基于清晰度评价的水下退化图像盲复原

针对水下图像信噪比低、图像模糊的特点,开发了一种基于图像清晰度评价的水下图像盲复原算法.在分析水下图像特点的基础上,选取带参数的点扩展函数,结合Lucy-Richardson算法对图像进行复原并获得随参数变化的系列复原图像,进而以最高清晰度为评价指标,确定最优复原效果和参数,获得最高清晰度复原图像.实验证明,该算法获得了比较理想的复原效果.     

图像法大气能见度探测成像模糊复原

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。提出一种基于刃边函数和最优窗维纳滤波的模糊图像复原算法,通过构建刃边函数来估计点扩散函数,并通过倒频谱方法估计模糊尺度和模糊角度,进而分解得到水平和垂直模糊分量,据此进行图像边缘延拓解决了边缘复原不佳的问题。实验结果表明,所提方法具有优异的复原效果。     

基于图像分割的视频差错复原算法

人们可能更多的注意感兴趣的区域和倾向于对背景的改变不太敏感。根据人眼的这一视觉特性；论文提出了基于图像分割的视频差错复原算法，并实现了支持该算法的H．264编解码器。该算法利用；灵活宏块排序技术对图像帧进行分割，将图像帧分割为前景子图像和背景子图像。与背景子图像相比，对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码，并且对对前景子图像的传输进行更有效的保护。实验结果表明，论文提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能，重建图像的主客观质量良好。     

电容成像图像重建算法原理及评价

对现有的电容成像图像重建算法进行了综述并介绍了其原理,其中包括线性反投影法(LBP)、基于奇异值分解(SVD)的直接算法、Tikhonov正则化方法、Newton-Raphson算法、最速下降法、Landweber迭代算法、代数重建技术(ART)、同步迭代重建技术(SIRT)和基于模型的重建算法。在此基础上使用仿真和实验数据对目前主要使用的线性反投影法、基于奇异值分解的直接方法、Tikhonov正则化方法、Tikhonov迭代、投影Landweber迭代等进行了评价。对它们从电容值误差、图像误差、相关系数和耗用时间几个角度进行了比较,并对今后电容成像图像重建算法的发展方向提出了一些看法。     

水下图像的校正

水具有与空气不同的折射率,在水下成像时,目标位于水介质的物空间,而成像平面位于空气介质的图像空间,这将使物镜畸变明显增大.文中研究了水下图像的畸变校正,给出了平面玻璃密封窗口的摄像机的水下图像转化为一般对应的空气中的图像的条件和转换算法,特别给出了密封窗应位于摄像机的焦距处的位置关系准则.此时,水下图像和空气中的图像存在一一对应的关系,凭借水下图像即可确定其对应的一般空气中的图像.在平面窗与外焦点距离和焦距与物距相比足够小时,该结果仍近似成立.     

基于图像分割的视频差错复原算法

人们可能更多的注意感兴趣的区域和倾向于对背景的改变不太敏感.根据人眼的这一视觉特性;论文提出了基于图像分割的视频差错复原算法,并实现了支持该算法的H.264编解码器.该算法利用;灵活宏块排序技术对图像帧进行分割,将图像帧分割为前景子图像和背景子图像.与背景子图像相比,对前景子图像按更高图像质量的要求进行编码,并且对对前景子图像的传输进行更有效的保护.实验结果表明,论文提出的基于图像分割的差错复原算法具有良好的容错性能,重建图像的主客观质量良好.     

基于暗通道的单幅图像雾天低能见度检测算法

针对传统能见度检测方法存在成本较高,需要人工标定等问题,提出了一种基于暗通道先验的单幅图像雾天低能见度检测算法.首先,基于暗通道先验得到图像透射率图,根据透射率图来初步判断图像是否处于低能见度范围;其次,计算图像三通道剩余能量比之间差异的加权平均值;最后,计算出图像能见度检测值.实验表明所提出的单幅图像雾天能见度检测算法能有效反映图像能见度.     

水下模糊图象维纳滤波和卡尔曼滤波恢复算法研究

该文将海水中图象传输特性的研究与用此传输特性进行水下模糊图象恢复结合起来，得到一套测量水体传递函数及进行水下图象处理的方法，采用维纳（Wiener)滤波和卡尔曼（Kalman)滤波算法，对模糊图象进了恢复，结果表明，利用计算机采用一定的算法对散射性质已知的水体造成的图象模糊可以进行有效的复原，且良好效果。     

几种漫射光学成像图像重建算法的比较研究

针对漫射光学成像(DOT)选择不同的逆问题求解算法将直接影响成像质量的问题,对4种常用重建算法的重建效果进行了比较研究,采用双异质模型,利用Rytov方法对扩散近似方程进行近似,假设散射系数是已知常量,重点关注吸收系数图像的重建.通过使用Tikhonov正则化、截断奇异值分解(TSVD)、代数重建算法(ART)和同时迭代重建技术(SIRT)4种常用重建算法,对不同条件下的双异质图像的逆问题进行求解,研究不同算法重建后图像的空间分辨率、抗噪声能力和成像速度.研究结果表明:低噪声条件下,Tikhonov正则化算法重建图像的空间分辨率最好;当信噪比小于20 dB时,TSVD算法具有最佳的抗噪声性能;当源-探测器结构不变,成像的感兴趣区域的尺寸和体素划分固定时,Tikhonov正则化算法的速度最快.总体上讲,子空间技术优于代数重建技术,研究结果对不同成像条件下选择合适的重建算法具有一定的指导意义.     

基于图像融合的水下成像技术

开发了一种基于偏振成像和图像融合的新型水下成像技术。该技术是利用小波的多尺度和多分辨率特性,将一组偏振方向相互垂直的两幅源图像分别分解后进行加权融合处理,最后利用小波逆变换重构融合后的偏振图像。用图像的均值、标准差、信息熵和方差等参量对融合效果进行了评价。实验和仿真结果表明该方法十分有效,可极大地提高图像质量。     

一种雾天彩色图像复原快速方法研究

暗通道优先法则在处理自然雾天图像方面取得了非常好的效果,但是该方法需要消耗大量的存储和计算时间。提出了一种改进的雾天彩色图像增强快速方法。首先,根据雾天图像模型和先验知识,计算雾天图像的暗通道先验值;并估算初始透射率图像和大气光。然后利用数学形态学方法对初始透射率图像进行处理得到优化的透射率图;并根据这个优化透射率图、大气光和原始雾天图像计算去雾图像。最后利用gama校正获得最终的彩色增强图像。仿真实验结果表明本文提出的方法能较好地对雾天彩色图像进行去雾处理,且计算速度较快。相比于基于暗原色先验的单一图像去雾方法,图像尺寸越大,该方法的计算效率越高,计算时间优势越明显。     

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.      

有约束最小平方复原在图像复原中的应用

获取图像的过程中光学系统的像差、大气扰动、运动、散焦和系统噪音等因素会导致图像质量的下降即降质,会造成图像的模糊和变形。该文对图像复原所用的逆滤波、维纳滤波、约束最小平方复原原理进行了论述。维纳滤波复原图像需估计未退化图像和噪声功率谱,在实际中图像和噪声功率谱的比值很难估计,而信号和噪声的方差和期望容易获得,文章论述了在知道信号和噪声的方差和期望情况下实现对退化图像复原的有约束最小平方复原方法的基本原理。并通过实验仿真证明约束最小平方复原在参数选择适当的情况下复原效果优于维纳滤波。     

基于坐标变换的相向运动图像模糊复原方法

针对递归计算自身产生的残差以噪声形式出现在复原后辐射状模糊图像上的问题,研究了一种通过坐标变换和空域点运算获得图像退化模型,进而对该模型求逆复原辐射状模糊图像的新方法.使用扇形网格进行了图像的重新采样,在此基础上,根据图像退化过程推导出了图像退化模拟矩阵;使用最小二乘法作为约束条件对重新采样的图像进行了复原.结果表明,该算法简单,复原图像清晰,可以用以进行图像辐射状模糊的复原.     

图象恢复算法研究

本文讨论和分析了目前图象恢复算法存在的问题和困难.基于模拟退火技术,建立了图象恢复的若干概念,并得到了若干理论结果,并提出了图象恢复模拟退火算法IRSAA.克服了传统图象恢复算法存在的局限性.     

Image Restoration After Pixel Binning in Image Sensors

A method was developed to restore degraded images to some extent after the pixel binning process in image sensors to improve the resolution. A pixel binning model was used to approximate the original un-binned image. Then, the least squares error criterion was used as a constraint to reconstruct the restored pixel values from the binning model. The technique achieves about a one-decibel increase in the peak signal-to-noise ratio compared with the original estimated image. The technique has good detail preservation performance as well as low computation load. Thus, this restoration technique provides valuable improvements in practical, real time image processing.     

双透射率成像模型与Retinex 融合的水下图像清晰化

针对水下图像出现的颜色失真、对比度低、雾化现象等问题,提出双透射率成像模型与Retinex融合的水下图像清晰化方法.首先,采用基于改进双透射率成像模型的复原算法,用以解决图像雾化以及亮度失衡;其次,在带色彩恢复的多尺度Retinex增强算法中引入引导滤波,解决图像色偏问题;此外,引用自动色彩增强算法,有效提升对比度;最后,将三个输入图像与结合对比度、显著性、饱和性得到的对应权重图采用多尺度融合框架得到清晰化水下图像.实验结果表明,与现有新颖算法相比,所提方法可以最大程度地将多种单一算法的优势有效结合起来,水下彩色图像质量评价指标(underwater color image quality evaluation,UCIQE)均值高于各比较算法6.03％且加速鲁棒特征(speeded up robust features,SURF)特征匹配点明显提升,算法能在保留图像细节的同时有效校正色偏现象、提升图像对比度及清晰度,更符合人眼的视觉效果.     

一种改进的图像恢复遗传算法

遗传算法作为一种高度并行、随机、自适应搜索算法,比其他传统的搜索算法在全局搜索时更有效.但利用简单遗传算法进行图像恢复时,存在严重"过早收敛"的问题,使得图像恢复质量不理想.设计了一种新的二维染色体编码方法,并与模拟退火算法相结合,实验结果表明,该方法能较好克服"过早收敛"现象,对提高退化图像恢复质量有较好效果.