Retinex彩色图像增强理论的物理思考及其截断区间对图像质量的影响

指出了Retinex彩色图像增强理论的物理意义,在对数空间中,将原图像减去高斯函数与原图像的卷积,其物理本质是除去了原图像中的平滑的部分,突出了原图像中的快速变化的部分,而且高斯函数越尖锐,越是突出图像中的细节,高斯函数越平坦,图像色调保持得越好,多尺度Retinex综合了不同高斯函数与原图像进行卷积的优点。研究了多尺度Retinex标准差截断法,结果是,以多尺度Retinex处理后的图像强度在其平均值附近1倍标准差截断后再拉伸得到的图像,普遍好于以2倍、3倍标准差截断后再拉伸得到的图像。     

基于色调恒定的MSR图像增强算法

由于多尺度Retinex算法增强后图像存在细节信息减弱和颜色失真等不足,本文提出了一种色调恒定的图像增强算法.在原图像中去掉用多尺度高斯函数估计的光照分量,结合参量自适应的非线性函数调整亮度,依据色调恒定的理论保持增强后图像的颜色.与多尺度Retinex比较的实验结果表明,本文算法更有效,增强后的图像不仅细节清晰,而且...     

基于色调恒定的MSR图像增强算法

由于多尺度Retinex算法增强后图像存在细节信息减弱和颜色失真等不足,本文提出了一种色调恒定的图像增强算法.在原图像中去掉用多尺度高斯函数估计的光照分量,结合参量自适应的非线性函数调整亮度,依据色调恒定的理论保持增强后图像的颜色.与多尺度Retinex比较的实验结果表明,本文算法更有效,增强后的图像不仅细节清晰,而且色彩自然、不失真且运行速度快.     

一种基于单尺度Retinex的雾天降质图像增强新算法

雾图增强是智能管理系统的一个组成部分,在交通管理系统、公路收费站、轮船、飞机场等场合有着广泛的应用场景。比较了对数函数、双曲正切函数、反双曲正切函数对雾天降质图像亮度分量的调节能力,证明双曲正切函数具有比对数函数更宽的亮度调节能力。在此基础上提出一种基于单尺度Retinex的雾天图像增强方法。该算法首先把图像从RGB彩色空间转换到HSV空间,保持色调分量不变,采用中心可自适应调节的双曲正切函数增强图像的全局亮度,局部细节非线性变换处理进一步提高图像的局部对比度,运用线性拉伸对饱和度进行调整,实现颜色补偿。实验结果表明该方法去雾效果显著,且颜色自然。实验还结合方差、熵和算法运算时间等参数,对该算法与多尺度Retinex算法作比较,验证了该算法在图像对比度、细节增强方面的优越性,且算法速度快,具有应用于实时图像处理的能力。     

基于平稳小波变换和Retinex的红外图像增强方法

针对基于小波变换的红外图像增强方法视觉效果不够理想的缺点,提出了一种基于平稳小波变换和Retinex的红外图像增强方法,利用Retinex增强算法增强图像的视觉效果,并改善其亮度均匀性。首先,对红外图像经平稳小波变换后的最大尺度低频子带图像进行多尺度Retinex增强;然后,利用贝叶斯萎缩阈值法对高频子带图像进行阈值去噪,并根据低频子带图像的局部对比度和模糊规则计算高频子带的增益系数,从而得到增强后的高频子带图像;最后,由低频子带图像和高频子带图像重构得到增强后的图像。针对大量图像进行了实验和增强效果的定性与定量评价,并与双向直方图均衡法、二代小波变换法、Curvelet变换法和多尺度Retinex法作了比较。结果表明,所提出的方法增强了图像细节,抑制了噪声,并明显改善了图像的整体视觉效果。     

彩色遥感图像去薄云新方法

提出一种基于改进型多尺度Retinex彩色图像的增强方法，以实现彩色遥感图像去薄云的新方法。采用改进型Retinex算法增强后的图像突出了黑暗区域的信息，但是云在遥感图像中出现在较亮区域时，一般来讲Retinex不能直接实现去云。如果将有云的遥感图像取补色，则原来亮的区域就变成了暗的区域。该文利用改进后的多尺度Retinex算法对这个区域实现增强，将黑暗的区域呈现出层次感，再将增强后的图像取补色，突出了原图像中亮区域的层次感，从而达到去除薄云的目的。实验结果表明:该方法去薄云效果良好。     

基于YCbCr颜色空间的Retinex低照度图像增强方法研究

针对Retinex理论的低照度图像增强算法中光照图像估计问题,提出一种基于YCbCr颜色空间的低照度图像增强方法.该方法将原始低照度图像从RGB(Red Green Blue)颜色空间转换到YCbCr颜色空间,提取该空间中Y分量构建为原始光照图像分量L1(x,y),并对L1(x,y)进行Gamma校正得到增强的光照图像分量L2(x,y),经Retinex模型得到增强图像R(x,y),采用多尺度细节增强方法对图像R(x,y)进行细节增强,得到最终增强图像Re(x,y).实验结果表明,所提方法不仅能有效提升亮度,避免亮度和色彩失真,增强了图像的细节信息并获得了更好的视觉效果,而且运行速度快.     

结合Lab空间和单尺度Retinex的自适应图像去雾算法

针对暗通道先验算法在大片天空区域透射率估计过小及景深突变处出现Halo效应的问题，提出一种结合Lab空间和单尺度Retinex的图像去雾算法。将RGB图像转换至Lab空间提取出亮度分量，利用Canny算子对亮度分量提取边缘信息，丰富恢复图像细节；利用单尺度Retinex对非边缘区域进行高斯自适应滤波估计出优化后的亮度分量，获得“伪”去雾图像，得到粗略的透射率；利用交叉双边滤波优化透射率消除Halo效应；最后根据大气散射模型恢复出无雾图像。实验结果表明，该方法恢复出的图像细节明显，整体平滑，且对含大片天空区域的图像也有较好的恢复效果。     

基于Retinex理论与概率非局部均值的红外图像增强方法

针对传统红外图像增强算法中细节模糊及过度增强的问题,提出了一种基于Retinex理论与概率非局部均值相结合的红外图像增强方法.首先通过单尺度Retinex方法调整图像中过暗与过亮部分的灰度级;然后利用概率非局部均值对图像进行分解处理得到基本层与细节层,对基本层采用直方图均衡化拉伸对比度,对细节层采用非线性函数进行增强;最后,将不同层次的结果融合得到对比度与细节增强的红外图像.用该方法对多组不同场景的红外图像进行仿真实验,并将其与多种增强方法进行主、客观对比分析,结果表明所提方法在红外图像的细节及对比度增强方面都获得了更好的效果.     

基于多尺度Retinex的非下采样Contourlet域图像增强

针对部分遥感图像和高光谱图像中存在的对比度不足、整体偏暗等问题,提出了一种基于多尺度Retinex(MSR)和混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的非下采样Contourlet变换(NSCT)域图像增强方法,用于改善图像质量。对图像进行NSCT分解,得到一个低频分量和多个不同方向的高频分量;在低频分量上进行混合灰度函数的多尺度Retinex增强;同时利用非线性增益函数调整高频分量系数,将兼顾对比度和信息熵的定量综合评价函数作为NCPSO的适应度,寻找非线性增益函数所涉及的最优参数。大量实验结果表明,与双向直方图均衡方法、NSCT方法、多尺度Retinex方法、平稳小波变换和Retinex方法等4种增强方法相比,提出的方法能更有效地提高图像的对比度和信息熵,增强图像的整体视觉效果。     

No-reference image noise estimation based on noise level accumulation

In this paper, a method of no-reference image noise assessment is presented, which utilizes the estimated noise level accumulation (NLA) index value. The affine reconstruction model is applied after segmenting the noisy image into several patches. Boundary blur process is conducted to smooth the segmentation edges. For each image patch the mean value standing for brightness and the standard deviation value indicating the noise standard deviation are computed to give the noise samples estimation. The accurate image noise standard deviation is estimated by integrating NLA index value of several overlapped intervals combined with different visual weights. Experiment results are provided to demonstrate that the proposed method performs well for images with different contents over a large range of noise levels both monotonously and accurately. Comparisons against other conventional approaches are also carried out to exhibit the superior performance of the proposed algorithm.     

基于Retinex彩色图像增强及其闭合区域提取的研究

提出了一种基于Retinex和闭合边缘提取的新方法.这一方法对于彩色遥感图像中存在的阴影区域得到了增强.首先将彩色遥感图像利用小尺度Retinex进行增强,再利用边缘检测的结果,编制程序提取原图像中阴影的区域,将用小尺度Retinex增强的图像中相应的像素替代原图像中阴影的区域.在实施闭合边缘提取过程中,提出了真断点与准断点判别法、“蝌蚪”状尾巴回退消除法等,确保所需要的闭合区域的提取.这一方法对于遥感图像中地物的半自动提取方面有着重要意义.     

图像增强算法综述

图像增强算法能够提高图像整体和局部的对比度,突出图像的细节信息,使增强后的图像更符合人眼的视觉特性且易于机器识别,在军事和民用领域具有广泛的应用。本文从图像增强算法的原理出发,归纳总结了近年来应用比较广泛的4类图像增强算法及其改进算法,包括直方图均衡图像增强算法、小波变换图像增强算法、偏微分方程图像增强算法和基于Retinex理论的图像增强算法。结合人眼视觉特性、噪声抑制、亮度保持和信息熵最大化等图像增强的改进算法,在保证增强图像具有较高对比度的前提下,可进一步提升图像的质量。实现了9种较为典型的图像增强算法,采用主观和客观的评价方法对增强效果进行了对比,分析了不同增强算法的优缺点,并给出了这些算法的计算时间。对这些算法的深入研究能够推动图像增强技术向更高水平发展,从而使图像增强技术在多个学科领域发挥重要作用。     

Application of image enhancement method for digital images based on Retinex theory

The image enhancement and implementation of the methods for the digital image enhancement were studied. The characteristics of different image enhancement methods, including contrast enhancement, linear transformation, piecewise linear transformation, grayscale slice transformation and Retinex clearing algorithms were analyzed in detail. Retinex enhancement algorithms were studied and the implementation process for the Retinex algorithm is given. Finally, an example of image enhancement using the multi scale Retinex algorithm (MSR) is achieved. It is shown that MSR can realize the image color constancy, local dynamic range compression, color enhancement and the overall dynamic range compression under certain circumstances.     

基于多分辨率色彩传递的彩色夜视方法研究

为了获得符合人眼感知的彩色夜视图像,帮助观察者获取丰富的场景信息和舒适的观察效果,提出了一种基于多分辨率色彩传递的彩色夜视处理方法.结合微光与红外图像特点,对二者进行YUV空间拮抗视觉特性的彩色融合之后,采用控向金字塔对彩色融合图像(源图像)和参考图像各颜色通道进行多分辨率分解,计算子带图像的均值和标准方差,通过参考图像与源图像在各子带的方差比调整源图像的子带系数值,再经金字塔重构,最终使微光与红外彩色夜视图像获得类似参考图像的自然感色彩.分析了lαβ、YUV和RGB颜色空间对色彩传递的影响,并确定YUV颜色空间更适于多分辨率分解的色彩传递.相比传统的线性色彩传递方法,本方法不仅使彩色夜视图像拥有更符合真实场景的色彩,还可以提高其细节信息,改善场景感知,提升融合图像目标探测能力.     

Multi-scale retinex improvement for nighttime image enhancement

We propose a retinex improvement for nighttime image enhancement. Retinex is often used on images under non-uniform illumination in terms of either color or lightness and has satisfactory results to achieve color constancy and dynamic range compression. Few studies focus retinex on nighttime images, especially those under extreme conditions (i.e., images with over-lighted or extremely under-lighted areas or with noise speckles), on which retinex operation can perform badly. Original multi-scale retinex (MSR) is extremely sensitive to noise speckles that cameras produce in low light areas, and it has unsatisfactory effect on areas with normal or intensive illumination. Moreover, original MSR uses a gain-offset method for prior-to-display treatment and can lead to apparent data loss on nighttime images. This paper replaces the logarithm function in MSR with a customized sigmoid function to minimize data loss, and adapts MSR to nighttime images by merging results from sigmoid-MSR with original images. Experiments show our framework, when applied to nighttime images, can preserve areas with normal or intensive lighting and suppress noise speckles in extreme low light areas.     

范围限制的自适应亮度保持多阈值直方图均衡算法研究

针对目前直方图均衡算法难以实现,且易造成亮度饱和等问题,本文提出了一种范围限制的自适应亮度保持多阈值直方图均衡算法。首先,对输入图像进行适当平滑,从而获得它的直方图峰值点个数（N+1）。然后,对Otsu算法进行N阈值扩展,并通过这种方法获得图像的N个分割阈值,从而按照此阈值对图像进行分割。为了能够最大程度地保持输入图像的亮度,利用输入图像和输出图像的均值亮度最小误差（AMBE）准则,重新计算了图像的均衡范围。最后,利用新的均衡范围分别对每一个子图像进行均衡。实验表明,使用本算法处理Lena图的绝对均值亮度误差为0.416 4,明显优于使用RLBHE算法的0.629 5。本算法能够获得更清晰的图像细节,同时图像的整体亮度保持的也较好。     

Multi-focus image fusion using a bilateral gradient-based sharpness criterion

The aim of multi-focus image fusion is to combine multiple images with different focuses for enhancing the perception of a scene. The challenge is to how evaluate the local content (sharp) information of the input images. To tackle the above challenge, a new bilateral sharpness criterion is proposed to exploit both the strength and the phase coherence that are evaluated using the gradient information of the images. Then the proposed bilateral sharpness criterion is further exploited to perform weighted aggregation of multi-focus images. Extensive experimental results are provided to demonstrate that the proposed bilateral sharpness criterion outperforms conventional seven sharpness criterions.