基于结构特征先验与多尺度反锐化掩模机制的红外图像增强算法

为了解决当前红外图像增强算法难以较好地兼顾边缘增强与噪声抑制,导致增强结果易丢失细节与视觉不自然的问题,提出了基于结构特征先验与多尺度反锐化掩模机制的红外图像增强算法。首先,利用8个边缘核与8个角点核,对Prewitt梯度算子进行拓展,从多个方向来提取红外图像的结构特征映射;随后,利用结构特征映射来计算红外目标的约束控制函数,并基于Gibbs先验模型,构建结构特征先验,获取红外图像对应的最优估计;基于红外图像的多尺度特征,引入贝叶斯函数,并联合最优估计,对红外图像完成有序平滑处理;最后,利用多尺度特征映射来改进传统的反锐化掩模算法,对平滑后的红外图像完成增强。实验结果显示,与当前红外图像增强方案相比,所提算法具有更高的增强质量与噪声抑制能力,可以更好地保持图像细节,其模糊线性指数与熵值分别为0. 21、7. 35。     

改进同态滤波与多尺度融合的腐蚀图像增强

为了能够更好地判断金属腐蚀图像的腐蚀程度，针对腐蚀图像存在的亮度不高、对比度低和细节模糊等问题，提出一种改进的同态滤波与多尺度融合的腐蚀图像增强方法。首先，采用引导滤波将原始腐蚀图像分为基础图像和细节图像后加权融合，获得细节对比度增强图像；其次将原始腐蚀图像转换为HSV颜色空间，对亮度分量采用改进后的单参数分块同态滤波得到亮度增强图像，能够在减少同态滤波参数的同时，改善同态滤波亮度过度增强的现象；最后利用拉普拉斯对比度、显著性和饱和度3个权重对处理后具有优势特征的两幅图像进行多尺度融合，得到最终的增强图像。实验结果表明，本文算法的信息熵、均值、平均梯度以及标准差的平均值相较于原图分别提升了7.4%、9.8%、43.34%和29.8%,其中信息熵、平均梯度以及标准差的平均值均优于其余3种算法；本文算法能有效改善腐蚀图像整体亮度，提升暗细节对比度，提高图像质量。     

基于双重滤波与锐化的遥感图像增强算法

为了解决遥感卫星影像普遍存在着亮度、对比度低的问题,提出了基于滤波与锐化的遥感图像增强算法。首先,根据线性运算中核矩阵像素权值特性,设计基于中值滤波与高斯滤波的图像滤波算子。然后,采用图像一阶导数逼近技术,计算图像强度梯度,并采用图像二阶导数计算梯度的散度,从而建立基于Sobel与Laplacian的图像锐化增强算子,以增强图像对比度。最后,基于非局部均值算法,完成图像去噪,实现遥感图像平滑增强的目的。实验测试结果表明,与当前遥感图像增强技术相比,本算法拥有更高的增强质量,更好地保留了图像的亮度与色度信息。     

一种基于自适应滤波的指纹图像增强算法

采集到的指纹图像中往往包含噪声,这些噪声对后续的特征提取和匹配会带来非常不利的影响.为了提高指纹特征提取和匹配的鲁棒性,需对指纹图像进行增强,提高脊线和谷线的对比度,同时滤除图像中的噪声.本文提出了一种基于自适应滤波的指纹图像增强算法,首先改进了Lin Hong提出的方向场计算方法,然后进行基于方向场的第一次粗滤波;在第一次滤波的基础上计算频率场,最后针对每个分块区域进行自适应增强滤波.实验证明,本文提出的增强算法能有效地对指纹图像进行增强.即使是低质量的指纹图像,也能取得较好的增强效果.     

基于引导滤波图像分层的红外烟尘图像增强

为解决烟尘环境对红外图像增强处理的干扰，突出目标的轮廓细节，提出一种基于引导滤波图像分层的红外烟尘图像增强方法。首先利用引导滤波将图像拆分为基础层与细节层，对细节层使用分数阶微分掩模作增强处理；然后基于红外烟尘图像的特点设计了二次分层方法，利用各项异性扩散将基础层分为原始层与轮廓层；之后对原始层进行自适应直方图均衡化，对轮廓层进行增益放大并与细节层合并；最后利用平均亮度设置权值函数，将两层图像进行加权融合得到增强图像。实验结果表明，相较于其他增强算法，该方法能够更有效的提高烟尘干扰下红外图像的清晰度，突出其细节纹理特征，增强后3组图像的平均梯度和信息熵平均值为7.721 1及5.811 4,相较于原始图像提升1.011 9及3.177 8。     

基于改进MSR的锂电池X射线图像增强算法

针对锂电池X射线图像存在清晰度低、对比度差、图像电极轮廓模糊不清晰等问题,提出一种基于改进多尺度Retinex的锂电池X射线图像增强算法。首先,在传统多尺度Retinex算法中,使用双边滤波估计照度分量,同时利用基于平均对数亮度值进行全局自适应的图像动态范围压缩。然后使用改进的MSR算法提取图像的反射分量,利用sobel算子获取反射分量的纵向梯度,再与反射分量进行梯度信息融合,增强图像细节信息,再对融合图像使用CLAHE算法进行对比度增强,最后再使用双边滤波去噪声,得到最终增强图像。在自主构建的数据集上进行了实验研究,实验结果表明提出的方法显著提高锂电池X射线图像的清晰度和对比度,图像阴极线边缘轮廓有明显增强,在突出锂电池X射线图像边缘细节信息和增强图像对比度上,都要明显优于传统多尺度Retinex算法。     

基于自适应遗传算法的变电站红外图像模糊增强

为增强变电站中电力设备红外热像图的视觉效果,突出局部热异常区域,方便故障定位及检修,提出了一种基于自适应遗传算法的红外热像图模糊增强技术。对小波变换后的红外子热像图,进行同态滤波增强处理和模糊增强处理,并运用动态自适应遗传算法对模糊参数进行优化,最后,经小波重构得到了效果增强的红外图像。实验结果表明,该方法相对同态滤波、模糊集增强、遗传模糊等算法,红外图像的边缘强度、对比度、清晰度分别至少提高12.6%、27.7%、33.7%,有利于检修人员进行电力设备的热异常定位及故障诊断。     

基于统计特征分类耦合自适应 Gamma校正的图像增强算法

为了避免图像在亮度增强时导致其颜色失真,且在局部易出现过增强等问题,设计了统计特征分类耦合自适应Gamma校正(adaptive Gamma correction,AGC)的图像增强算法,以更好提高图像细节与视觉效果。首先,将输入图像转换为HSV空间,使颜色与亮度分离,使其在增强亮度通道时不改变像素的原始颜色,有效降低颜色失真。然后,考虑不同图像的性质,利用统计信息将图像分类为高、低两种对比度,每种对比度又分为亮、暗两类。其次,基于传统的Gamma校正方法,通过对于不同类型的图像进行动态参数设置,形成一种AGC机制,从而为不同类型图像的构建了不同的增强函数,以完成不同类别图像的增强处理。实验数据表明,与当前流行的增强算法相比,所提算法具备更高的增强效果,呈现出更为自然的亮度与对比度,且保持了更多的颜色信息。     

基于小波增强与Canny算法融合的锂电池极片缺陷检测方法

针对目前锂电池极片表面存在亮度不均、低对比度微小缺陷难以检测的问题,提出了一种基于小波增强与Canny算法融合的锂电池极片缺陷检测方法。首先使用K-近邻均值滤波抑制图像背景噪声,然后基于小波变换分别采用线性调整和多尺度细节增强方法处理图像的低高频分量,进行图像增强,接着利用PSO-OTSU算法自适应获取增强后图像的最佳高低阈值,最后利用哈夫检测法连接边缘点。通过测试漏金属、亮点、划痕、孔洞等缺陷各700张图片,定量分析比较了3种算法的准确率,实验结果表明,相对于其他两种算法,本文算法可以较好地保留缺陷边缘细节,检测低对比度微小缺陷,提取精确完整的缺陷轮廓,检测准确率达97.85%,具有一定的实用价值。     

基于区域特征的路面裂缝图像滤噪算法

分析了破损路面图像的像素点区域特征，针对不同区域提出加权区域滤波和自适应加权中值滤波算法。其权值是通过对图像中区域特征的推理得到的，所以算法中能够根据图像的区域特征自适应的滤波。试验表明，本算法能够有效滤除噪声，并具有很好的细节保护能力。     

基于空-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法

为了有效控制红外弱小目标检测过程中的虚警率,提高复杂云背景下的目标检测准确度,提出了基于空域-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法。根据红外中心像素不同方向上的强度值,构建了方向最大中值滤波器,有效消除噪声;并利用中心像素与其邻域像素的强度差异,形成背景抑制滤波,充分增强弱小目标;考虑云区域的特有属性,联合非线性滤波,定义了云区域识别机制,提取空域映射;引入Butterworth差异低通滤波器,对去噪图像中的显著目标完成初步识别;基于其幅度信息,进行显著目标的精细检测;再利用细显著性检测结果,计算阈值,利用二值分割方法来获取去噪红外图像的频域映射;联合空域映射与频域映射,提取红外图像中的候选目标;根据真实动目标与虚警之间的运动特征差异,利用多尺度改进的管道滤波来抑制虚警,准确识别出真实目标。实验数据表明,相对于已有的弱小目标识别方案,所提方案能够准确地识别出真实目标,拥有更好的ROC特性曲线。     

AOI检测系统光照不均的校正方法研究

针对电子组装业自动光学检测(automatic optical inspection,AOI)系统光照不均情况,分析了背景去除法、传统同态滤波法2种校正方法,并将一种改进的基于小波变换的同态滤波方法应用于该领域。该方法对目标图像进行多层小波分解,对各层高低频系数滤波处理,减弱低频系数,增强高频系数,然后进行小波重构,从而达到光照不均校正的目的。然后取PCBA(printed circuit board assembly)图像进行了3种方法的实验对比,结果证明了改进的基于小波变换的同态滤波方法在AOI系统中具有很强的实用性。     

Fast texture‐preserving bilateral filtering

A new method for fast bilateral filtering with texture‐preserving properties is presented. In general, the texture area is composed of several tiny regions that have almost similar intensity, and therefore bilateral filtering combines similar gray scales of the texture area to form a smooth region. Adaptive boundary filtering solves this problem by using image segmentation to define a new weighting boundary at each pixel filtering. With the new type of boundary, the output image is smoothed while preserving both edges and textures details. The drawback of this algorithm is that it is time consuming. In this paper, a histogram‐based filtering is proposed to improve the speed of this algorithm. However, as texture details are blurred when a small number of bins are used, it is unable to increase speed by using a small number of bins. Deciles‐based algorithm is therefore applied to overcome this limitation, as it can increase the speed while preserving the texture details. The new algorithm, named fast adaptive boundary filtering, increases the speed by more than 40% when compared with adaptive boundary filtering at a boundary threshold T = 40. The output image of new algorithm shows that it is similar to the output of adaptive boundary filtering. Moreover, the speed of new algorithm is compared with the normal 256‐bin histogram‐based bilateral filtering. From the experimental results, it is seen that the new algorithm has higher speed when it is processed with a small to moderate radius window. In addition, a better output image can be obtained from the new algorithm as it preserves both edges and textures. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

医学超声病灶图像预处理

图像滤波技术在图像处理中占有重要的地位。其中医学病灶超声图像主要被斑点噪声污染,对医生诊断病情带来干扰。针对医学超声图像噪声的特点提出了自适应中值滤波器,并与经典中值滤波器对含有不同噪声密度的胆囊超声图像进行去噪处理,对实验结果对比分析。结论表明:自适应中值滤波较经典中值滤波在对噪声密度较大的图像进行去噪时,能较好的保持图像细节信息,它能够有效改善图像质量。自适应中值滤波器较其他非线性滤波器有更好的视觉效果。     

改进的自适应卡尔曼滤波在北斗伪距单点定位中的研究

针对加权最小二乘法定位精度不高,卡尔曼滤波对初始位置敏感以及噪声协方差固定不变的缺点,提出了一种将加权 最小二乘法和改进的卡尔曼滤波相结合的伪距单点定位解算方法。 该方法首先利用加权最小二乘法解算出接收机初始位置, 然后将该位置作为改进的自适应卡尔曼滤波的初始值,再建立动力学模型来进行滤波。 实验结果表明基于移动窗口协方差估 计的自适应卡尔曼滤波相比于传统卡尔曼滤波,能将单点定位精度提高 50%,收敛速度也提高了 90%。 该算法可以用在对精 度要求不高的民用导航和定位中。     

基于Retinex理论的低照度下输电线路图像增强方法及应用

为提高低照度环境下输电线路图像视频在线监测设备分析的准确性,提出一种基于Retinex理论的低照度图像增强方法.首先采用改进型同态滤波算法增强低照度图像的RGB分量,然后将图像转换至HSV色彩空间中.对多尺度Retinex算法增强图像进行改进,采用双边滤波函数替代Gaussian函数作为Retinex算法的环绕函数,引...     

Underwater Image Enhancement Based on IMSRCR and CLAHE-WGIF

Aiming at the scattering and absorption of light in the water body, which causes the problems of color shift, uneven brightness, poor sharpness and missing details in the acquired underwater images, an underwater image enhancement algorithm based on IMSRCR and CLAHE-WGIF is proposed. Firstly, the IMSRCR algorithm proposed in this paper is used to process the original underwater image with adaptive color shift correction; secondly, the image is converted to HSV color space, and the segmentation exponential algorithm is used to process the S component to enhance the image saturation; finally, multi-scale Retinex is used to decompose the V component image into detail layer and base layer, and adaptive two-dimensional gamma correction is made to the base layer to adjust the brightness unevenness, while the detail layer is processed by CLAHE-WGIF algo-rithm to enhance the image contrast and detail information. The experimental results show that our algorithm has some advantages over existing algorithms in both subjective and objective evaluations, and the information entropy of the image is improved by 6.3% on average, and the UIQM and UCIQE indexes are improved by 12.9% and 20.3% on average.