基于中智学的非局部先验图像去雾算法

图像去雾是计算机视觉的重要研究方向之一。传统图像去雾算法存在去雾不彻底、去雾图像对比度低、halo效应、色彩失真等问题。针对上述问题,提出了一种改进的非局部先验的图像去雾算法。该算法使用基于中智学的模糊C均值聚类算法和一种混合暗通道先验的透射率优化方法,改进了传统非局部先验的图像去雾算法在大气光估计、雾线定位和透射率优化过程中存在的问题。结果表明,与几种常用的图像去雾算法相比,提出的算法在去雾图像的大气光估计、客观分析和主观分析等方面均有一定的优势。     

结合光源分割和线性图像深度估计的夜间图像去雾

夜间有雾图像通常具有对比度低、光照不均匀、颜色偏移以及噪声较多等现象,这些退化现象使得夜间图像去雾具有极大的挑战性.针对夜间图像存在的退化问题,本文提出了一种能够在夜间图像中有效去雾并提高图像质量的方法.首先,将图像分解成光晕层和有雾层,并对有雾层进行颜色校正.其次,通过一种新提出的带有伽马变换的图像光源分割方法来分割...     

基于优势特征图像融合的水下光学图像增强

针对水下光学图像颜色失真、非均匀光照、对比度低的问题,提出基于优势特征图像融合的水下光学图像增强算法.首先,提出改进的暗通道先验算法去除退化图像中的不均匀浑浊并均衡色彩;其次,对颜色校正图像分别使用基于加权分布的自适应伽玛校正算法和限制对比度自适应直方图均衡-同态滤波算法,增强颜色校正图像对比度并使其亮度均衡;最后,定义三幅融合图像即颜色校正图像、亮度均衡图像、对比度增强图像的关联权重图,通过多尺度融合算法获得融合图像.与单一预处理算法只能解决对应的退化现象相比,该算法对单幅退化图像进行多算法处理,得到三幅优势特征图像,通过不同权重的组合最大程度地将各优势特征相结合,得到的综合效果远超各单一算法优化效果,不再局限于解决颜色失真等单一问题.将本文算法与现有算法在主观评价和客观评价两方面进行实验对比,结果表明,该算法可以有效平衡水下图像的色度、饱和度及清晰度,视觉效果接近自然场景下的图像.     

基于边窗盒子滤波和透射率修正的图像去雾

针对雾线先验去雾算法存在的颜色过饱和现象、图像初始透射率估算不准确等问题，提出了一种基于边窗盒子滤波和透射率修正的图像去雾算法。为了解决初始透射率估算不准确带来的边缘细节信息丢失的问题，首先利用非局部总广义变分（TGV）正则化的方法估算初始透射率，并将二阶的非局部总广义变分（TGV）正则器来作为正则项，以确保对由图像颜色和深度之间的噪声和歧义引起的异常值具有鲁棒性。随后利用边窗滤波算法对初始透射率进行优化，从而实现对图像中纹理信息和边缘信息的保留。最后利用大气散射模型和多角度优化后的透射率复原出无雾的原始图像。实现结果表明，本文算法能够解决图像颜色过饱和与边缘处的细节纹理信息丢失的问题，且无色调偏移和光晕效应。在定性评估上，复原后的图像视觉效果好；在定量评估上，本文算法的去雾后图像的评价指标皆高于基于雾线先验算法。     

基于开运算暗通道和优化边界约束的图像去雾算法

将有雾图像分割为非天空区域和天空区域,对于非天空区域,提出一种优化的暗原色先验思想,即开运算暗通道算法;对于天空区域,引入具有保边去噪的双边滤波算法,提出一种改进的边界约束算法.运用两种算法分别估计两个区域的透射率,然后利用大气物理散射模型复原各区域,最后合并两个无雾区域得到去雾图像.实验结果表明,该算法很大程度提高了有雾图像尤其是含天空的有雾图像的图像对比度,改善了颜色失真问题.     

基于透射率融合与多重导向滤波的单幅图像去雾

为了避免图像去雾后细节模糊和噪声放大,将图像分解为结构层和纹理层,并只对其结构层进行去雾。基于频域滤波思想提出透射率融合方法,解决了现有透射率估计方法中普遍存在的块效应问题和复原图像中存在的晕轮伪影问题。针对透射率优化过程中存在的计算量大、透射率平滑与细节保持之间难以平衡等问题,提出了多重导向滤波透射率优化方法。同时,针对目前大气光估计易受图像中白色物体的影响,提出自适应大气光估计方法。实验结果表明,该算法得到的图像去雾彻底、细节清晰、颜色自然,不仅有效抑制噪声和晕轮伪影,而且显著提高场景对比度、饱和度。     

基于亮通道和暗通道结合的图像去雾

低照度环境下图片质量会下降。同时,悬浮在空气中的烟雾、粉尘等物质形成的雾、霾,会导致图像的细节模糊不清,对户外拍照和计算机视觉应用造成了极大的影响。因此,对退化图像进行去雾处理,提高图像质量,在图像处理和计算机视觉领域具有非常重要的应用价值。提出一种基于亮通道和暗通道结合的雾霾天气图像去雾算法。基于退化图像的物理模型,提出一种空气光散射模型,通过亮通道和暗通道的结合来估计大气光值和透射率。该算法可以解决有雾图像恢复时天空区域的颜色失真问题,恢复图像的细节和颜色,提高图像的视觉效果。仿真结果表明,本文算法优于多尺度Retinex图像去雾算法。     

一种自适应的多级透射率估计去雾算法

针对暗通道先验算法在天空区域透射率估计不准确的问题,利用三个不同尺度的高斯函数分别作用于有雾图像的RGB通道来获得"伪"去雾图像;其次,利用有雾图像的混合通道得到自适应参数,将该参数和最小值滤波共同作用于"伪"去雾图像,接着用联合双边滤波消除纹理效应得到透射率的精确估计;最后,采用局部大气光估计方法,结合大气散射模型复原出无雾图像.实验结果表明,该方法不仅降低了时间复杂度,且复原出的图像细节明显,明亮度适宜,对于大面积天空区域有良好的去雾效果,改善了天空区域的颜色失真.     

基于主动光照的深海图像增强算法

为了改善主动光在水下传播过程中由散射与吸收效应导致的深海图像对比度低下以及颜色失真问题,提出一种水下图像增强算法.不同于传统方法利用最亮点的强度值作为背景光,提出基于物体与背景光非相关性的背景光估计方法,有效避免了前景处的亮像素或白色物体像素对背景光的误判,同时确保了去散射的精确性,提高水下图像的对比度;针对人造光源的颜色增益和光路衰减导致的图像色偏等问题,在去散射图像上选取离光源最近的灰色像素,利用其对光源的敏感性,将光照强度分离出来.最终,通过估计并去除光源本身的颜色增益,同时补偿光在传播过程中的损失,实现图像的颜色校正.实验结果表明,所提算法可以有效去除水下图像的散射效应,较好地恢复图像色彩,进而获得较优的增强图像.相比于其他算法,增强后的图像信息熵和水下图像质量评价指标值较高,说明该算法能显著提升水下图像的质量,同时保留图像有用信息.     

基于加权暗通道的图像去雾方法

传统基于暗通道图像去雾中仅考虑初始透射图对于透射图优化的影响,而未充分考虑深度信息对于透射图优化贡献不同的特点,造成去雾结果在深度不连续处出现"晕"且离视点较远区域的去雾效果有明显下降.针对上述问题,本文提出一种基于边缘特征的加权暗通道先验去雾算法.该方法根据边缘特征的位置估计深度信息的连续性,将边缘点及非边缘点赋予不同权值,对加权透射图优化求解.仿真实验表明,新的去雾算法在恢复图像细节的基础上能够有效抑制"晕"的产生,证实了本文方法的可行性和有效性.     

基于改进暗原色先验和颜色校正的水下图像增强

水下图像成像过程与雾天图像类似,但传统的去雾方法用于水下图像处理效果欠佳。针对水下捕获图像存在颜色衰减严重和蓝(绿)色基调的问题,提出了一种基于改进暗原色先验和颜色校正的水下图像增强方法。结合光在水下的传播特性,对空气中的暗原色先验去雾算法进行改进,在求取水下暗原色通道和图像背景光时考虑红色通道的逆通道;提出先采用改进的水下暗原色先验法去除后向散射光,再通过白平衡算法对增强后的水下图像进行颜色校正的方法。实验结果表明,相比于传统算法,本文的方法在处理后向散射严重的水下图像时,可以获得更高的清晰度和对比度。     

基于加权暗通道的图像去雾方法

传统基于暗通道图像去雾中仅考虑初始透射图对于透射图优化的影响,而未充分考虑深度信息对于透射图优化贡献不同的特点,造成去雾结果在深度不连续处出现"晕"且离视点较远区域的去雾效果有明显下降.针对上述问题,本文提出一种基于边缘特征的加权暗通道先验去雾算法.该方法根据边缘特征的位置估计深度信息的连续性,将边缘点及非边缘点赋予不同权值,对加权透射图优化求解.仿真实验表明,新的去雾算法在恢复图像细节的基础上能够有效抑制"晕"的产生,证实了本文方法的可行性和有效性.     

基于局部线性变换的色阶映射算法

为了提高高动态图像显示的视觉效果,提出了一种基于局部线性变换的色阶映射算法。针对图像直接线性压缩能力较差的缺点,本文提出一种局部的线性变换模型。由于局部窗的结构,是利用局部窗的中心像素点与窗内的其他像素点的均值,方差的关系构造而成,因此基于局部线性变换的色阶映射算法能够抑制由具有高对比度的图像边缘所引起的鬼影和光晕现象。首先,根据线性变换将图像的色阶映射转换为求解泛函的最优解;其次,通过推导求解出线性变换的参数并将泛函最优化问题转换为求解一个线性方程组问题;最后求解线性方程组,得出视觉效果较好的低动态范围图像。有效避免传统色阶映射出现的光晕和亮度不连续的现象,能够更多的保留高动态图像的细节。最后通过实验结果对比分析,通过信息熵和对比度两个参数可以体现文中算法较好。     

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。     

基于全卷积神经网络的图像去雾算法

针对雾天环境下采集的图像对比度降低，饱和度下降以及色彩偏移问题，提出了一种基于全卷积神经网络的图像去雾算法。首先，提出的三个尺度的全卷积神经网络用来学习雾天图像与介质传输图之间的映射关系，逐步生成精细的介质传输图；其次，通过雾天图像引导滤波优化预测的介质传输图，使得图像边缘信息更加平滑；最后，根据暗原色先验理论估计大气光的值，通过大气散射模型恢复出无雾图像。该方法获得的无雾图像不但未造成图像中有用信息的损失，并且恢复的图像色彩自然。实验结果表明，该去雾算法在自然雾天图像和利用Middlebury Stereo Datasets合成的雾天图像上均优于其他对比算法，恢复的图像具有更好的对比度与清晰度。     

基于Sigmoid-iCAM色貌模型的真实影像再现算法

为了模拟人类视觉系统成像机制,真实再现人眼对外界场景的视觉感知,为机器视觉提供符合生物视觉特性的理想图像,从色度学的角度研究了彩色图像的真实影像再现技术。针对色貌模型存在图像模糊、对比度低的缺点,在iCAM色貌模型的基础上,引入了人工神经网络的非线性Sigmoid函数,提出了基于Sigmoid-iCAM色貌模型的真实影像再现算法,并给出了该模型处理不同类型图像的控制参数统计规律。与基于CIECAM02、iCAM色貌模型的真实影像再现算法相比,该算法在对色调失真图像实现颜色复原的同时,有效地提高了图像的对比度和局部细节,很好地实现了视觉系统的颜色恒定性。     

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。     

基于各向异性扩散的单幅图像去雾算法

针对单幅图像去雾算法容易产生光晕现象且去雾后图像细节不突出的问题,提出了一种基于各向异性扩散的去雾算法.首先在基于像素的暗通道先验假设的基础上计算出初始大气传输函数,使用Perona-Malik偏微分方程模型求解出精细化的大气传输函数,再经过最小值校正,最终得到准确的大气传输函数。为了估计大气光,对基于像素的亮通道图像进行像素排序,从中选取出可靠的大气光向量。实验结果表明,提出的算法能够恢复更多的图像细节,同时有效地抑制了光晕现象。     

基于非局部先验的单幅图像去雾算法

现有单幅图像去雾算法大多基于局部先验,去雾结果存在块效应。在处理浓雾区域时,如果没有特殊处理,会导致图像中的一些伪影被增大,比如在原始的有雾图像中几乎不可见的噪声、色彩重叠等,在去雾后的图像中被增强,进而影响图像质量。针对以上存在的问题,提出了一种改进算法。首先采用非局部先验,估算初始的透射率,然后采用正则化的方法优化透射率,并且将原始图像和去雾后图像的梯度差L1/2范数作为正则化项,达到抑制噪声干扰的目的。结果表明,该算法能够很好地恢复出图像的细节信息和色彩;与局部先验方法相比,具有更好的稳健性。     

基于暗通道先验和区间估计的视频去雾方法

为了提高雾天视频的可用性,提出了一种基于暗通道先验和区间估计的视频去雾方法。利用暗通道先验知识,采用区间估计的方式,运用图像融合的思想,通过背景图像求取大气光值和介质传输率,并应用于视频的所有帧以去除雾气。与几种典型的视频去雾方法相比,具有较快的运算速度,能有效地避免去雾视频中出现颜色跳变的问题。以暗通道先验理论为基础,采用区间估计的方式对大气光值和介质传输率进行估计,从而能有效地提高去雾视频的整体亮度、清晰度和对比度,同时获得较好的图像颜色。