基于光衰减先验和背景光融合的水下图像复原

针对水下图像存在颜色失真和视觉模糊等问题,提出基于光衰减先验和背景光融合的水下图像复原算法.首先通过最大强度先验计算背景光一,基于图像四叉树的方法估计背景光二,根据水下图像光照的亮暗情况对两个局部背景光进行融合,确定全局背景光;其次根据光衰减先验估计场景的相对深度,进而计算三个通道的透射率;然后逆求解水下光学成像模型以...     

基于全变分和颜色平衡的水下图像复原

针对水下图像存在的雾化、模糊和颜色失真问题，提出一种基于全变分和颜色平衡的水下图像复原方法。以完整水下光学成像模型为基础，分别结合四叉树细分法与光在水中传播特性估计背景光，利用水下中值暗通道先验估计透射率，并采用共轭梯度和迭代最小二乘法估计模糊核。为提高计算效率，引入交替方向乘子法对变分能量方程进行逆求解得到去雾、去模糊的图像。在此基础上，在YCbCr空间采用颜色平衡算法对颜色通道进行补偿以校正色彩失真。与6种流行的水下图像增强和复原方法进行比较，实验结果表明，所提方法可以有效地去除雾化和模糊、校正色偏、恢复出清晰、色彩真实的水下图像。     

结合改进红通道先验与幂律校正CLAHE的水下图像复原方法

针对水下降质图像复原过程中,存在背景光预估偏差及对比度失衡的问题,提出一种水下图像复原方法.首先根据超像素图像分割方法确定背景光区域及取值,然后采用红通道先验理论求取预估透射率,获得初步复原图像;最终通过归一化幂律校正的限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram...     

基于偏振成像的水下图像复原技术研究最新进展

在水下环境中,悬浮的散射颗粒对光场的散射和吸收作用导致成像清晰度显著下降。基于偏振成像的水下图像复原技术是实现水下清晰成像的有效方法之一。该技术利用散射光的偏振特性,分离场景光和散射光,估计散射光强和透射系数,实现成像清晰化。近年来,偏振成像技术已广泛、高效地应用于水下图像复原和水下目标识别等诸多领域。水下偏振图像复原技术作为光学成像技术和图像处理技术的交叉领域,引起了广泛的关注并取得了大量优秀的研究成果。文中主要介绍了基于偏振成像的水下复原技术的基本原理、偏振信息处理方法和最新发展现状,综述了近年来偏振水下图像复原技术代表性的改进型方法。     

基于水下光照不均匀成像模型的图像清晰化算法

为了克服水下图像清晰度低和光照不均问题,首先在水下光照均匀成像模型的基础上建立水下光照不均匀条件下的成像模型,进而提出新的水下图像清晰化算法。在算法中,首先在小波变换低频子带上实现了介质散射光和光照变化混合图像的快速估计与去除,然后将得到的图像分割成亮斑区和散射区,并分别进行增强处理。实验结果表明,本文提出的算法可以显...     

基于水下成像模型的图像清晰化算法

受水下场景中有机物和悬浮颗粒的影响,水下图像存在对比度低、颜色失真和细节丢失等问题。同时,水下场景中通常有人工光源存在,造成图像光照不均。传统基于图像去雾的方法用于水下图像复原时效果欠佳,为充分考虑水对光的吸收和散射作用,近期提出了新的水下成像模型和图像复原方法。但是这些方法未考虑红通道影响,导致估计的散射比偏大;另外,也未考虑人工光源的影响,导致估计的背景光过大。针对这些问题,该文提出一套有效的水下图像清晰化方案。首先,通过设置阈值确定是否将红通道信息用于暗通道计算,并将反映人工光源影响的饱和度指标用于散射比估计,以减小人工光源的影响。由此,提出了基于红通道预判和饱和度指标的暗通道计算方法。然后,根据三通道衰减系数比估计每个通道的透射率,可弥补目前很多方法假设蓝绿通道透射率一致的缺陷。最后,利用Shades of Gray算法估计环境光,并结合新的水下成像模型得到复原图像。实验结果表明,该文算法可显著提升图像的对比度,得到颜色自然、细节清晰的复原图像。     

基于场景深度估计和背景分割的水下图像复原

针对水下图像对比度低、颜色失真、可见度低等问题，提出了一种基于场景深度估计和背景区域分割的复原方法。首先，利用多方向斜梯度算子和各颜色通道的衰减差估计图像的场景深度。然后，利用场景深度估计过程中得到的梯度和色差信息将图像的背景与前景区域分离，并分别在背景和前景区域估计背景光和透射率。在得到背景光和透射率图后，基于水下成像模型对前景区域进行场景恢复，同时采用在HSV颜色空间直方图拉伸的方法对背景区域进行对比度增强。最后，通过设置过渡区域权重图对前景和背景进行融合得到最终的复原结果。实验结果表明，所提方法能更准确地估计背景光和透射率，在对比度增强、色彩修正及清晰度提升等方面具有良好的性能。与经典的方法对比，所提方法在UIQM、UCIQE、FDUM和FADE等4个客观质量评价指标上的提升均超过15%。     

基于蓝绿通道自适应色彩补偿的水下图像增强

光在水中传播时受到水的吸收和悬浮粒子散射作用,导致水下图像颜色失真、对比度低、可视性差。针对上述退化问题,该文提出一种基于蓝绿通道自适应色彩补偿水下图像增强方法。首先,该方法分析水下成像模型的特点,根据蓝、绿色通道均值在3通道均值和的占比,将水下场景深度划分3个等级,利用光衰减率特性自适应补偿色彩,实现多场景色彩校正。然后对色彩补偿后的图像划分暗调、中间暗调、中间亮调、亮调4个区域,利用暗区域映射函数将图像暗区域映射到亮区域,在提升对比度的同时抑制噪声的产生。最后采用双线性插值解决分块处理产生的区域块效应。真实水下数据集实验结果表明,与现有方法相比,该方法可以提升多种场景的水下图像质量。     

融合暗原色先验和稀疏表示的水下图像复原

由于水下图像成像过程中受光的散射、噪声干扰等因素影响,致使图像质量严重退化。为了去除模糊和抑制噪声,改善水下图像质量,该文提出一种融合暗原色先验和稀疏表示的水下图像复原新方法。该方法首先利用暗原色先验理论计算水下图像的暗原色,然后基于稀疏表示理论对暗原色进行去噪和优化,基于改进后的暗原色计算水体透射率和光照强度以计算最终复原结果,可以同时达到去模糊和去噪的良好效果。实验结果表明,提出的方法有效提高了图像的平均梯度和信息熵等图像像素,从而改善了图像的质量。     

水下光学图像处理研究进展

水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据。在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进展,重点论述了基于成像模型的图像复原方法和图像增强方法两个最为活跃的研究方向的研究现状。根据水下光学图像处理研究热点,分别从考虑光的前向折射,水下成像模型和图像增强算法结合,引入相关领域新型算法和提高图像处理实时性的角度,展望了水下光学图像处理研究的发展趋势。

     

基于卡尔曼滤波的图像复原

本文研究了基于卡尔曼滤波的图像复原方法。介绍了图像模型的建立以及几种经典卡尔曼滤波图像复原方法,提出了图像模型自适应的复原算法,并进行了仿真研究。在其退化过程只限于假定是被白噪声污染的马尔可夫（Markov）过程的条件下,目前应用卡尔曼滤波进行图像复原结果显示,本方法具有更好的性能。     

一种基于YOLOv3的水下声呐图像目标检测方法

将目标检测框架应用于水下声呐图像处理是近期的高热度话题,现有水下声呐目标检测方法多基于声呐图像的纹理特征识别不同物体,难以解决声呐图像中由于形状畸变造成的几何特征不稳定问题。为此,该文提出一种基于YOLOv3的水下物体检测模型YOLOv3F,该模型将从声呐图像中提取的纹理特征和从深度图中提取的空间几何特征相融合,利用深度图中相对稳定的空间几何特征弥补纹理特征表述能力的不足,再将融合后的特征用于目标检测。实验结果表明,所提改进模型的检测性能相较于3个基线模型在识别精度方面具有明显提升;在对单个类别的物体进行检测的情况下,与YOLOv3相比,改进模型也表现出了更出色的检测效果。     

基于熵图像和隶属度图的高斯混合背景模型

经典的高斯混合背景模型中,高斯分量的个数是固定的,近邻像素间的相关性也没有被考虑。作为对这种模型的改进,该文利用熵图像来度量背景像素亮度分布的复杂程度,进而给出了根据熵图像为各像素选择高斯函数个数的方法,在保证检测精度的前提下节约计算资源;并利用隶属度来表示像素属于背景的可能性,通过融合各像素邻域的局部信息来对其进行有效的分类,使得分类决策的结果更可靠,而计算量却增加不多。多种真实场景下的实验证明了这种算法在计算速度和精度上的良好性能。     

二阶Hopfield型神经网络的稳定性 分析及收敛速度的估计

本文讨论二阶连续Hopfield型神经网络平衡点的全局稳定性问题,利用LMI方法和Lyapunov方法得到了网络平衡点全局渐近稳定和全局指数稳定的几个充分条件,并对其指数收敛速度进行了估计.     

基于颜色失真去除与暗通道先验的水下图像复原

水下图像成像过程与雾天图像虽然类似,但因水对光的选择性吸收和光的散射作用,水下图像存在颜色衰减并呈现蓝(绿)色基调,传统的去雾方法用于水下图像复原时效果欠佳。针对这类方法出现的缺点,该文根据先去除颜色失真后去除背景散射的思路,提出一种新的水下图像复原方法。结合光在水中的衰减特性,提出适用于水下图像的颜色失真去除方法,并利用散射系数与波长的关系修正各通道透射率;另外,该文改进的背景光估计方法可有效避免人工光源、白色物体、噪声等影响。实验结果证明,该文方法在恢复场景物体原本颜色和去除背景散射方面效果良好。     

一种更一般全变分图像复原模型

分析了TV模型图像复原的特点,针对Aubert TV模型扩散函数不满足次优条件的缺点,对扩散函数进行改进以获得更好的图像复原效果。实验结果表明,本模型在图像复原中既能克服平滑区域的阶梯效益,又能较好地保留图像的细节,取得较高的峰值信噪比,取得了很好的图像复原性能。