对图像进行了局部自适应滤波,其中使用了改进的相对亮度表观函数。而后对图像进行动态范围调整以得到最终结果。在对彩色图像处理时,通过将图像从RGB空间转至HSV空间,仅对亮度通道进行滤波以保持颜色不失真。实验结果表明,方法可有效增强图像的对比度,且不会引入明显噪声。     

一种基于局部方差的雾天图像增强方法

提出了一种基于图像局部方差的保持灰度级和亮度的雾天图像增强算法。即在对图像作局部处理的基础上，利用局部方差可以较好的体现图像细节信息的特性，通过计算并比较图像局部标准方差的大小来判断局部图像的增强程度，然后以灰度均值为基准进行局部灰度拉伸。该算法可以有效增强和保留图像细节，克服了传统直方图均衡化处理所造成的灰度级损失的缺点，保持了原图的灰度级和平均亮度，较好的抑制了噪声，图像视觉效果明显改善，因此特别适合于深度信息多变且对比度较低的雾天图像。实验结果表明该算法可以有效的增强雾天图像。     

基于主色检测与灰度传播的彩色图像灰度化方法

针对已有图像灰度化方法不能同时体现原始图像的全局和局部对比度,且不能保持灰度像素的灰度值等问题,提出一种基于主色检测与灰度传播的彩色图像灰度化方法.首先提出一种基于直方图峰值的主色检测方法,用于提取输入图像中具有代表性的少量主要颜色特征;然后采用基于梯度域的主色灰度化方法将图像主色映射到灰度空间,最大程度地在灰度空间保持主色在彩色空间的视觉对比度;再利用基于局部线性嵌入的灰度传播方法,将主色灰度值和原有灰度像素的灰度值扩散到与其颜色相似的像素上;最后检查图像中是否存在没有被灰度化的彩色像素,如果存在,则使用基于梯度域的局部灰度化方法将其灰度化,得到最终的灰度图像.大量实验结果表明,该方法将全局和局部对比度保持有机结合,得到的灰度图像较好地保持了彩色图像中色彩之间的差异性,并且保持了灰度像素的灰度值.     

基于变分的图像增强算法和伪彩色映射

提出了一种新的基于变分方法的灰度图像增强算法。将灰度图像的对比度场进行线性放大作为目标图像的对比度场,在图像显示和打印的动态范围约束条件下。利用变分方法求解出增强的图像,使其具有最接近于目标对比度场的对比度。若把目标对比度进一步作动态范围压缩后,将此方法应用到彩色图像的亮度分量中去(色度和饱和度不变)。并根据人类视觉感知的统计特性将结果图进行伪彩色映射,得到视觉效果更佳的彩色图像。这种增强方法不需要人为选定待增强图像区域。实验结果表明了该图像增强方法的有效性。当图像中含有极其微弱的有用的局部对比度信息时,效果尤佳。     

基于多峰高斯函数的直方图规定化算法

直方图均衡化作为一种特殊的直方图规定化方法,能有效地增强图像的对比度,但其对直方图活动范围的拉伸通常会造成图像过度增强。一种基于高斯函数的直方图规定化算法可提高控制对比度活动范围的能力,然而该算法处理的图像缺乏层次感。基于此,提出一种基于多峰高斯函数的直方图规定化算法,该算法首先用直方图求导方法估算出原直方图的局部峰值和方差,从而得到原直方图的多峰高斯函数,然后采用扩展后的多峰高斯函数作为目的直方图进行规定化。此算法的主要特点是改变局部峰的参数,有选择地对某局部灰度范围进行对比度增强,从而拉伸整个图像对比度的活动范围。对于彩色图像增强,该算法在对彩色图像R,G,B3个分量子图直方图规定化处理的基础上,根据人类视觉习惯,引入彩色恢复因子将规定化的R,G,B分量进行有效合并。实验结果和原理分析表明,该算法能有效增强图像的视觉效果,使其细节明晰,层次丰富。     

对比度、颜色一致性和灰度像素保持的消色算法

目的 为了解决目前消色算法中不能同时保持原始图像的对比度,颜色一致性和灰度像素特征的问题,提出一种新的优化算法,最大限度地同时保留这些视觉特性。方法 为了保持原始图像的结构和局部对比度信息,用双高斯模型构建像素对之间的误差能量项;为了保持颜色一致性,采用局部线性嵌入模型构建能量项,确保原始图像中颜色一致的像素在结果图像中也拥有一样的灰度级;为了保持灰度像素特征,先标记出原始图像中的灰度像素,并强制规定这些像素的灰度值是已知的且在消色变换的过程中始终不变,然后用双高斯模型构建出灰度像素与其他像素之间的误差能量项。线性结合这3个能量项,得到目标能量函数,再通过迭代法求解出使总能量值达到最小的灰度值,从而得到了最终的消色结果。结果 实验结果表明,本文算法能够同时较好地保持原始图像中的对比度、颜色一致性和灰度像素特征。结论 本文算法基本符合人类对图像对比度变化的感知程度,而且能够很好地保持细节信息和全局结构,可应用于数字打印、模式识别等方面,具有很大的应用价值。     

基于颜色校正和去模糊的水下图像增强方法

由于光在水下传播时会出现吸收和散射的情况,水下图像往往存在色偏、对比度低、模糊、光照不均匀等问题。根据水下图像成像模型,人们在海底拍摄所获得的图像往往是退化的图像,而退化的图像不能完整地表达海洋场景信息,难以满足实际的应用需要。为此,文中提出了一种基于颜色校正和去模糊的水下图像增强方法。该方法有效融合了颜色校正和去模糊两个阶段,取得了递增的增强效果。在颜色校正阶段,首先对原始图像进行对比度拉伸,在对比度拉伸完成之后,图像可能存在拉伸过度或拉伸不足的现象。因此,所提方法根据灰度世界先验,在对比度拉伸后进一步使用伽马校正来优化和调整图像的对比度和色彩,使图像的R,G,B三通道的灰度值之和趋于相等。接着,在去模糊阶段,通过融合暗通道先验对颜色校正后的图像进行去模糊,得到最终的增强图像。实验结果表明,所提方法具有良好的整体恢复效果,能有效地恢复图像信息,在主观评价和客观评价上均展现出较好的效果。另外,所提方法可以作为水下图像分类等计算机视觉任务的预处理步骤,在实验中能够将水下图像集的分类精度提升16%左右。     

面向车牌字符分割的图像预处理方法研究

车牌字符分割是车牌识别系统中的核心步骤,而车牌预处理的效果直接关系到分割的准确率。针对传统基于灰度图的预处理方法难以消除由拍摄硬件和成像环境造成的干扰特征,提出一种基于R通道和灰度拉伸的车牌图像预处理方法。该算法将原始图像以R通道的数据表征,抑制车牌成像的干扰特征,提高了字符与背景底色的区分度;为了进一步增强图像的对比度,提出改进的灰度拉伸算法,有效分离字符和背景。为验证提出的预处理算法对字符分割的效果,引入一种基于投影和模板匹配的分割算法,实验表明,该算法不仅改善了污损车牌的成像效果,同时也有效提升了分割准确率。     

子图像加权的彩色图像对比度增强算法

为了更好地实现彩色图像的对比度增强,提出一种有效的基于亮度保持的子图像加权对比度增强算法.首先利用基于亮度保持的双直方图均衡(BBHE)算法定义了2个子图像;然后根据输入图像以及2个子图像的亮度均值,给出一种基于亮度保持的权重系数的计算方法;最后对2个子图像进行加权求和,得到输出图像.对具有不同对比度的彩色图像的实验结果表明,与其他算法相比,文中算法能够有效地实现对比度增强,并且不会出现局部过度增强以及细节丢失等噪声问题,使得输出图像显得更为自然.     

一种改进的彩色图像快速去色算法

提出一种新的融合色彩变化信息的快速彩色图像去色算法.针对彩色图像像素多、维数低、颜色分量非线性关联的特点,提出基于核方法的快速降维,利用核函数来表征灰度分量和颜色分量之间的非线性关系,得到反映色彩变化信息的灰度增强值;采用基于分位数统计的方法对核函数的参数进行估计,对降维后的灰度增强值进行修正,保证最终得到的灰度图像符合人眼的视觉特性.实验结果表明,用该算法得到的灰度图像很好地融合了原彩色图像中灰度分量和颜色分量的对比度信息,且算法的执行效率高.     

一种新的红外图像复合增强算法

通过对现有图像增强算法的分析,提出了一种新的红外图像复合增强算法。该算法将同态增晰和直接对比度增强算法结合,使得图像中的局部信息与全局信息在增强时都能被利用。外场实验表明,处理后的图像具有明显的局部对比度增强效果,同时较好地保持了图像的原始面貌。     

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.     

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。     

基于对比度增强的彩色图像边缘检测算法

在分析彩色图像边缘的灰度化和漏检问题的基础上,设计了分解基于分量相关的颜色模型的彩色图像得到的颜色分量进行颜色对比度增强的算法。提出了以该算法为基础的彩色图像边缘检测的改进方法,即对增强后的各分量应用梯度算子检测其分量边缘,最后合成为彩色图像边缘。实验结果表明,文中提出的改进方法,能够检测出图像的彩色边缘,具有检测出的图像边缘细节较完整的优点;又由于该方法是基于像素点处理的检测方法,故不必进行颜色模型的转换,具有方法简单、算法复杂度低的优点。     

采用可逆信息隐藏技术的高性能彩色图像对比度增强算法

针对彩色图像可逆信息隐藏中相对较少的嵌入容量和数据嵌入后的图像质量问题,提出基于可逆信息隐藏的高性能彩色图像对比度增强算法.该算法将原始RGB图像转换成HSV(色调,饱和度,亮度)图像,在预处理时,合并像素直方图单侧2个高度最低的条柱,并设置一个失真阈值防止图像失真;数据嵌入过程中,在保持色调分量不变的同时增大单个像素能嵌入秘密信息的长度,且在增大数据嵌入量的同时减少了图像失真;在多次执行数据嵌入过程后,直方图实现均衡化,从而有效地增强图像的对比度.在Kodak和USC-SICI图像集上的实验结果表明,与同类算法(UCE和HSP算法)相比,所提算法在嵌入容量指标和色彩差异指标CIEDE2000的性能上分别平均提升28.6%和34.7%.     

最小模糊偏移度准则下的SAR图像对比度增强

针对SAR图像灰度特性,提出最小模糊偏移自动对比度增强算法(MFO)。该算法基于模糊理论,利用高斯型隶属度函数将图像灰度信息模糊化,以模糊偏移度最小准则确定模糊对比度增强操作数(INT),得到该准则下最优的S形灰度映射函数,增强SAR图像对比度。利用TEN、EME两种评估参数评价增强结果,验证了算法的有效性。     

一种基于映射图像子块的图像缩小加权平均算法

针对一般缩小算法随着缩小比例降低,图像信息丢失愈发严重的现象,提出了一种基于映射图像子块的图像缩小加权平均算法.首先,根据缩小比例,求出缩小图像中每点映射在原始图像中的子块,然后,根据各子块,加权平均算出缩小图像中每点的像素值,从而达到缩小的目的.缩小后的图像具有较好的完整性,且算法简单、快速有效.实验结果表明,该算法与其他缩小算法相比,在保持图像完整性方面具一定的特点.最后,针对缩小后图像对比度偏低这一现象,提出了一种灰度拉伸的处理方法,并进行了实验对比,取得了较好效果.     

基于多尺度边缘表示的图像增强快速算法

低对比度结构广泛存在于各种数字图像之中，研究如何通过后期处理增强数字图像的对比度是很有意义的。灰度图像对比度的高低总是与图像灰度梯度幅值的大小相联系，受这种思想的启发，提出了一种基于图像多尺度边缘表示的，利用对信号小波变换模极大值的拉伸和Hermite插值多项式实现的图像增强快速算法。此算法可以实现对噪声的抑制和对图像中不同尺度特征的增强。数值实验结果表明，该算法增强效果明显，运算速度快，是一种实用性较强的图像对比度增强算法。