基于双线性插值动态直方图均衡化的雾天图像增强算法

为解决雾天图像降质问题,提出一种基于双线性插值动态直方图均衡化(BIDHE)的雾天图像增强算法.将原始图像分割为若干大小相同的子图像,利用局部最小值分割子图像直方图,计算子直方图输出灰度映射范围,然后对子直方图进行直方图均衡化,对图像进行双线性插值.选取真实雾天降质图像为处理对象,利用边缘检测及均方误差(MSE)、信噪比(SNR)和峰值信噪比(PSNR)3项评价指标对不同算法进行比较.结果表明,该算法有效增强了雾天降质图像对比度,并且清晰地恢复了图像细节.     

基于粒子群优化的红外图像增强方法

为解决低照度条件下红外图像边缘模糊、对比度差等问题,提出了一种红外图像增强算法。用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)结合伽马校正方法,将灰度标准方差融入评价函数,熵、边缘内容、灰度标准方差被用作每个粒子的目标函数,来评估所获得的红外图像增强结果,通过寻找最优伽马值对图像进行全局增强,实现了对红外图像的细节增强。实验结果表明,与传统直方图均衡(histogram equalization,HE)算法、自适应直方图均衡(adaptive histogram equalization,AHE)算法、限制对比度的自适应直方图均衡算法(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)相比,该算法的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)、均方误差(mean-square error,MSE)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)指标为所有对比算法中最优,PSNR、SSIM分别提升了约56. 97%和18. 01%,SSIM优化了约18. 01%。通过该改进算法来处理红外图像,可以显著提高图像对比度,使图像细节更丰富,视觉效果得到很大改善。     

基于图像信噪比自适应阈值模型的秦简文字图像二值化算法

文本图像二值化算法的优劣直接影响图像文本字符识别的准确率。秦简文字图像受制于背景光照欠均衡和噪声复杂等因素影响,传统文本图像二值化算法无法准确分割其前景和背景,秦简文字轮廓等特征无法准确提取,二值化效果达不到文本高准确识别要求。针对图像质量不平衡的秦简文字图像提出了一种基于图像信噪比自适应阈值模型的二值化算法。首先,将图像进行灰度转换、调整亮度和降噪等一系列二值化前的预先处理;其次,根据图像信噪比(SNR)大小自适应设置阈值,分别采用OTSU算法和Bernsen算法进行二值化处理;最后,由峰值信噪比(PSNR)与结构相似性(SSIM)评价指标择优选取二值化图像,从而准确地提取秦简图像二值化后的文字轮廓。在自建的秦简文字数据集QBS text dataset上的测试结果表明,该算法的二值化结果保留了更多的秦简文字细节特征和文字轮廓,其峰值信噪比和精确率也分别达到25.61 dB和76.67%,相较其他经典文本图像二值化算法,其性能指标均有较大提升。     

医学图像的多方向加权层间插值算法

断层图像插值主要应用于医学图像的融合和三维重建,但传统插值方法通常是单方向的。文章提出一种在3层图像的多方向加权插值新算法,该插值利用逆梯度确定不同方向的权重,沿三维空间中物体边缘的方向进行计算,以达到较高的图像峰值信噪比。实验结果证实该算法能得到高精确度的插值图像。     

基于自适应Canny的红外图像边缘检测算法

针对Canny算法需要人工设定高斯方差值和双阈值,红外图像存在噪声大、边缘模糊等缺点,提出一种基于自适应Canny的红外图像边缘检测算法.该算法采用自适应中值滤波代替高斯滤波计算梯度的幅值和方向,对梯度的幅值在3×3邻域内进行非极大值抑制,并根据图像灰度使用Otsu算法,自适应获取高低阈值,用高低阈值算法检测和连接边缘.实验结果表明,该算法减小了均方误差,提高了峰值信噪比和平均结构相似度,能有效提取红外图像边缘.     

基于引导图像的边缘噪声滤波算法

由于通常的邻域运算会改变图像边缘点的灰度值,使图像的边缘变得模糊,为了改善这一现象,提出了一种基于引导图像的边缘噪声滤波算法。该算法由局部线性模型推导而来,将原始图像或其他变换形式定义为引导图像。通过对引导图像进行分析,并调节正则化参数,利用引导图像掩模对图像的边缘进行平滑处理,有效地去除了噪声。通过与其他四种常用的滤波算法进行对比实验,表明该算法的均方误差MSE仅为0.0015,峰值信噪比PSNR为28.26,远远优于其他四种常见滤波算法,不仅对图像进行了平滑去噪,在很大程度上还保护了图像的边缘信息。     

自适应调节医学CT序列图像窗宽窗位算法

调窗处理能够提高医学CT图像对灰度的识别准确率，默认窗位窗宽(127.5, 255)局限性强，人工调窗不仅需要具备丰富的先验知识，而且效率低下无法广泛应用，为此提出一种自适应调窗算法.该算法首先根据序列图像最大和最小灰度值绘制直方图.其次设置相关参数，遍历直方图去除频数小于阈值T₀的部分，再次遍历直方图将相邻两组频数差值小于阈值T₁的部分合并.最后根据直方图计算窗宽窗位.通过对比实验表明，该算法在均方误差、信噪比和峰值信噪比方面都有所提高，能够有效地提高灰度识别准确率.     

基于二维灰度直方图的模糊熵分割方法

传统的基于一维灰度直方图的模糊熵分割方法不能反应图像的空间信息，抗噪声能力差，因此提出了基于二维灰度直方图的模糊熵分割算法．此算法根据像素点灰度值和其邻域灰度均值，建立二维灰度直方图，并在对应目标和背景的像限内构造像素点对目标和背影的隶属度函数，从而去除噪声和边缘像素对图像分割的影响．最后通过求模糊熵的极值，得到二维图像分割点．实验结果证明，该方法具有很强的鲁棒性和抗噪能力，分割效果明显优于一维的方法，而且可以方便地推广到其他一维熵分割中．     

基于非局部平均的SAR图像相干斑抑制算法

针对合成孔径雷达图像的乘性相干斑噪声抑制问题,文中给出了一种基于非局部平均的SAR图像相干斑抑制算法.该算法把经过对经对数变换和高斯平滑的图像计算高斯加权欧式距离作为相似性测量参量,以能分辨平坦区与边缘区的变差系数的倒数作为原始SAR图像的自适应衰减因子,最后联合相似性测量参量和自适应衰减因子形成新的负指数加权系数,对SAR原始图像进行非局部加权滤波.实验结果表明,与多种传统算法相比,本算法的抑斑图像视觉效果更加清晰,在高灰度值区域的相干斑抑制性能和边缘保护方面有明显提高.     

基于WT和Retinex理论的低照度灰度图像增强算法

针对低照度图像噪声大、亮度对比度低、局部细节信息欠清晰等问题,为降低低照度灰度图像噪声,并提高其亮度和对比度,提出了一种改进型小波阈值去噪和Retinex理论的低照度图像增强算法。先采用改进型小波阈值变换对低照度灰度图像进行去噪,降低灰度图像高斯白噪声,再运用Retinex理论对去噪后的图像局部细节进行增强。Matlab仿真结果表明,本文算法在处理低照度灰度图像的高斯白噪声时峰值信噪比原图提高了7.76,标准误差下降了5.86,且低照度灰度图像的亮度和对比度都较大幅度提高。     

基于邻域均值的去椒盐噪声算法

为了改善图像效果,利用图像邻域相关性提出了一种适用于椒盐噪声的图像去噪滤波算法.首先利用最大最小法则检测出被椒盐噪声污染的像素点,然后将被污染像素点邻域中的8个像素点按距离远近分为两类,最后利用近距离邻域中未被污染像素灰度值的均值重构图像灰度值.当近距离邻域像素全部被污染时,以远距离邻域中未被污染像素灰度值的均值代替该点的灰度值.仿真结果表明,该算法具有较大的峰值信噪比,能有效地抑制椒盐噪声并保护图像的细节.     

水下距离选通降质图像的增强

针对水下距离选通成像所得图像的噪声大、照度不均匀、对比度差的问题,提出一种二次图像增强方法.首先,对图像采用全局二维双平台直方图均衡化,实现目标、背景、边界信息分别增强的目标,解决直方图均衡化带来的背景噪声提升、灰度简并的孤立性问题;然后,在非迭代引导滤波的框架下用带有估计误差抑制的Retinex算法二次增强图像,实现抑制背景噪声,平衡图像亮度的功能.以图像信息熵、统计评价指标进行对比实验,实验结果表明,该方法信息熵评价指标提升15%,统计评价指标提升28%,噪声抑制指标提升12%,增强效果明显,满足应用要求.      

基于阈值邻域均值的医学超声图像去噪算法

针对含有高密度椒盐和高斯噪声的医学超声图像去噪中细节信息保留不够,图像较模糊问题,提出了一种阈值邻域均值算法。该方法首先通过阈值策略法对指定邻域内像素加权均值与其中任一像素灰度值大小进行比较判断,然后将大于阈值的像素剔除,而小的作为有用信息输出,最后运用该方法对含有高密度椒盐和高斯噪声的医学影像图像进行去噪实现设计。仿真实验表明,阈值邻域均值算法对胰腺超声图像的高密度椒盐和高斯噪声抑制力强,计算速度快,峰值信噪比大于单纯的中值和均值算法,去噪后的图像质量更佳。     

一种基于WMF-ACA的深度图像修复算法

针对RGBD相机由于硬件条件的限制,所获取的深度图像往往存在空洞与噪声的问题,提出一种彩色图像引导的深度图像空洞填补方法.对深度图像边缘区域采用基于局部直方图的加权模式滤波器(WMF)进行处理,在有效保留深度图边缘与细节的前提下,消除图像噪声.对深度图像非边缘区域采用一种异步元胞自动机(ACA)模型算法,根据邻域和迭代规则对深度图空洞进行填补,快速、准确地完成任务.在立体匹配数据集Middlebury上测试所提算法实现性能,实验结果表明:该算法的结构相似性(SSIM)与峰值信噪比(PSNR)更高,能够准确地填补深度图空洞,同时保持深度图边缘清晰.     

自适应迭代维纳滤波算法

针对经典维纳滤波去除图像高斯噪声后不能很好保持图像边缘和平滑性的问题,提出一种自适应迭代维纳滤波算法。首先,依靠像素灰度值的二阶差分分量估计图像的噪声方差;然后,以3×3大小的模板为起始模板,对图像进行迭代滤波且每次迭代都增加模板大小;最后,每次滤波前后所有像素灰度值变化大小的均值是否小于阈值为停止迭代的判断条件,判断条件成立结束滤波。不同改进算法的实验结果对比,该改进算法不仅保持较高图像峰值信噪比而且在时间复杂度上要小于小波域维纳滤波器,并且在保持图像边缘和平滑效果方面要较好于小波域维纳滤波。     

一种改进的直方图均衡化图像去雾算法

针对直方图均衡图像去雾方法存在噪声被放大和图像失真较严重的问题,提出了一种基于直方图均衡化的自适应图像去雾算法.该算法首先将图像变换到HIS颜色空间,将图像分为k×k个子图像,然后对每个子图像在确保色调H分量不变的基础上,对饱和度S分量和亮度分量I分别做自适应直方图均衡处理.处理后的图像不但从视觉上看出对比度有了很大的改善,边缘细节保持较好,而且几种图像质量评估方法的计算结果也表明,改进后的算法比用直方图均衡化去雾后的图像质量从对比度、均方误差、信息熵、峰值信噪比以及协方差都有明显的提高.实验用了250组图像,得出的结果是PSNR提高18%以上,均方误差降低15%以上.     

对比度受限下直方图均衡化处理的木板纹路图像增强算法

在木板纹路识别的工程应用中,光照不均匀等因素会产生对比度差的木板图像,将影响木纹的准确识别,针对此现象采用改进的对比度受限自适应直方图均衡化方法(contrast-limited adaptive histogram equalization,CLAHE)对木板纹路图像进行增强处理,首先借助加权平均灰度化对原始图像进行灰度处理,再利用CLAHE算法将灰度图像分割成若干个大小相等连续的子块,选取合适的阈值对每个子块的直方图进行截取,将超过阈值的像素均分到其他的灰度级中,使用双线性插值对图像进行插值运算,得到对比度受限下直方图均衡化图像,最后使用双边滤波器(bilateral filter)对均衡化图像进行降噪保边处理。共用600幅木板图像,其中450幅图像作为训练集图像,150幅作为验证集图像,通过平均绝对误差(mean absolute error,MAE),峰值信噪比(peak signal to noise rate,PSNR)以及最终实验结论对比CLAHE算法和其他一些常规算法,工程运行结果表明:CLAHE方法处理木板纹理图像具有较好的运行效果,为木板纹理的准确识别提供了理论依据。     

3种不同灰度图像增强算法比对

在简要阐述直方图均衡化、平滑、锐化3种图像增强算法的基础上,分别用这3种算法处理灰度图像,比对它们对图像的处理效果,分析3种方法在图像增强处理能力的优劣之处。结果发现,直方图均衡化可以均衡图像的灰度等级,提高图像的对比度,但是图像的细节损失;图像平滑可以减少或消除图像的噪声,使图像突兀的地方变得不明显,但是会使图像模糊;图像锐化使图像的边缘、轮廓变得清晰,但是图像的信噪比有所下降。     

基于改进三角剖分插值EMD的多尺度边缘检测

为提高二维EMD分解速度,改善从本征模函数(IMF)图像提取边缘的质量,提出了一种改进三角剖分插值EMD的多尺度边缘检测算法.该算法首先通过邻域像素比较法得到图像极值点,利用改进的Delaunay三角剖分和三次样条插值函数进行曲面拟合,抑制了边界漏点问题,并用图像灰度均值改进了筛分停止准则,再对其分解得到的第一个IMF子图像进行小波多尺度分解提取图像边缘.通过仿真实验,结果表明该算法不仅能准确地提取图像边缘,还有效地抑制了噪声.仿真结果验证了该算法的可行性和有效性.     

混合二阶全变分的抗核辐射图像降噪方法

为了更好地保留核环境下图像降噪后的细节信息,提出了基于混合二阶全变分的抗核辐射图像降噪方法。将非凸二阶全变分与重叠组稀疏正则化相结合,使用交替方向乘子法(alternating direction method of multiplier, ADMM)和增广拉格朗日乘子法对全局问题进行优化求解,多次迭代后得到基本降噪图像;将多次降噪后的基本降噪图像进行差值迭代,使核辐射图像中大范围跳变的灰度值更加接近原始图像灰度值;根据核噪声的特点,设计算法模拟出核噪声斑块。通过在真实核环境下采集的数据集和模拟的核噪声数据集上进行实验,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)和结构相似性(structural similarity, SSIM)等指标的变化及处理后的视觉效果表明,提出的算法在保留图像细节信息方面优于对比算法。