单幅图像自动去雾算法

为了改善雾天环境下退化图像的视觉效果,提出一种基于物理模型的快速图像去雾算法.算法从大气散射模型出发,从有雾图像中利用腐蚀和膨胀粗略估计出大气耗散函数,再利用指导图像滤波方法细化估计大气耗散函数,进而恢复场景反照率.实验结果表明,算法可以获得更精确的大气耗散函数,复原图像的边缘轮廓及景物特征都比较清楚,可有效抑制晕环效应,且算法速度也有显著提高,可用于实时雾天图像处理.     

基于YUV 颜色空间的图像去雾算法

针对有雾天气条件下, 获得的图像严重降质问题, 提出一种基于YUV 颜色空间的快速图像去雾算法。该算法以大气散射模型为基础, 利用YUV 颜色模型提取出有雾图像的亮度分量, 对此亮度分量图像进行高斯滤波后得到散射光; 求出有雾图像的最大亮度值作为大气光, 进而求得清晰的无雾图像。实验结果表明, 该算法不仅有效地提高了降质图像的质量, 而且处理速度快, 能很好地保持图像的细节。     

基于能量泛函的快速去雾算法

为了快速复原雾霾退化图像场景辐照图,提出一种基于能量泛函的模型求解算法。利用大气退化模型,首先估计降质图像的大气光;针对图像是否包含天空区域分开进行求解,较传统固定模式的求解算法更为准确有效;通过白平衡运算简化求解模型,建立新的环境光项表达式;尔后利用暗通道先验估计暗通道图像;根据假设和先验信息,构建暗通道图像与环境光项的能量泛函模型,引入L1和L2范数变换模型,通过切分Bregman迭代算法求解图像的环境光;最后将环境光项代入简化模型中反解出复原图像。通过实验验证,算法对于雾霾退化图像恢复效果较好,且较传统复原算法具有更高的运算效率。     

基于雾气深度的快速单幅图像去雾算法

针对目前去雾算法复杂度高以及复原的图像视觉效果差等问题,提出了一种新颖的去雾方法。首先,对图像的三通道进行高斯低通滤波获取图像的低频信息(亮度分量)后求平均,结合场景深度,估计出雾气深度图,获得的大气光值A比暗通道图中的最大值作为大气光值A具有更强的鲁棒性;其次,经过中值滤波,去噪的同时也维持了图像的边缘,取得较为理想的透射率;最后,通过大气散射模型反演逆过程,获得无雾图像。分析表明:所设计算法的时间复杂度较低、速度快,具有较高的鲁棒性,大大提高了图像的对比度,并取得了较好的清晰化效果。     

基于暗通道先验的图像去雾改进算法

为了改进常规暗通道先验的图像去雾算法中,因大气光值求取不准确引起的复原图像色偏现象,在分析有雾图像天空区域灰度均值和方差特征基础上,提出一种基于二分搜索的大气光值估计算法,获得更为合理的大气光值;针对有雾图像边缘位置暗通道值计算偏差产生的复原图像光晕效应问题,依据最小值图和暗通道图的灰度值差,获取自适应阈值,根据阈值确定图像中景深变化剧烈的边缘位置,从而对边缘位置的暗通道值进行修正。测试结果表明,该方法能够有效去除复原图像中的光晕效应,改善色偏现象,提高图像对比度,以及保留图像中更多的细节信息。     

基于CNN和随机漫步的图像去雾算法

为解决卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)中参数不具有泛化性的问题,融合深度学习和智能算法设计了一种基于卷积神经网络和随机漫步理论的可训练端到端图像去雾算法。首先,利用基于卷积神经网络的可训练端到端图像去雾算法(DehazeNet)计算图像大气透射率;然后,使用K-means算法对大气透射率进行聚类分析,使大气透射率在某一范围内的分布更均匀;接着,利用均方误差函数与失真度函数的差作为优化大气透射率的目标函数,用聚类后的大气透射率作目标函数的初值,利用随机漫步算法求解最优大气透射率;最后,恢复出清晰无雾的图像。实验表明,算法的去雾效果优于DehazeNet算法的去雾效果。     

基于纹理提取与注入的交通图像去雾算法研究

雾天户外视觉系统所拍摄的交通图像质量下降、特征模糊直接影响到后续智能交通系统的监控精度,研究交通图像的去雾问题具有重要的实际意义.不同于一般的可视场景图像,交通图像的去雾在关注其去雾后视觉效果的同时,更应重视对交通图像纹理、边缘等特征信息的保持.提出一种基于纹理提取与注入的交通图像去雾算法,利用引导滤波从含雾交通图像的非下采样Contourlet变换的高频子带中提取交通图像的纹理、边缘信息,然后将其注入利用暗通道模型的去雾图像中,在有效去雾的同时一定程度上增强了去雾后交通图像的纹理细节信息.实验结果验证了算法的有效性.     

基于暗通道先验的快速图像去雾算法

探讨了暗通道先验去雾算法的原理,针对暗通道先验去雾算法时间复杂度太大的缺点,提出用快速有效的巴特沃兹低通滤波器代替复杂的软抠图方法实现对透射率的平滑与细化;针对暗原色图像在景深交界处存在白边现象采用求区域最大值法加以修正;并给出了自适应的求解全局大气光算法.实验结果表明,改进的暗通道去雾算法在获得满意的图像去雾效果的同时能大大提高图像去雾算法的速度,能满足工程上的实时应用要求.     

改进的基于均值滤波的单幅图像去雾算法研究

雾天条件下采集的图像存在低对比度和低场景可见度问题,传统的去雾算法时间复杂度高、速度慢,无法应用于实时图像处理。为此,结合大气光特性提出一种改进的基于均值滤波的单幅图像复原方法。该方法以大气散射模型为基础,首先利用均值滤波得到准确的大气耗散函数;引入直方图修正机制下的自适应保护因子,更正明亮区域的大气散射函数;大气光采用效率更高的四叉树算法求解;最后由大气散射模型计算复原图像并进行图像的亮度调整,从而得到一幅清晰的无雾图像。仿真实验结果表明:该算法的场景适应能力强,复原图像色彩感丰富。与经典的去雾算法相比,该算法在保证去雾效果的同时,克服了导向滤波算法时间复杂度高、速度慢的缺陷。     

三维激光扫描拟合平面自动提取算法

在对现有的点云数据分割和拟合算法进行深入研究的基础上,指出现有算法的不足.充分利用扫描线数据自身固有的特点,提出了新的算法.对RANSAC算法进行了改进,改进后的算法既具有较好的抗差性能,又在计算效率上较现有的抗差算法有了较大的提高,且能够得到更准确的提取结果和更合理的扫描点分隔归属.提出了平面拟合计算过程中拟合直线段端点的定权算法,解决了现有算法中由于拟合直线段端点权重不同无法直接参与平面拟合计算的问题.提出了完整的细碎平面剔除规则.实例证明,利用该算法能够取得较好的点云数据拟合平面自动提取结果.     

基于均值移动和椭圆拟合的人脸跟踪算法

为了解决均值移动跟踪算法对目标的尺度变化自适应能力差的缺点,针对人脸跟踪具体问题,提出了一种基于均值移动和椭圆拟合的人脸跟踪算法.根据当选择较大核窗进行均值移动跟踪时一般可以准确定位目标的事实,以及人脸形状椭圆近似性的特征,利用一个较大核窗的均值移动跟踪器对人脸目标进行粗略定位,在此基础上再用一种高效鲁棒的直接最小二乘椭圆拟合方法来自动调整人脸尺度的大小.实验表明,该改进算法能有效地解决均值移动人脸跟踪中的目标尺度自适应调整问题,其跟踪效果明显优于原均值移动目标跟踪算法.     

新型人工天空半球内表面亮度分布的理论

针对旧式人工天空半球内表面亮度分布不合理的现象，提出一种新型人工天空半球的构造方法，并从理论上加以论证。在新型人工天空半球内 ，用均匀扩散透射材料形成环形散射光源，从天顶到地平线依次贴上反光系数递减的材料，可使人工天空半球内表面亮度分布与全阴天的真空天空亮度分布一致。这对于改进现有人工天空半球的亮度分布，提高模型测量采光系数的真实性和准确性，以及模拟不同地区气候散射光环境都有实际意义。     

基于Quickbird影像的阴影校正模型研究

以遥感原理为基础，运用传统阴影校正模型，针对Quickhird影像的具体特征，对模型的2个主要参数值：大气亮度DNa、照射强度Eλd／Eud进行了求解，并应用实验区的影像进行了验证，结果表明了该方法的有效性和可行性，为广大Quickbird影像用户提供了一种阴影校正的新方法。     

对行车视程估值的车前图像去雾算法

针对雾天条件下车前图像环境复杂,去雾困难的问题,提出了一种车前图像去雾算法。分析并简化了大气物理模型;并在分析了影响透射率衰减因子的因素的基础上,借助大气消光系数提出了透射率的一种表现形式。接着借助车行可视距离与能见度的关系,最终建立了能见度和透射率的数学关系。最后利用引导滤波求取大气光幕的值,并通过修复函数完成了单幅车前图像的去雾处理。去雾实验结果显示,经过算法处理后的图像亮度得到了提高,图像变得更加清晰,图像中的细节变得明显,图像的对比度也变得更强。     

金属疲劳条带显微图像的曲线拟合分析

金属的疲劳试验是在交变应力(即变动负荷)下反复地长时间对金属机件进行的.由此金属内部发生组织结构上的变化,而产生不同的疲劳条带.分析这些条带的产生、走向及间距,对研究金属的性能是至关重要的.怎样确定这些条带及其产生的时间,通常是用人工对其显微放大图片进行条带寻找、定位、量取、计算来完成,工作量之大、之复杂是显而易见的.随着科学技术不断发展,用计算机图像处理技术替代人工对金属材料进行分析,有显著优越性.本文利用图像处理系统对金属条带进行分析,得到了一些初步结果.1 图象处理系统分析金属疲劳条带的设计原理用计算机图像处理系统分析金属疲劳条带,必须将金属疲劳条带的图片用摄像机输入到图像处理系统,并用曲线拟合的方法对图像中的条带进行曲线拟合.     

基于视线跟踪技术的眼控鼠标

利用基于图像处理技术的视线方向识别、跟踪方法,通过近红外光线在眼睛角膜反射产生的光斑和瞳孔中心的位置关系来确定视线方向,推导出人眼在计算机屏幕上的注视点,进而实现人眼对鼠标的定位与操作,其在显示屏上定位精度可达到40×40像素.     

驾驶员疲劳检测中的眼睛定位与状态分析

针对驾驶员头部多角度变化时眼睛定位困难的现状,提出了基于肤色检测和纹理特征的驾驶员眼睛定位算法.该算法采用肤色检测定位出人脸图像;根据眼睛灰度范围与其他部位的差异进行人脸图像二值化和形态学图像处理,确定眼睛候选区域;通过比较各候选区域纹理特征向量值的不同,确定眼睛位置,并基于黑斑拟合椭圆性质进行眼睛验证和睁开程度计算.计算结果表明,头部角度变化时各候选区域的纹理特征值差别仍较大.因此,该算法不受驾驶员头部角度的影响,眼睛定位准确率较高,且算法简单,计算速度快.     

基于遗传算法的树上柑桔形状特征提取

采用遗传算法得到描述柑桔形状的最佳拟合椭圆参数.任意椭圆都可以用5个变量描述,经过二进制编码形成初始的基因码,在给定的图形匹配率公式的作用下进行遗传运算可以得到全局最优解.对变量添加了一些约束条件,提高遗传算法收敛速度.试验结果表明该方法可以修复因遮挡和重叠丢失的柑桔形状.相比于传统的圆形Hough变换提取特征的方法,外接矩形面积在64×64(像素数)提取形状特征消耗时间缩短了1/2,消耗空间减少到1/20,当图像尺寸增加时,优势更明显.使用椭圆来描述的柑桔外形也更接近柑桔的真实形状.     

利用相关函数估计在图象光流计算中的误差

从光流来决定照相机与它所见的场景之间的相对运动，是一个困难的问题。不少人希望计算的误差能在一种可接受的范围内。然而，大部分光流研究用的是基于亮度不变假设的模型，而这种假设在不少情况下并不适用。当使用允许图象亮度改变的模型时，误差或者说偏差在图象光流计算中的性质，并利用一个各向同性的图象亮度的空间相关函数，估计在图象光流计算里的误差（偏差）。研究结果是：１）当亮度改变时，除非运动为零，在图象光流中存在误差；２）对较随机的图象来讲，图象光流中的误差比光滑图象中的误差更大；３）利用定义的相关函数，可能定量地估计在图象光流计算中的误差。