基于Laplacian算子的图像增强

使用Laplacian算子检测图像的边缘纹理等细节信息,然后以适当比例线性叠加原始图像和细节信息,从而完成图像增强。不同增强方法的比较试验表明,基于Laplacian算子的图像增强方法既能增强图像的高频分量,又能保持图像的低频分量,是图像增强的有效方法。     

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。     

基于结构纹理分解的矿井图像增强方法

矿井下存在低照度、多灰尘现象,导致监控视频采集的图像具有光照不均、模糊及细节丢失的问题,影响后续智能图像识别,现有矿井图像增强方法普遍存在图像纹理细节不清晰、视觉效果差的问题。提出了一种基于结构纹理分解的图像增强方法。首先,利用maxRGB算法对原始图像提取初始光照分量,接着构建优化目标函数,依次优化求解初始光照分量中的结构分量、纹理分量及噪声分量：先对初始光照分量进行加权引导滤波,作为先验约束,迭代获得边缘清晰的结构分量;再结合最大邻域差方法和加权平均局部变分构建局部变化偏差函数,作为约束权重,迭代得到细节丰富的纹理分量。然后,将原始图像转换到HSV颜色空间,提取出原始图像的亮度分量,并结合结构分量、纹理分量及噪声分量,利用Retinex理论进行重构,得到增强后的初始亮度分量。为避免亮度过增强,引入带有截断因子的自适应伽马校正（AGCWD）处理图像初始亮度信息,以获得最终的亮度分量。最后,将图像转换到RGB颜色空间,得到增强图像。实验结果表明：(1)基于结构纹理分解的图像增强算法能保证图像边缘纹理细节更加清晰,减少了图像增强过程中的光晕伪影,且增强后的图像灰度直方图更均衡。(2)与结...     

基于小波阈值的图像增强算法

本文针对传统的图像增强算法中存在的一些问题,如增强噪声、丢失细节、对比度差等.提出了一种基于小波变换的图像增强算法.图像经过多尺度小波分解后,得到不同尺度的小波系数,然后根据噪声在不同尺度的分布情况和小波系数的特点,对不同尺度的小波系数采用不同的小波阈值增强算法,最后进行小波重构,即可得到增强后的图像.经过仿真实验证明该方法可以有效地增强图像的细节信息,保持图像的边缘特征.改善图像的视觉效果.     

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。     

基于小波阈值的图像增强算法

本文针对传统的图像增强算法中存在的一些问题，如增强噪声、丢失细节、对比度差等，提出了一种基于小波变换的图像增强算法。图像经过多尺度小波分解后，得到不同尺度的小波系数，然后根据噪声在不同尺度的分布情况和小波系数的特点，对不同尺度的小波系数采用不同的小波阂值增强算法，最后进行小波重构，即可得到增强后的图像。经过仿真实验证明该方法可以有效地增强图像的细节信息，保持图像的边缘特征，改善图像的视觉效果。     

基于非下采样Shearlet变换与模糊对比度的合成孔径雷达图像增强

针对合成孔径雷达（SAR）图像在成像和传输过程中引入噪声和干扰从而导致图像清晰度下降、细节丢失等问题,提出了一种非下采样Shearlet变换（NSST）与模糊对比度的SAR图像增强算法。首先,原始图像经NSST分解成一个低频分量和若干个高频分量;然后对低频分量进行线性增强以提高整体对比度,对高频分量采用阈值法进行增强以去除图像中的噪声;接着对处理后的两部分分量进行NSST反变换得到重构图像;最后采用模糊对比度算法对重构图像进行增强,提高图像细节信息和层次感,得到增强后的图像。对40幅图像的实验结果表明,与直方图均衡化、多尺度Retinex增强算法、基于Shearlet变换和多尺度Retinex的遥感图像增强算法、基于剪切波域改进Gamma校正的医学图像增强算法相比,该算法的图像峰值信噪比至少提升了22.9%,均方根误差至少降低了36.2%,能明显提升图像的清晰度,使图像的纹理信息更加清晰。     

结合子层分割和自适应函数引导的规定化图像增强

为了更好地辨别低照度图像中的目标,提高图像的对比度并增强纹理细节信息,采用子层分割规定化算法对图像进行增强处理,提出一种结合子层分割和自适应函数引导的规定化图像增强算法.首先根据原始图像直方图的特点对直方图进行子层分割,之后通过对分割后的子层进行灰度区间拉伸来提高图像的亮度,以增强图像的对比度;为了增强图像中的细节信息,在每个子层求取自适应函数来对每个子层做规定化处理;最后对子层直方图合并,得到增强后图像.实验结果证明,经过增强后图像的灰度平均梯度值为原始图像的3~4倍,信息熵也明显增大;该算法在增强图像细节、提高图像的对比度上具有优越性.     

结构纹理分离的对比度和细节增强

针对光照不足等因素造成获取的图像质量偏低的问题,提出一种基于结构层和纹理层分离的图像增强方法。首先将图像分为结构层和纹理层两部分,对结构层用累积分布函数构造参数自适应的Gamma校正算法,并用自适应Gamma校正算法对图像的结构层进行对比度和亮度增强,对纹理层采用提升高频分量的方法增强纹理细节,最后把增强后的结构层与纹理层结合得到增强后的图像。仿真对比实验表明,该方法能避免图像增强过程中的纹理细节丢失的问题,亮度和对比度也得到了很好的提升,增强后的图像视觉效果好,具有一定的应用价值。     

基于改进型Retinex算法的彩色图像增强技术

由于单尺度Retinex算法在处理过程中会产生光照强度问题导致图像细节表达不细致,提出一种改进的基于单尺度Retinex(SSR)算法的 真彩图像增强算法。首先,使用加权最小二乘法对原始彩色图像进行细节增强,然后对原始图像进行优化。对处理后的图像层和细节图像层构造增益系数,并进行重构输出一幅新的合并图像。实验结果表明,所提算法能够有效减少图像中的噪声,并使图像细节和对比度更加突出,亮度增强。相比于其它传统的算法,改进型Retinex算法处理后的图像客观评价指标有大幅度提升,图像增强能力有大幅改善。     

基于梯度场的工业X射线图像增强算法

在X射线成像检测厚薄不均构件时，经常会出现对比度低或对比度不均以及照度低的问题，这会导致图像显示时构件的一些细节难以被观察与分析。针对这一问题，提出一种基于梯度场的X射线图像增强算法。该算法以梯度场增强为核心，分为两步：首先，提出一种基于对数变换的算法，压缩图像的灰度范围、去除图像冗余灰度信息、提升图像对比度；然后，提出一种基于梯度场的算法，增强图像细节、提升图像局部对比度、提高图像质量，使构件细节清晰显示在检测屏上。选择一组厚薄不均构件的X射线图像进行了实验，并与对比度受限自适应直方图均衡化（CLAHE）、同态滤波等算法进行了比较。实验结果表明所提算法具有更明显的增强效果，能更好地显示构件的细节信息，并且通过计算平均梯度和无参考结构清晰度（NRSS）纹理分析的定量评价标准进一步表明了该算法的有效性。     

基于同态滤波与Curvelet变换的钻孔图像自适应增强

针对岩石数字钻孔图像存在的光照不均、图像中岩石表面边缘细节模糊等情况,提出了一种钻孔图像自适应增强算法.对原图进行同态滤波;使用Curvelet变换分解原图与滤波后的图像,对两者的低频子带使用系数直方图匹配算法,将前者与后者的直方图进行匹配,改善光照不均的影响;对原图的高频子带使用自适应的阈值进行滤波,同时利用自适应增强函数进行增强;使用Curvelet反变换重构得到增强后的图像.实验结果表明:算法可以有效地改善钻孔图像光照不均的问题,增强图像中物体的边缘信息,在主观视觉效果和图像客观评价指标上相对于其他算法均有一定优势.     

分数阶微分的婴幼儿脑MR图像增强算法

目的 由于传统的分数阶微分算法本质是提高相邻像素点的灰度差,达到增强对比度的作用,但是同时会放大和产生噪声,这容易使婴幼儿脑MR图像的增强效果有限或过增强。为了解决上述问题,提出一种融合非局部均值信息的自适应分数阶微分的婴幼儿脑MR图像增强算法。方法 用平均梯度和大津算法自适应确定分数阶阶数,融合纹理粗糙度确定初始的分数阶阶数。为了进一步抵制噪声等干扰,利用更大邻域的纹理信息,融入非局部思想确定分数阶微分的阶数。最后用最终的分数阶阶数对图像进行滤波,得到最终的增强图像。结果 实验通过信息熵、平均梯度和空间频率指标统计结果证明本文算法具有优越的图像增强性能。信息熵指标能够高出对比算法0.2%~12%,平均梯度指标能够高出对比算法5%~59%,空间频率指标能够高出对比算法6%~59%。结论 本文算法可以在增强纹理细节及抑制分数阶微分引入噪声方面都取得较好的效果。本文算法也适用于普通的模糊图像,具有良好的应用背景。     

基于卷积神经网络的弱光照图像增强算法

针对现有的弱光照图像增强算法强烈依赖于Retinex理论、需人工调整参数等问题，提出一种基于卷积神经网络（CNN）的弱光照图像增强算法。首先，利用四种图像增强手段处理弱光照图像得到四张派生图，分别为：限制对比度自适应直方图均衡派生图、伽马变换派生图、对数变换派生图、亮通道增强派生图；然后，将弱光照图像及其四张派生图输入到CNN中；最后经过CNN的激活，输出增强图像。所提算法直接端到端地实现弱光照图像到正常光照图像的映射，不需要按照Retinex模型先估计光照图像或反射率图像，也无需调整任何参数。所提算法与NPEA（Naturalness Preserved Enhancement Algorithm for non-uniform illumination images）、LIME（Low-light image enhancement via Illumination Map Estimation）、LNET（LightenNet）等算法进行了对比。在合成弱光照图像的实验中，所提算法的均方误差（MSE）、峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）指标均优于对比算法。在真实弱光照图像实验中，所提算法的平均自然图像质量评价度量（NIQE）、熵指标为所有对比方法中最优，平均对比度增益指标在所有方法中排名第二。实验结果表明：相对于对比算法，所提算法的鲁棒性较好；经所提算法增强后，图像的细节更丰富，对比度更高，拥有更好的视觉效果和图像质量。     

基于对比度受限自适应直方图均衡的乳腺图像增强

采用对比度受限自适应直方图均衡对乳腺图像进行增强,有效地增强了乳腺图像中的细节,如钙化点、乳导管等组织;并通过对算法中相关参数研究,得到应用于乳腺图像增强的参数优选值,以求获得较好的增强效果,为医师分析影像提供方便。通过与灰度直方图均衡的结果进行比较得出：对比度受限自适应直方图均衡为乳腺数字图像增强的有效方法,在计算机辅助乳腺诊断方面有较高应用价值。     

语义分割和HSV色彩空间引导的低光照图像增强

目的 低光照图像增强是图像处理中的基本任务之一。虽然已经提出了各种方法,但它们往往无法在视觉上产生吸引人的结果,这些图像存在细节不清晰、对比度不高和色彩失真等问题,同时也对后续目标检测、语义分割等任务有不利影响。针对上述问题,提出一种语义分割和HSV（hue,saturation and value）色彩空间引导的低光照图像增强方法。方法 首先提出一个迭代图像增强网络,逐步学习低光照图像与增强图像之间像素级的最佳映射,同时为了在增强过程中保留语义信息,引入一个无监督的语义分割网络并计算语义损失,该网络不需要昂贵的分割注释。为了进一步解决色彩失真问题,在训练时利用HSV色彩空间设计HSV损失;为了解决低光照图像增强中出现细节不清晰的问题,设计了空间一致性损失,使增强图像与对应的低光照图像尽可能细节一致。最终,本文的总损失函数由5个损失函数组成。结果 将本文方法与LIME（low-light image enhancement）、RetinexNet（deep retinex decomposition）、EnlightenGAN（deep light enhancement using generative adversarial networks）、Zero-DCE（zero-reference deep curve estimation）和SGZ（semantic-guided zero-shot learning）5种方法进行了比较。在峰值信噪比（peak signal-to noise ratio,PSNR）上,本文方法平均比Zero-DCE（zero-reference deep curve estimation）提高了0.32dB;在自然图像质量评价（natural image quality evaluation,NIQE）方面,本文方法比EnlightenGAN提高了6%。从主观上看,本文方法具有更好的视觉效果。结论 本文所提出的低光照图像增强方法能有效解决细节不清晰、色彩失真等问题,具有一定的应用价值。     

融合注意力机制和上下文信息的微光图像增强

目的 微光图像存在低对比度、噪声伪影和颜色失真等退化问题,造成图像的视觉感受质量较差,同时也导致后续图像识别、分类和检测等任务的精度降低。针对以上问题,提出一种融合注意力机制和上下文信息的微光图像增强方法。方法 为提高运算精度,以U型结构网络为基础构建了一种端到端的微光图像增强网络框架,主要由注意力机制编/解码模块、跨尺度上下文模块和融合模块等组成。由混合注意力块(包括空间注意力和通道注意力)引导主干网络学习,其空间注意力模块用于计算空间位置的权重以学习不同区域的噪声特征,而通道注意力模块根据不同通道的颜色信息计算通道权重,以提升网络的颜色信息重建能力。此外,跨尺度上下文模块用于聚合各阶段网络中的深层和浅层特征,借助融合机制来提高网络的亮度和颜色增强效果。结果 本文方法与现有主流方法进行定量和定性对比实验,结果显示本文方法显著提升了微光图像亮度,并且较好保持了图像颜色一致性,原微光图像较暗区域的噪点显著去除,重建图像的纹理细节清晰。在峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity,SSIM)和图像感知...     

模糊集与非线性增益相结合的自适应图像增强算法*

提出了一种模糊集增强与非线性增益相结合的自适应图像增强算法,使用双正交小波变换对原始图像进行分解,低频子带系数采用改进的模糊集增强算法,以提升图像的整体对比度;对高频子带,先采用贝叶斯萎缩法估计噪声与信号的阈值,再使用一种非线性增益函数增强图像细节并抑制噪声。对算法中影响增强效果的关键参数进行了研究,并提出了一种模糊集增强算子的阈值选取算法,能够实现不同图像自适应参数选择;将信息熵作为非线性增益函数的参数选取准则,并针对算法中排序算法运算量过多导致算法时间过长的情况,提出了一种替代求解方法,极大地提高了算法效率。对算法进行仿真,结果表明：算法能够有效提升对比度、增强图像细节并抑制噪声,可以明显改善图像的视觉效果,具有参数自适应、算法效率高等优点。