基于虚拟曝光图像的立体高动态范围图像合成算法

本文提出基于多视点多曝光图像的立体高动态范围图像合成算法。首 先,考虑多视点多曝光 图像以及相机响应函数曲线的特性,提出一种虚拟曝光图像绘制算法,将不同曝光的图像绘 制到同一视点;然后, 为了使绘制曝光图像保留更多细节和结构,需要对绘制虚拟曝光图像进行空洞填补及边缘修 复,故引入了边缘差值 掩膜图,对图像边缘信息进行校正平滑处理;最后利用绘制的虚拟曝光图像合成立体高动态 范围图像。实验结果表 明,获得的绘制曝光图像与参考曝光视点图像之间的结构相似性高达0.99以上,且合成的 高动态范围图像质量高。     

一种基于双通道CMOS相机的低照度动态场景HDR融合方法

高动态范围成像技术能够全面有效反映场景信息,有利于在高动态范围场景下获得高质量的成像。但当前常用的基于单台相机的多次曝光融合方法在动态场景下易出现“鬼影”问题,基于多个传感器同时曝光的系统复杂且价格昂贵,基于单幅低动态范围图像的拓展方法易丢失欠曝光或过曝光区域的细节信息,且多用于较好的照明条件。针对低照度动态场景成像,研究了一种基于双通道低照度CMOS相机的高动态范围图像融合方法,对双通道CMOS相机采集低照度动态场景两幅不同曝光图像,依据累计直方图拓展原则分别进行动态范围拓展,并采用像素级融合方法对动态范围拓展的序列图像进行融合。实验表明,动态范围拓展融合方法可满足低照度动态场景下获取高动态范围图像的应用要求,获得更佳的成像质量。     

一种提高结核菌痰涂片显微图像质量方法

通过痰涂片镜检法检测结核抗酸杆菌,是识别和诊断结核病的一种快速、价廉和特定的检测方法.为提高结核病痰涂片显微图像的质量,提出了一种基于多帧不同曝光图像信息融合,扩展被检测显微图像的动态范围,提高检测视野显微图像质量的实现方法.首先在保持CCD曝光时间不变的条件,通过计算机控制圆盘型光学梯度衰减片旋转定位的方法,摄取同一视场多帧不同曝光量的显微图像序列,从而获取场景的高动态范围显微图像信息.然后利用拉普拉斯金字塔算法将显微图像进行分层,采用图像梯度与信息熵相结合对层次图像进行评价,分配相应的合成权重系数,并用拉普拉斯金字塔逆算法,合成一帧高质量的图像.实验表明,所提出方法能有效地表达亮区和暗区的场景信息,增强图像的细节特征,提高痰涂片显微成像的质量,有利于提高显微图像智能检测的精度.     

基于深度学习的岩石薄片正交偏光图像多曝光融合算法

针对正交偏光下岩石薄片图像中动态范围较低,无法观察全部颗粒的问题,将深度学习应用于多曝光图像融合算法,通过融合多个曝光度的薄片图像来获取较高的动态范围。首先将低动态范围的多曝光图像序列输入卷积神经网络,然后网络通过优化损失函数获取较好的权重图预测结果,最后由源多曝光图像序列联合权重图加权融合得到具有较高动态范围的薄片图像。对比实验表明,该算法可以有效地提升图像中的颗粒清晰度。     

一种改进的基于小波域的多曝光图像融合算法

自然界光照强度的动态范围较宽,而普通相机的动态范围远远达不到,因此,导致拍摄的图像中存在某些区域过度曝光和曝光不足,造成图像质量欠佳.文中提出了一种改进的基于小波多分辨率分析的多曝光图像融合算法以解决上述问题.首先对同一场景的多幅不同曝光图像分别进行小波变换;接着,对低频分量平均加权,获取图像近似部分的融合分量,并对高频分量基于区域方差确定权重系数,继而加权平均获取细节部分的融合分量;最后,小波逆变换获得较好质量的多曝光融合图像.仿真实验表明,该算法在较好保持原始图像信息的情况下丰富了细节信息,并且不受曝光问题的干扰,融合了多幅不同曝光图像的优质信息,避免了时域融合过程中出现的色差现象.     

基于动态场景的高动态图像合成

相机所取得的图像动态范围与真实的场景相比往往较低。而通过对几幅不同的曝光时间的图像进行合成,可以得到高动态图像。但是场景中物体的运动会导致最终图像出现鬼影效应,提出了一个基于区域分割和连续性检测的算法,消除鬼影区域,使得在场景有运动下同样可以获得高质量的高动态图像。     

用于增强可视性的高动态范围红外图像融合

针对高动态范围(14 bit)红外图像融合后并不能直接用于显示的问题,设计了一种用于增强红外图像可视性的融合框架。利用数字全变分滤波器对图像分层处理,然后对每一层进行动态范围压缩,自适应的合成低动态范围图像(8 bit),再通过传统融合算法进行融合,得到可视性增强的低动态范围融合图像。实验结果表明,相较于目前已有的方法,该框架融合得到的信息量大,在增强对比度的同时能有效抑制噪声,明显改善融合图像的视觉效果。     

一种基于双边滤波的红外图像细节增强方法

为了解决高动态红外图像在常规显示设备上显示时对比度低、细节模糊等问题,提出了一种基于双边滤波的红外图像非线性细节增强及动态范围压缩方法。首先利用基于扫描行的均值及标准差的统计方法对图像中的条纹噪声进行检测及插值补偿。然后对高动态红外图像进行双边滤波,得到基频分量及细节分量。针对基频分量动态范围大的特点,压缩其动态范围,对细节分量则进行非线性增强。最后将压缩后的基频分量和非线性增强后的细节分量合成,并将灰度范围调整到8位,得到适合显示的低动态范围图像。实验结果表明,提出的方法能在压缩图像动态范围的同时有效实现图像细节信息的增强。     

基于机器视觉的纺织样品图像动态范围扩展方法研究

针对目前机器视觉采集纺织样品的图像动态范围低,严重影响对其质量的分析效果,提出一种通过多帧图像融合来改善图像质量的方法.采用对同一视场多帧不同曝光图像加权平均得到融合图像.并在融合算法中,引入数学多元统计主成份分析方法,估计不同光强条件下获取图像的权重.在处理过程中,对协方差矩阵估计权值的方法进行了改进,克服只能对一个...     

基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明：文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。     

高动态科学级CMOS相机设计与成像分析

为了满足高动态范围高灵敏度的全局曝光模式下成像系统的需求,基于CIS-2521科学级CMOS图像传感器设计了一个相机系统,通过分析CIS-2521芯片像素读出结构特点,通过芯片内部模拟相关双采样与FPGA片内数字域相关双采样完成相关四采样算法,列向噪声去除效果明显。通过设计曲线拟合双增益通道图像数据合成输出,保证了系统成像有较高输出动态范围。相机常温下输出图像峰值信噪比达62.9dB,采用半导体制冷后输出图像峰值信噪比74.3dB。根据EMVA1288标准实测相机动态范围达到78.2dB,设计的相机系统实现了每秒50帧2 560×2 160像素,16bit深度高清晰度高动态范围图像的实时全局曝光成像输出,能够满足低照度条件下的高帧频高动态范围成像的需求。     

一种6T像素全局曝光CMOS图像传感器

提出了一种基于6T像素结构的全局曝光CMOS图像传感器。通过采用PPD结构的6T像素、高复位电平和低阈值器件,提高了动态范围,并优化设计了像素单元的版图,使之获得较高的填充系数;模拟读出电路部分,通过采用双采样、增益放大和减小列级固定模式噪声(FPN)处理,以及对列选控制电路进行优化,减小了对全局PGA的运放设计要求。芯片的工作频率为20MHz,动态范围为66dB,实现了全局曝光方式CMOS图像传感器的设计。     

CMOS图像传感器时序控制方法研究与实现

针对CMOS图像传感器滚筒式曝光模式,研究采用多种曝光时间,实现多线段拟合像素输出特性曲线,扩展传感器的动态范围,并改善其平滑性,提高图像清晰度;应用电源保护环、像素二次采样等方法消噪。电路选用charter 0.35μm工艺,经仿真验证满足设计要求。     

一种低对比度红外图像增强方法

简要介绍了图像增强方法,分析了海军靶场红外图像的特点,并提出了相应去除噪声和图像增强方法。海军靶场红外图像具有动态范围小、噪声多、对比度低的特点。在图像增强处理时,将多幅背景均匀的红外图像进行统计平均得到背景噪声,通过图像点运算消除背景噪声,用灰度修正的方法完成图像增强处理,取得了较好的图像视觉效果。用该算法对靶场现有低对比度图像进行增强处理取得了较好的结果,验证了算法的有效性。     

X光序列图像三维动态滤波技术

对于静态X光图像序列,帧间滤波技术是抑制噪声、提高信噪比最为有效的方法之一。然而对于活动图像序列,该技术会使运动目标模糊,从而使图像质量更差。本文提出了一种X光序列图像的三维动态滤波技术,把图像序列作为二维空间数据流,在时间上采用先进先出的方式在整个积分周期内进行多帧平均,实现了沿着运动轨迹进行帧间滤波,从而使多帧平均技术对于活动X光图像序列同样具有较好的处理效果。     

一种结合PE的高动态范围红外图像压缩及细节增强算法

针对在提升高动态范围红外图像中潜在或弱小目标细节的同时,还需兼顾噪声抑制、对比度增强的问题,提出了一种基于引导滤波图像分层的动态范围及细节增强算法。对背景层采用平台直方图均衡算法进行压缩,对细节层先采用中值滤波进行去噪,再采用非线性映射对细节中潜在的弱小目标细节进行增强,最后按照一定权重合并得到细节增强后的图像。综合主、客观实验结果,相对于映射类、直方图均衡、双边滤波分层增强等算法,该算法能够在动态范围压缩的过程中提高红外图像目标场景的对比度,突显其纹理特征,取得良好的细节增强效果。     

基于非均匀有序直方图和锐化的红外图像增强

由于受到光电测量设备硬件及环境的影响,采集到的红外图像普遍存在对比度低、噪声大等缺陷。为此,提出了一种基于非均匀有序直方图和锐化的红外图像增强算法。考虑到高动态范围红外图像的特性,该方法分为两部分:首先,通过引入在有序直方图域中以恒定斜率增加的非均匀分布来增强图像对比度,并将非均匀分布直方图与输入图像的排序直方图合并于有序直方图域的优化问题,以计算修正后的直方图。其次,为了更有效处理红外图像的模糊效应,提出一种用于高频补偿滤波的相对边缘强度指标,以有效地抑制相对均匀区域中的噪声。实验测试结果表明,与传统算法和其他类似算法相比,使用所提出的方法增强后的图像细节丰富,具有更好的视觉效果和更高的实际应用价值。     

X光机数字图像增强器的关键技术研究

X光机数字图像增强器是X射线成像系统中的重要一环,而目前常用的X光机数字图像增强器往往存在瑕疵点、信噪比过低等问题。针对噪声问题,提出了一种动态降噪算法,改善了运动环境下的降噪质量。同时,对存在瑕疵点的这一现象,提出了一种检测与校正的算法。最后在自行设计的X光机数字图像增强器样机上将以上两种算法成功实现。