直方图平移的色彩还原算法研究

本文对应用于AMOLED的低功耗色彩还原算法开展研究,提出了一种基于直方图平移的算法。通过直方图平移增大直方图重叠面积,从而得到优良的色彩还原效果。由于采用居中的直方图作为平移基准,在保证色彩还原性能的同时降低了显示屏端功耗。与传统的算法相比,该算法只有加减运算,使得硬件实现的复杂度大大降低。经验证,该算法具有优良的性能表现,其直方图重叠面积(OA)比灰度世界算法高23%,比白点补丁算法高43%。此外,该算法处理所得图像在屏端的显示功耗(PD)是灰度世界算法的96%,是白点补丁算法的73%。     

基于二维最大熵阈值分割的SIFT图像匹配算法

提出了一种基于二维灰度直方图最大熵阈值分割的SIFT图像特征匹配算法。与传统SIFT算法相比,该算法首先综合利用图像像素的灰度信息和邻域空间信息,生成图像二维灰度直方图,并基于此直方图的最大熵对图像进行阈值分割,然后检测分割后图像的DoG尺度空间局部极值,并以此作为特征点进行图像匹配。实验结果表明,基于所提出的匹配算法,可以有效降低图像背景噪声和边缘像素点对目标匹配的干扰,进而提高图像目标的匹配性能。     

基于FPGA的图像自适应AWB系统设计与实现

为了解决常见自动白平衡(Auto White Balance, AWB)方法的场景适应能力不足且实时性较差等问题,提出了一种基于颜色通道直方图重构的自适应AWB方法,并使用现场可编程门阵列(FPGA)对所提出的算法进行硬件电路实现,在校正图像白平衡的同时也确保了系统高速实时处理图像。首先对图像进行限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)处理来提高图像对比度,然后对图像进行灰度级区间的通道分区统计,对不同场景类别的图像采用颜色直方图匹配或平移的重构方式做自适应处理。实验结果表明,该算法在处理图像白平衡时,相比基于光源估计的AWB算法,色温校正准确率提高了14%,对不同色彩场景有更好的适应性,具有实时处理能力。     

红外图像自适应逆直方图增强技术

在红外图像中,传统直方图均衡图像时细节像素容易被大量的背景像素淹没,导致图像产生过亮、过暗等现象。基于这样的状况,提出一种自适应逆直方图均衡化细节增强算法。该算法通过逆向统计、自适应选取阈值以及分段映射来增强图像细节。相比于传统直方图均衡化算法,逆直方图均衡化算法明显改善了图像在不同灰度层分布的视觉效果,使图像的不同区域亮度得到不同程度的增强。而且该算法在能够达到更好的图像处理效果的前提下仍然能够通过优化计算方法保证实时性,高效性,并且适合在FPGA硬件移植中采用。     

基于权重因子的RGB-RGBG像素结构转换算法及其FPGA实现

主动阵列有机发光二极管(AMOLED)面板具有低功耗、视角广、柔韧性等优点,被视为下一代显示技术的关键。但是它通常采用RGBG型像素排列,而图像的像素结构是RGB,为了实现图像的显示,迫切需要研究RGB-RGBG的转换算法。本文提出了一种基于权重因子(BWF)的RGB-RGBG像素结构转换算法,并在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上实现电路。通过对原灰阶进行权重求和,得到各个RGBG子像素的灰阶。这种方法可以将灰阶误差降至最低。此外,彩边效应得到极大的改善。实验结果表明,相比于DA算法,BWF算法处理所得图像的PSNRU和PSNRV分别提高了9.2%和9.3%,MSE比DA算法降低19.5%。该算法研究通过FPGA验证,结果表明,BWF处理后的图像显示效果优越。     

基于自适应局部灰度修正的直方图均衡算法

分析了图像直方图均衡增强算法中信息损失的内在机理,提出基于自适应局部灰度修正的直方图均衡算法。首先对图像作常规直方图均衡处理,然后分析比较处理后图像和原图的梯度变化,以此为依据对图像作局部灰度修正,从而减小直方图均衡处理过程中信息损失的程度,最后通过实验验证了算法的有效性。     

240Hz无滤色片液晶显示中色彩分裂现象的抑制

时序彩色显示相比于传统空间子像素显示而言,具有高分辨率低功耗等优点,但其深受色彩分裂现象的困扰,解决此问题对时序显示的发展显得至关重要。本文基于240Hz液晶显示屏,提出一种四场局域基色去饱和算法。该算法选取重心点为第4场背光基色,将亮度信息和图像强度更多分配在第4子场。通过程序仿真四场和三场局域基色去饱和算法的显示效果,设计了主观评分的感知实验来对比两种算法对时序显示图像色彩分裂现象的抑制效果。不同算法和不同分区数都对评分产生了显著影响,评分随着背光分区数增加而降低,两种算法都对色彩分裂现象的抑制效果有显著影响,且四场算法的抑制效果优于三场算法。结果表明,四场和三场局域基色去饱和算法都可以通过增加背光分区数来抑制图像的色彩分裂现象。四场局域基色去饱和算法对时序显示色彩分裂的抑制效果优于原有的三场局域基色去饱和算法。     

基于直方图修正的图像增强算法

针对传统直方图均衡算法的不足,提出了一种直方图修正方法,抑制直方图中较大的计数值;添加与邻域存在一定灰度差值的条件计数值;引入均匀分布计数。将修正的直方图用于灰度和基于YCbCr颜色空间的彩色图像的均衡增强,实验结果表明,本算法在有效地增强了图像视觉效果的同时保持了图像的细节和色彩,能够获得满意的增强效果。     

改进直方图匹配和自适应均衡的水下图像增强

为了更有效地改善水下图像的颜色,进一步提升图像的对比度和清晰度,提出改进直方图匹配和自适应均衡的水下图像增强方法。以像素均值最大的通道图像的直方图作为基准,对各通道图像分别进行直方图匹配,校正水下图像的颜色偏差;充分利用HSI颜色空间中颜色分量与明度分量的独立性,对明度分量进行自适应的局部直方图均衡化,进一步提升图像的对比度和清晰度。主、客观的实验数据显示,相对于部分现有方法,本文方法对水下图像增强后的视觉效果更优,信息熵、平均梯度、水下图像质量指标（Underwater Image Quality Measures, UIQM）和结构相似性指数（Structural Similarity Index Measure, SSIM）的值更高。因此,本文方法对水下图像具有更有优的增强效果。     

基于自适应阈值改进暗通道先验图像增强技术

基于暗通道先验的图像增强技术在图像的去雾和增强方面具有较好的图像增强效果.针对基于暗通道先验图像增强算法在处理有雾图像存在大面积白色高亮区域时出现的失真,提出了基于自适应阈值的改进暗通道先验算法.该算法在对图像进行直方图统计的基础上,先判断图像是否存在大面积白色高亮区域,并对区域的面积进行标识和统计,得到自适应系数β,再利用该系数对暗通道先验算法进行修正,最终进行对比度增强实现图像的去雾增强效果.实验结果表明,该方法能够有效消除图像去雾过程中出现的失真,提升图像质量,具有较高的实用价值.     

基于空间分布的红外图像直方图均衡算法

随着非制冷焦平面阵列(UFPA)红外探测器的日益成熟，红外热成像技术越来越广泛应用于公安、消防、军事、医学、监控等领域。红外图像直方图分布集中，对比度低并通常伴有大量散粒噪声，需要处理以改进视觉效果。文中提出一种基于空间分布的图像直方图均衡算法，在图像增强同时又适当抑制噪声提升，实验表明该算法优于HE、PE、HP等算法，并具有较快的计算速度。     

基于局部直方图的红外目标分割算法

在远程红外探测系统中,背景为缓慢变化的天空,而目标则表现为局部奇异点。目标灰度分布范围大,局部较亮,边缘与背景对比度低。根据这一特性,提出了一种基于局部直方图的目标分割算法。文中分析了多个目标的直方图分布特性,根据其灰度分布规律和像素个数判决条件实现了目标的有效分割。该算法适用于空域背景下的飞行目标分割。经过仿真验证表明,本文所提出的算法能快速有效地分割出红外飞行目标,有很强的实用性。     

基于MSA直方图的景象匹配算法研究

提出了一种基于MSA直方图的景象匹配算法,用来解决景象匹配辅助导航系统中,由于拍摄的实时图背景复杂、存在畸变、易受遮挡等因素所带来的匹配困难。该算法利用灰度信息及其空间分布信息,分别计算目标区域及模板的MSA直方图,并计算匹配度,采用金字塔算法及中途停止策略进行搜索,对目标进行识别和定位。用cameraman图像、人脸图像和实际卫星拍摄图像进行了实验,实验结果表明：该算法对仿射变换、轻微透视投影变换、噪声、遮挡及视角变化具有鲁棒性,且比灰度直方图具有更好的性能,在实际拍摄的图像中能对目标进行准确的识别和定位。     

子块重叠局部直方图均衡算法的优化研究

子块重叠局部直方图均衡算法是一种有效的图像细节增强算法,它将大幅红外图像分解为多个小幅图像,并对每个小幅图像进行单独的直方图增强,然后通过"叠加"等处理,解决不同局部模块直方图增强后的"块效应",提高整体视觉效果。由于要对每一个小幅图像进行单独处理,因此需要完成的运算量大,处理时间长。通过研究子块重叠局部直方图均衡算法的优化处理,来减少算法的处理时间,提高算法的工作效率。     

A new automatic exposure algorithm for video cameras using luminance histogram

Automatic exposure (AE) is one of the indispensable functions of modern video cameras. According to the attention mechanism of human visual systems, peak regions in luminance histogram correspond to the region of no interest in an image. Based on this assumption, a new AE algorithm using the luminance histogram of an image is proposed in this paper. The algorithm finds the first two largest peak regions in the histogram and calculates the mean weighted luminance (MWL) of the entire image by weighting the luminance of pixels inside the two peak regions. The MWL is then used to control the exposure of video cameras. The weight of pixel luminance is decided by a set of quadratic curves, and the parameters of the quadratic curves are affected by the brightness of the image background. Fuzzy logic is also applied to optimize the practical AE systems. Results show that the proposed algorithm gives efficient exposure control over various scene tests.     

基于小波变换直方图规定的非均匀性校正算法

为了实现红外探测器的自适应校正,提出了一种基于小波变换的中值直方图规定非均匀性自适应校正方法。新算法利用正交小波变换分解图像,分别统计分解后图像像素的时域直方图,对像素邻域直方图进行排序得到中值,利用中值直方图灰度映射得到校正图像,最后把所有尺度校正后的图像反变换得到最终结果。实际应用证明,与同类自适应非均匀校正算法相比,该算法具有校正精度高、速度快的优点。