基于直方图均衡化与MSRCR的沙尘降质图像增强算法

针对沙尘天气下图像色彩偏移严重及对比度低等问题,提出一种基于直方图均衡化与带色彩恢复的多尺度视网膜（MSRCR）增强的沙尘降质图像增强算法。通过偏色校正和图像增强两个步骤进行图像恢复,将RGB图像各通道预处理后利用限制对比度自适应直方图均衡方法得到校正后的图像,对图像采用双边滤波进行降噪处理,通过MSRCR算法进一步解决色彩失衡问题。由于处理后的图像对比度较低,存在一定色偏,利用伽马校正和基于图像分析的偏色检测及颜色校正方法进行处理得到最终结果。对大量沙尘降质图像进行仿真实验,结果表明,该算法能够有效处理不同偏色程度的沙尘图像,不仅提高了图像的对比度,而且有效避免了图像颜色偏移现象,相比GCANet、MSRCR等算法,平均时间效率提升了46.2%~94.7%。     

基于细节特征融合的低照度全景图像增强

为了提高低照度条件下采集的全景图像的视觉效果,提出一种基于细节特征加权融合的低照度全景图像增强算法.首先,利用双边滤波算法提取出图像的光照分量,并分别采用自适应伽马校正和对比度受限的自适应直方图均衡化算法对光照分量进行处理;然后,与原始光照信息进行加权融合得到校正后的光照分量,并在反射分量调整时,提出一种自适应调整函数来校正反射信息;最后,将光照分量与反射分量合并,以实现对低照度全景图像的增强.实验结果表明,所提出的算法在提高图像亮度的同时,可以增强图像细节信息,去除噪声,使增强后图像色彩信息更加丰富自然.     

极端天气条件下低质图像增强算法研究

针对雾霾、雨雪、沙尘等极端天气下获得的图像严重退化的问题,提出一种自适应的单幅图像增强算法。首先设计一种图像分类器,判断图像是否为降质图像,若是则根据色度分量值对图像分别处理。其次对于雾霾图像,在暗原色先验算法基础上,通过分割图像的明亮区域求取透射率,改善了原算法复原的图像易产生光晕的现象,并将该算法扩展应用于雨雪图像;为了处理沙尘图像,采用限制对比度自适应直方图均衡化算法,为了校正该算法处理图像时对比度和亮度失衡的问题,采用伽马校正。与其他算法对比实验表明该算法有效提高了图像的清晰度,同时避免了光晕的产生,解决了沙尘图像处理中对比度和亮度失衡的问题。     

结合风驱动优化的低复杂度图像增强方法

针对复杂环境下如光照较弱、雾天等条件下拍摄的图像存在对比度不足、整体偏暗等问题,提出一种结合智能风驱动优化的低复杂度的图像增强方法.该方法利用双曲正弦函数、伽马校正函数、Sigmoid函数、对比度拉伸函数对图像进行校正.针对图像增强过程中伽马校正参数与对比度拉伸函数中动态因子的参数选择问题,利用智能风驱动算法,将图像信息熵与标准差构造适应度函数进行参数寻优,获取最优参数.将该方法与直方图均衡化法、多尺度Retinex算法、基于引导滤波的Retinex算法比较.实验结果表明该算法简单,图像增强效果均比其他几种算法好,提高了图像的质量和对比度.     

基于图像融合的自适应水下图像增强

针对水下图像对比度低及细节模糊的问题,提出一种基于图像融合的自适应水下图像增强方法,实现不同类型水下图像的增强效果。基于颜色校正方法对水下图像进行颜色均衡化预处理;对亮度分量L进行Gamma校正,获得对比度提升的亮度图像;对两个亮度分量进行三层小波分解,提出对分解所得的低频分量及高频分量分别采用线性融合和自适应融合策略进行融合。多尺度融合保证了增强图像细节的丰富性,自适应融合策略体现了融合过程的可控性。实验结果表明,增强的水下图像呈现出高对比度和清晰的细节。     

鲁棒图像去雾的大气光校正与透射率优化算法

针对已有单幅图像去雾方法中存在的天空灰暗和对比度增强不足等问题,提出基于大气光自适应校正与透射率鲁棒性优化的高可见度图像去雾算法.该算法采用白平衡和伽马校正对输入图像进行预处理,以提升亮度、增强对比度并避免出现严重的偏色现象.为了防止大气光值估计过高,提出一种基于天空检测的大气光自适应校正方法,以获得更明亮的天空区域复原效果.最后通过检测光晕像素和透射率上下文一致性推断来识别透射率不可靠的像素,并在可靠透射率保持项、不可靠透射率插值项以及相似像素透射率关联项的约束下设计了透射率鲁棒性优化模型,以对不可靠透射率进行校正.实验结果表明,文中算法获得的透射率更符合场景中的深度变化趋势,使得去雾结果具有较高的清晰度、对比度与色彩饱和度,且天空区域也显得更为自然.     

改进的灰度校正算法在路面裂缝图像预处理中应用

针对传统的灰度校正算法在对亮度不均匀的路面裂缝图像处理时容易造成边缘模糊,局部对比度得不到增强的问题,本文在传统的快速灰度校正算法基础上,提出了一种改变初始背景图像选取方式以及采取局部对比度增强图像和整体灰度校正图像相互融合的改进型灰度校正算法.实验结果表明,与传统方法相比,改进后的算法对路面裂缝类图像的预处理效果明显增强.     

最大差值图决策的低照度图像自适应增强算法

应用于光照分布不均的低照度图像,传统的图像增强算法会出现色彩失真、亮区过度增强等问题,因此提出一种最大差值图决策的低照度图像自适应增强算法。首先,提出最大差值图的概念,通过最大差值图粗略估计出初始光照分量;然后,提出交替引导滤波的算法,利用交替引导滤波对初始光照分量进行校正,实现光照分量的准确估计;最后,设计了图像亮度自适应的伽马变换,能够根据获取的光照分量自适应调整伽马变换参数,从而在增强图像的同时消除光照不均带来的影响。实验结果表明,增强后的图像有效消除了光照分布不均带来的影响,图像亮度、对比度、细节表现能力和色彩保真度都得到了明显提升,平均梯度提升了1倍以上,信息熵提升了14%以上。由于提出的算法对光照分量估计准确,自适应伽马变换针对低照度图像进行了优化,因此,对于夜间等弱光源条件下的彩色图像具有十分有效的增强效果。     

基于双边伽马校正的保亮度图像增强方法

图像增强的许多实际应用需要保持输入图像的亮度,因此提出基于伽马校正及多尺度图像融合的保亮度图像增强方法。分析伽马校正曲线对图像中过暗和过亮区域的影响,设计能够同时改善过暗和过亮区域对比度的双边伽马校正曲线。对双边伽马校正所生成的两幅校正图像进行多尺度图像融合,其中低频子带图像采用加权平均融合规则以保持亮度,高频子带图像采用平均选取融合规则以突出细节。该方法是一种空频域相结合的保亮度图像增强方法。实验结果表明,该方法在避免过增强、保亮度和突出细节三方面均取得良好效果,且优于一些经典的基于直方图均衡化思想的图像增强方法。     

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。     

基于衰减补偿与直方图拉伸的水下图像增强算法

水下物理环境复杂多变,导致获取的水下图像颜色失真、对比度低且细节模糊,影响了水下场景探测的准确性。结合衰减补偿和直方图拉伸技术,提出水下图像增强算法ACHS。根据不同颜色通道的衰减特性,设计基于衰减补偿的颜色校正方法解决水下图像颜色失真问题。将需要颜色校正的水下图像从RGB颜色模型转换到LAB颜色模型,使用引导滤波将亮度通道L分解为基础层和细节层,同时提出基于K-means聚类的双直方图增强算法用于增强基础层的对比度,通过Gamma校正突显细节层的纹理结构。在此基础上,累加亮度通道L的基础层和细节层,并将其从LAB颜色模型转换到RGB颜色模型以获取最终的增强图像。实验结果表明,与GDCP、REBE、WaterNet等算法相比,经该算法增强的水下图像可视度较高,并且具有自然的颜色和清晰的细节。     

基于三级图像融合与CLAHE的机场安检X光图像增强算法

针对CLAHE增强机场安检X光图像出现的颜色失真及背景噪声放大问题,提出一种基于三级图像融合与CLAHE的X光图像增强算法.首先将X光图像分别转换成RGB、HSV图像并分别进行CLAHE增强,将增强后的图像通过欧几里得范数实现第1级融合.然后将融合后的图像进行USM锐化,锐化过程中根据掩膜进行图像第2级融合.最后将锐化后的图像与原图像按系数进行合并,完成第3级融合.仿真实验结果表明,本文提出的算法能够有效提高安检X光图像的对比度, PSNR平均值提高了7 dB,同时可以抑制增强图像颜色失真及背景噪声.该算法有助于提高X光图像中违禁物品的识别准确率,对平安机场的构建具有积极意义.     

结合导向滤波与自适应算子的水下图像增强

针对水下图像存在的颜色失真、对比度低及图像模糊等现象,提出一种结合导向滤波与自适应算子的水下增强算法。首先根据水体对光线吸收的差异,对水下图像的三通道进行自适应算子颜色补偿,融合三通道,得到颜色补偿后的水下图像,有效提升水下图像色彩真实性;再将水下图像放入导向滤波改进的Retinex模型中,有效去除水下图像产生的模糊现象;最后分别计算增强后水下图像的三种权重,根据三种权重进行多尺度融合,获得最终增强后的水下图像。选取不同的水下图像进行客观评价实验与主观评价实验,再与现阶段的水下图像增强算法进行对比,实验结果说明该算法在修正水下图像颜色及增强水下图像对比度等方面具有较好的效果,符合人眼视觉特征,视觉效果优于现有的水下图像增强算法。     

基于人工欠曝光融合和白平衡技术的水下图像增强算法

获得清晰准确的水下图像是人类探索水下世界的重要前置条件。然而与平常图像相比,水下图像往往具有对比度低、细节保留不足及颜色失真等问题,这导致其视觉效果不佳。针对上述问题,提出了基于人工欠曝光融合和白平衡技术（AUF+WB）的水下图像增强算法。首先,利用调节伽马值的方式对原始水下图像进行操作,从而生成5幅相应的欠曝光图像;然后,以对比度、饱和度及良好曝光度作为融合权重,并结合多尺度融合来生成融合图像;最后,将各类颜色通道补偿后的图像分别结合灰色世界假设白平衡生成相应的白平衡图像,再利用水下彩色图像质量评价指标（UCIQE）及水下图像质量评价标准（UIQM）对得到的白平衡图像进行评价。通过选取不同类型的水下图像作为实验样本,将AUF+WB算法与现存先进的水下图像去雾算法进行比较,结果表明AUF+WB算法在图像质量定性、定量两方面分析中和对比算法相比均有更好的表现。所提出的AUF+WB算法可矫正水下图像的颜色失真,并增强其对比度、恢复其细节,有效提升了水下图像的视觉质量。     

改进的多光谱双边滤波图像融合

针对低照度或夜晚条件下彩色图像信噪比低、图像细节不够清晰;而近红外相机在该条件下能够得到纹理、边缘等细节信息丰富的图像,但缺乏色彩信息的问题,提出一种改进的双边滤波图像融合算法,实现在低照度条件下得到成像清晰的彩色图像。算法对双边滤波的核函数重新设计,用幂函数取代指数函数,取消人为设计参数;在像素相似度项选择上,采用不同源图像中像素间差异大的差值作为相似度项,避免了融合图像的纹理、边缘被平滑掉。应用本文算法及其他几种典型的融合算法对低照度下采集的彩色图像及近红外图像进行测试,实验结果表明,该算法同其他融合算法相比得到的彩色图像清晰度更高,颜色更贴近源图像,且运算速度要比Eric等人提出的双边滤波融合算法快6倍多。     

激光激发下拉曼光谱相对辐射定标模型研究

为了提高变压器油中气体检测性能,提出基于激光激发下拉曼光谱的相对辐射定标模型,采用激光成像技术进行拉曼光谱图像成像处理,提取拉曼光谱图像的边缘轮廓特征量,采用多尺度小波降噪方法进行激光激发下拉曼光谱图像降噪滤波,在邻域内采用颜色梯度分解方法进行拉曼光谱图像区域融合性增强处理,根据激光激发下拉曼光谱图像RGB值与邻域均值实现拉曼光谱相对辐射标定和检测,提高拉曼光谱图像的相对辐射定标能力。仿真结果表明,采用该方法进行激光激发下拉曼光谱相对辐射定标的准确性较高,识别精度较高,图像信息增强性能较好。     

Nighttime image dehazing using color cast removal and dual path multi-scale fusion strategy

Nighttime image dehazing aims to remove the effect of haze on the images captured in nighttime, which however, raises new challenges such as severe color distortion, more complex lighting conditions, and lower contrast. Instead of estimating the transmission map and atmospheric light that are difficult to be accurately acquired in nighttime, we propose a nighttime image dehazing method composed of a color cast removal and a dual path multi-scale fusion algorithm. We first propose a human visual system (HVS) inspired color correction model, which is effective for removing the color deviation on nighttime hazy images. Then, we propose to use dual path strategy that includes an underexposure and a contrast enhancement path for multi-scale fusion, where the weight maps are achieved by selecting appropriate exposed areas under Gaussian pyramids. Extensive experiments demonstrate that the visual effect of the hazy nighttime images in real-world datasets can be significantly improved by our method regarding contrast, color fidelity, and visibility. In addition, our method outperforms the state-of-the-art methods qualitatively and quantitatively.