MPPC low-level-light imaging enhancement algorithm based on sub-window box filtering北大核心CSCD

针对多像素光子计数器(MPPC)进行微光成像时,图像受光照不足和噪声影响出现的图像亮度低、对比度差、边缘模糊等问题,提出一种基于子窗口盒式滤波的自适应微光图像处理算法。为了减少算法运行时间的同时突出图像的边缘细节信息,利用子窗口盒式滤波器对图像进行分层得到基础层和细节层;对基础层图像采用自适应阈值直方图均衡化拉伸对比度,细节层图像采用自适应增益控制方式进行增强;根据基础层图像中有效灰度值个数占总灰度的比值自适应确定融合系数,将基础层图像与细节层图像融合得到增强后图像。通过微光实验平台设置3组不同照度的微光环境进行实验仿真,验证了本文算法在保持边缘信息和增强细节方面获得了更好的效果。实验结果表明本文算法在标准差、信息熵、平均梯度等客观评价方面优于改进前算法,提升了微光图像的成像效果。     

基于引导滤波的自适应红外图像增强改进算法

在红外图像处理中,细节增强和噪声抑制尤为重要,重点在于将高动态范围的红外图像压缩至低动态范围的同时保留细节信息、抑制图像噪声。以引导滤波的自适应红外图像增强算法为基础,提出一种基于引导滤波的自适应红外图像增强改进算法。通过引导滤波平滑初始输入图像,将初始输入图像与平滑后的图像做差获得包含大动态温度信息的基础层图像和小动态温度信息的细节层图像,分别对基础层图像、细节层图像进行压缩处理和噪声抑制;以不同的融合比例将处理后的基础层图像、细节层图像进行融合获得输出图像。为了减少算法运算时间、突出图像细节信息的同时减小细节层噪声对输出图像的影响且达到自适应场景的效果,利用可用于筛选有效灰度值的自适应门限参数和直方图分布信息设计出一维压缩数组对图像进行压缩,并将图像融合中的定值比例系数更改为自适应融合比例系数。通过直方图分布信息中的最大值、最小值确定自适应门限参数,同时利用直方图分布信息设计出一维压缩数组对图像进行压缩;获取直方图中有效灰度值个数,通过有效灰度值个数与总灰度值个数之间的比值对图像的场景信息进行判断,根据不同的场景信息确定基础层图像与细节层图像的自适应融合比例系数,实现图像融合。实验结果分别与直方图均衡算法、基于引导滤波的高动态红外图像增强算法、基于引导滤波的自适应红外图像增强算法进行比较,选用四种不同的场景从主观、客观两种层面进行分析。对比结果从主观分析得出该算法处理后的图像可突出细节轮廓信息、减少细节层噪声对融合后输出图像的影响。从客观评价得出该算法在四种场景下的平均计算时间为0.753 5 s,低于对比算法计算时间;并且使基础层图像和细节层图像的融合比例系数达到自适应场景的效果。     

单张LDR图像的曝光校正与细节增强

提出了一种单张低动态范围图像曝光校正的方法,可增强图像过曝光和欠曝光区域的细节.分别对图像过曝光区域与过欠光区域进行校正.在欠曝光区域,使用WLS滤波将图像分解为照度图和反射图,以提升区域亮度并增强对比度;在过曝光区域,扩展Retinex模型,提出暗亮度用于表征过曝光程度,压缩区域亮度并增强细节.然后利用基于显著性的融合算法将校正后的图像进行融合,得到多区域增强图像.使用两种通用图像质量评价指标比较了多种方法的结果.实验证明,本文结果的指标均优于其他方法的结果.另外,在视觉效果的比较中,本文方法可以得到细节丰富、色彩还原度高的校正图像.     

自适应地空背景红外图像降噪增强方法

针对地空背景红外图像对比度低,噪声干扰大的特点,提出一种自适应的地空背景红外图像的增强方法。通过基于场景的非均匀校正去掉大部分固定图案噪声,对降噪后的图像进行多宽度窗口联合的局部对比度增强。此算法只需代数运算,原理简单,效果显著,尤其适用于地空背景,海空背景或太空背景的红外图像目标探测与识别。此算法能够自适应地补偿红外图像固定背景噪声的漂移,使低对比度图像的各级细节得到增强,而且能够在压制背景噪声的同时使隐藏在暗处的人眼不可识别的细节清晰自然的显现出来。     

基于迭代导向滤波与多视觉权重信息的红外与 可见光图像融合

为了充分利用源图像重要特征,提出了一种基于迭代导向滤波与多视觉权重信息的红外与可见光图像融合算法.首先,通过一种迭代导向滤波器将输入图像分解为基础层与细节层;其次,利用边角信息、清晰度与对比度来综合确定二进制权重系数,再选择导向滤波对其优化,进一步去除噪声并抑制伪影的产生;最后,应用重构准则对基础层与细节层进行组合,得到融合图像.实验结果表明,与其它多尺度分解相比,该方法具有尺度感知特性,可以更好地分离空间重叠的特征,不仅可以使夜视融合图像的细节信息更突出,还能够有效地抑制伪影.     

基于光照-反射成像模型和形态学操作的多谱段图像增强算法

为解决多谱段降质图像增强问题,提出了一种基于光照-反射成像模型和形态学操作的多谱段图像增强算法.首先对图像饱和度使用自适应非线性拉伸函数进行拉伸,使增强后的图像色彩更加饱和、自然;接下来利用引导滤波算法提取出图像的光照分量,提出了一种基于细节特征的加权融合策略,利用光照分布特性构造了一种自适应Gamma校正函数对光照分量进行处理,并将其与利用对比度受限的自适应直方图均衡化方法处理后的光照分量以及原始光照分量进行融合;然后在反射分量校正时,构造了一种形态学操作函数来校正反射信息;最后合并光照分量和反射分量,并与处理后的饱和度分量和色调分量一起得到增强图像.采用主客观评价指标对可见光低照度图像、水下图像、高动态范围图像、沙尘暴图像、雾天图像和热红外图像6种降质多谱段图像实验结果进行分析比较,结果表明本文算法能够有效地抑制图像噪声、增强图像细节信息、改善图像视觉效果,可应用于多种图像增强领域.     

基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法

针对传统红外与弱可见光图像融合算法中存在的亮度与对比度低、细节轮廓信息缺失、可视性差等问题,提出一种基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法.该方法首先利用改进的高动态范围压缩增强方法增强可见光图像提高亮度;然后利用基于潜在低秩表示与复合滤波的分解方法分别对红外与增强后的弱可见光图像进行分解,得到相应的低频和高频层;再分别使用改进的对比度增强视觉显著图融合方法与改进的加权最小二乘优化融合方法对得到的低频和高频层进行融合;最后将得到的低频和高频融合层进行线性叠加得到最终的融合图像.与其他方法的对比实验结果表明,用该方法得到的融合图像细节信息丰富,清晰度高,具有良好的可视性.     

基于人眼视觉的电润湿电子纸显示器 亮度非线性校正方法

针对反射式电润湿显示器在不同环境光下,对显示器上内容的清晰度、对比度的影响,提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示器的精准调制,将校正后的亮度进行二次校正,非线性校正.采用本文方法校正后的电压与亮度曲线的关系更接近线性,提高了电润湿显示器对比度,增加图像细节,优化了显示效果.     

基于局部自适应拉升窗的复合图像增强算法

针对含有低亮度低对比度区域的图像,提出基于局部自适应拉升窗(LASW)的复合图像增强算法.通过研究目前一系列基于局部操作的空域图像增强算法,提出全局和局部操作结合的总体思路;首先使用高提升拉普拉斯(Laplacian)反锐化掩模(UM)增强以获得较多的隐藏细节和边缘信息,然后构造局部自适应拉升窗大幅增强低对比度图像细节,同时使用自适应滤波器进行掩模平滑操作;最后根据局部增强结果进行全局修正.仿真实验表明,在绝对误差、图像熵等评价指标下,该算法使低对比度图像尤其当含有低亮度微弱局部信息时,获得了较好的增强效果.     

基于改进CLAHE的SF_6红外图像增强

针对六氟化硫(SF_6)红外图像对比度低、纹理细节模糊而难以增强泄漏区域的问题,提出了基于改进限制对比度的自适应直方图均衡化(CLAHE)的SF_6红外图像增强算法。采用双边滤波将原始图像分为基础图像和细节图像;采用CLAHE算法来处理基础图像,提高泄漏区域的对比度;对细节图像进行分段线性变换和拉普拉斯变换图像,以突出图像的边缘;将两幅图像进行线性叠加以获取最终的红外图像,实现图像增强。实验结果表明,算法对SF_6红外图像泄漏区域的增强效果优于常见的几种红外图像增强算法,不仅有效地抑制了噪声和提高泄漏区域的对比度,而且突出泄漏区域的边缘,丰富了细节信息。     

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.     

基于亮度对比度传递的红外与可见光图像融合方法研究

基于亮度一对比度传递技术提出了一种红外和彩色可见光图像的融合方法,该算法通过对红外图像和可见光图像在HIS空间进行二次融合,保留了可见光图像的颜色特性,并获得一幅具有良好亮度和对比度效果的融合图像。实验结果表明该方法融合噪声小、细节缺失少、融合速度快。     

基于二次引导滤波的红外图像增强算法及其FPGA实现

针对红外图像细节模糊、对比度低等问题，提出了一种基于二次引导滤波的红外图像增强算法。首先，将原始红外图像作为引导图像，使用引导滤波提取出红外图像的细节信息；其次，将得到的细节信息再进行一次引导滤波处理提取出噪声更低的细节信息；最后，将原始红外图像和两部分的细节信息进行加权求和，实现红外图像增强。该算法能够提高红外图像对比度，增强红外图像细节信息。实验结果表明：相比于其他增强算法，本文算法增强之后的红外图像平均对比度提高了123%～246%，平均梯度提升了56%～101%，视觉效果获得明显改善，更能突显细节特征。基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)实现该算法时，占用资源低，处理640×512像素分辨率的单帧红外图像所需时间可达10.12 ms，能满足红外探测系统的实时性要求，具有一定的实用价值。     

自适应加权直方图均衡化的红外图像增强

鉴于现有的红外图像增强方法存在欠增强、过增强和放大噪声等缺陷,提出了自适应加权直方图均衡化的红外图像增强方法。该方法提出了直方图的自适应加权系数,其反比于每个灰度级对应直方图频次的平方根,适当地提升频次较小的直方图,而适当压制频次较大的直方图。用自适应加权系数对各个灰度级的直方图频次进行加权后,进行直方图均衡化处理,最后经灰度级映射得到增强图像。实验结果显示,相对于现有的方法,本方法的增强图像对比度更高,边缘细节信息更丰富,信息熵、平均梯度和标准差分别比现有方法高出0.23、2.2和3.7以上。因此,本文方法的红外图像增强效果优于最新提出的现有方法。     

同态技术在红外图像处理中的应用

针对噪声引起的红外图像对比度的下降,采用同态滤波增强方法对红外图像进行校正,减小了噪声的影响,提高了原图像的对比度和像质,为进一步提取图像中的特征信息打下了良好的基础.通过计算机模拟分析和验证,证实了同态滤波是红外图像对比度增强的有效预处理方法.     

基于特征融合的红外图像增强算法

在红外图像处理过程中,提高图像的对比度,抑制噪声以及突出图像细节尤为重要,针对这些问题,提出了基于特征融合的红外图像增强算法.以引导滤波为基础对图像进行平滑分层,得到基本层和细节层,基本层采用CLA-HE算法扩展低频分量的范围,而对于细节层采用Log算子与Laplace算子分别处理,依据梯度因子的权重信息获得融合细节层...     

二尺度分解和显著性提取的红外与可见光图像融合

为增强红外与可见光图像融合可视性,克服红外与可见光图像融合结果中细节丢失、目标不显著和对比度低等问题,提出一种基于二尺度分解和显著性提取的红外与可见光图像融合方法。首先,以人类视觉感知理论为基础,针对人眼对图像不同区域敏感性不同特性,在跨模态融合任务中需要对源图像进行不同层次分解,避免高频分量和低频分量混合减少光晕效应,采用二尺度分解方法对源红外与可见光图像进行分解,分别获取各自的基本层和细节层,该分解方法能够很好的表达图像并具有很好的实时性;然后,针对基本层的融合提出一种基于视觉显著图(VSM)的加权平均融合规则,VSM方法能够很好提取源图像中的显著结构和目标。采用基于VSM的加权平均融合规则对基本层融合,能够有效避免直接使用加权平均策略而导致对比度损失,使融合图像可视性更好;针对细节层的融合,采用Kirsch算子对源图像分别提取得到显著图,然后通过VGG-19网络对显著图进行特征提取获取权值图,并与细节层进行融合,得到融合的细节层;Kirsch算子能在八个方向上快速提取图像边缘,显著图中将包含更多边缘信息和更少噪声,且VGG-19网络能够提取到图像更深层特征信息,获取的权值图中将包...     

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.     

改进的神经网络非均匀校正算法的研究与实现

为了实现红外图像的非均匀校正,目前通常采用神经网络法完成红外图像的自适应非均匀校正,此方法能够自动完成校正系数的更新,但算法复杂,校后输出图像对比度不高,出现重影和图像模糊的现象。采用改进的神经网络非均匀校正方法,利用高低温黑体求得校正系数初始值,且对算法迭代过程输出期望值的计算做了改进。测试结果表明,该方法简单实用,具有较好的非均匀校正效果。     

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。