基于双伽马函数的煤矿井下低亮度图像增强算法

针对井下视频图像存在整体偏暗,照度不均匀,对比度低等问题,提出一种基于双伽马函数的煤矿井下低亮度图像增强算法.该算法利用具有边缘保持特性的引导滤波获取低亮度图像的照度图,然后在伽马函数的基础上构造双伽马函数,针对照度图的分布特性对其进行调整,从而提升低亮度区域的照度值并抑制局部高亮度区域的照度值.相比于HE算法、MSR算法、NPEA算法以及CLAHE算法,本文算法处理效果在信息熵、对比度、清晰度等方面都优于上述算法.本文提出的算法能够有效提升图像的亮度,同时避免局部亮区域的过度增强现象的产生,提高了井下图像整体的视觉效果,显示了本文算法的优越性.     

基于同态滤波及多尺度Retinex的低照度图像增强算法

针对在彩色图像采集过程中,光源偏暗或曝光不足等因素,常导致图像亮度和对比度偏低问题,提出了一种改进的低照度图像增强算法。首先用改进的同态滤波增强低照度图像的RGB各分量;然后将RGB图像转换到HSV彩色空间,对饱和度分量进行自适应非线性拉伸;同时用改进的多尺度Retinex算法对亮度进行增强处理,对照射分量用伽马变换进行校正,对反射分量用Sigmoid函数进行处理,最后将图像再转换至RGB空间。用MATLAB对图像进行仿真处理。实验表明该算法提高了低照度图像的信息熵、峰值信噪比和对比度,提升了低照度图像的视觉效果。     

基于全局双约束的矿井尘雾图像增强方法

为提高煤矿尘雾图像的可观测性,提出一种基于全局双约束的Retinex算法的尘雾图像增强算法（GCFCDL-Retinex）。首先,将输入图像进行内外循环,训练聚类和稀疏双重约束下的过完备字典,对图像中的噪声分量进行抑制;然后,通过Retinex算法对照度分量和反射分量进行估计及提取,并对提取的照度分量进行自适应Gamma校正;最后输出增强后的图像。研究结果表明：在煤矿井下的复杂环境中,所提出的图像增强算法能够有效提高矿井下尘雾图像的对比度和清晰度,去除真实粉尘,同时抑制图像光晕、边缘模糊的现象,增强后的图像色彩自然,视觉效果明显提升。研究结论为矿井下视频监控清晰化的工程应用提供理论依据。     

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。     

从局部到全局的零参考低照度图像增强方法

为解决现有的低照度图像增强方法存在的色彩失真、细节损失以及暗区增强不足和亮区增强过度导致低照度图像增强效果不理想的问题,提出了一种从局部到全局的零参考低照度图像增强方法。采用局部照度增强对低照度图像进行像素级增强,改进了自适应光照映射估计函数,提升了照度调整能力,避免了生成大量的迭代参数,提高了模型的推理速度;采用基于Transformer结构的全局图像调整对局部增强后的图像进行全局调整,解决了亮区照度增强过度的曝光问题和暗区照度增强不足的问题,提升了图像的整体对比度;优化损失函数,对低照度图像特征和增强图像特征进行相似性约束,提升了目标检测精度。实验结果表明,LOL数据集上的客观指标峰值信噪比和结构相似性达到了20.18 dB和0.80,MIT-Adobe FiveK数据集上达到了23.31 dB和0.87,ExDark数据集上增强后图像的目标检测精度提高了7.6%,有效提升了低照度图像可视化质量和目标检测效果。     

保持局部对比度的动态范围压缩算法

针对高动态范围图像在显示时不能突出部分细节的缺点,提出了一种保持局部对比度的动态范围压缩算法,解决了传统算法在动态范围压缩时会降低局部对比度和影响高亮区域的缺陷,提出了新的S形亮度转换曲线,即通过控制S形亮度映射曲线的强度来提高图像低照度和增强强光区域的显示效果.实验结果表明,该算法可以有效压缩动态范围,使图像拥有较好的视觉效果.     

基于暗原色先验的低照度图像增强

低照度图像亮度低、对比度低、细节信息缺失,对后续处理造成不便。针对这种情况,提出一种基于改进的暗原色先验低照度图像增强算法。采用输入图像暗通道的最大值估计大气光值,并用输入图像暗通道替代用大气光值来归一化输入图像,以其暗通道估计透射率,提高了算法效率。对输入图像取反,得到一副类似雾化的图像,用暗原色先验去雾,将结果再次取反,得到增强图像。暗原色先验会放大图像噪声,引入导向滤波实现保边去噪。实验结果表明,算法能有效增强低照度图像,提高图像亮度、对比度和突出图像细节信息。     

基于多源特征增强的交通标志识别方法

针对现实场景中交通标志识别在照明不佳环境下和应对扭曲、旋转、平移等空间变化时准确率较低的问题,在优化亮度、对比度特征的基础上结合图像的空间位置信息,提出一个新颖的基于多源特征增强的交通标志识别方法 .首先设计亮度与对比度增强模块以凸显低照度图像的特征信息,降低低照度图像识别难度.然后结合空间转换单元构建轻量化特征处理网络,通过弱化图像携带的无关信息聚焦数据中的感兴趣区域,有效分离背景噪声的同时也改善了输入数据的空间不变性.最后主分类网络对图像特征图进行细粒度的识别并输出预测的类别标签.实验结果表明：本文提出的模型在公开基准数据集GTSRB上的准确率达到99.52%,能有效解决交通标志现实场景下识别率较低的问题.     

基于人眼视觉特性的Curvelet域低照度图像增强

针对低照度下图像降质严重的问题,提出了一种基于人眼视觉特性和Curvelet变换的低照度图像增强算法。首先将低照度图像转换至"色调-饱和度-亮度"(HSI)颜色空间,在Curvelet域中分解亮度参量得到不同尺度、不同方向的子带分量,以此构建人眼视觉模型;然后利用模型的亮度遮蔽特性和亮度-对比度遮蔽特性对高频分量进行非线性增强,同时对低频分量进行非线性拉伸;最后通过Curvelet逆变换重构亮度参量,结合原始图像的色度和饱和度分量将图像转换至原色彩空间,得到增强后的低照度图像。实验结果表明,该算法可以有效提升低照度图像的对比度和亮度,保持图像的细节信息,抑制图像噪声。     

一种基于灰度映射与融合技术的微光图像增强模型

针对低照度图像对比度差、暗区视觉质量差的问题,本文提出了一种全新的低照度图像增强算法.该方法能够有效地避免传统增强方法容易导致图像色彩失真以及亮区过度增强的问题.首先,设计了一种针对像素含量极少的灰度区域进行压缩的线性映射函数,该函数能够在保持图像灰度分布特征基本不变的前提下提升图像的整体亮度.然后,利用图像的灰度分布特征来生成相应的增强映射函数.最后,通过图像融合技术来进一步提升图像的整体色彩表现.实验结果表明,本算法在色彩表现方面以及亮度提升方面均有较好的性能表现,并在视觉质量和定量测量方面优于目前最先进的方法.     

基于小波变换的低光照对比度或强噪声背景下图像增强与目标提取方法

提出了一种基于小波变换的低光照对比度或强噪声背景下图像增强与目标提取方法.低光照对比度情况下成像获得的图像进行处理分析、目标定位识别与跟踪都有一定困难,必须对其进行增强处理.根据图像的纹理统计特性,设计了专用于保护纹理特征的巴特沃思滤波器,对低光照对比度图像或强噪声背景下图像进行增强,可有效地克服低光照对比度图像或强噪声背景条件下进行处理分析、目标定位识别与跟踪造成的影响.实验结果表明:应用小波变换的多尺度分析方法和专门设计的巴特沃思滤波器,可较好地消除低光照对比度或强噪声背景下图像的干扰.     

基于模糊均差的低照度图像平滑去噪方法

为了提高低照度图像去噪处理的整体效果,本次研究提出了基于模糊均差的低照度图像平滑去噪方法。采用Sobel梯度检测图像边缘信息,采用OTSU（Nobuyuki otsu 大津展之）阈值分割法分割图像为平坦区域和细节区域;通过模糊均差方法分别估计两个区域图像的噪声标准差;采用小波域方法对图像进行平滑软阈值去噪,实现低照度图像的平滑去噪。实验结果显示,本文方法可以在不同噪声水平下获取接近真实值噪声标准差,在噪声水平最大时信噪比大小达到了27.97dB,去噪效果达到92.1%,质量很好的图像数量占比达到了80.58%,图像信息损失较小,去噪效果较好,具有极大的应用价值。     

多尺度自适应Gamma矫正的低照图像增强

为了在提高低照图像的亮度和对比度的同时,保持图像的色彩自然度,提出了多尺度自适应Gamma矫正的低照图像增强方法.鉴于HSI颜色空间的明度分量Ⅰ决定着图像的明暗程度,以及明度分量的多尺度特性,首先,将图像转换到HSI颜色空间,对明度分量Ⅰ进行多尺度Retinex分解;然后,对分解得到的多尺度光照图像分别进行自适应的Gamma矫正,其中Gamma指数自适应于暗区像素的占比,鲁棒地改善光照图像的光照分布,经Retinex反变换得到增强的多尺度明度分量;最后,将增强的多尺度明度分量的线性融合作为增强的明度分量Ⅰ’,与色相分量H和饱和度分量S重组,得到最后的增强图像.实验结果表明,相对于部分最新提出的现有方法,新方法的PSNR和SSIM值分别高出1.19 dB和1.8%以上,具有更好的增强效果和鲁棒性,增强图像的视觉效果更适宜,对比度更高.     

基于改进的HDCS的图像去噪方法

针对数字图像主要含有高斯噪声和椒盐噪声的特点,提出了一种基于改进的各向异性的混合扩散模型。传统的基于边缘增强和相干增强的模型,虽然能够有效地去除噪声;但也会存在减弱相干结构和背景的对比度等问题,同时在保持图像细节纹理方面可能会出现失真。通过在扩散方程中引入一个源项;并充分考虑它对模型中各项产生的影响,使得改进后的模型既能有效去除噪声,也能有效地保持相干结构和背景的对比度;同时在模型中引入一个偏微分方程用以获取保真项,使得图像的细节保护效果更明显。实验结果表明,该方法能达到较理想的去噪和恢复图像纹理信息的结果,而且明显改善了图像的视觉效果。     

适于路面破损图像处理的边缘检测方法

根据路面图像存在的背景不均、损坏比例低和损坏方向不规则的问题,提出了适于路面损坏图像处理的边缘检测方法.在传统边缘检测方法的基础上,引入了预处理和边缘增强.其中预处理包括背景校正、高斯平滑、灰度直方图变换,并提出有效灰度区间的概念;边缘增强则采用了数学形态学的膨胀运算和中值滤波.针对路面损坏图像实例,采用8方向Sobel算子和最大类间方差分割算法,按照上述流程进行边缘检测.结果表明,该方法能有效降低噪声对路面图像处理的影响并最大限度地保留图像中的损坏特征,而背景校正和基于有效灰度区间的灰度直方图变换则是该方法的关键.对经过预处理的边缘图像,最大类间方差法可取得理想的分割效果.     

基于信息熵窗的小波低频子带弱目标图像的增强

采用信息熵窗小波低频子带分析的方法，目的是对缺乏足够能量的低照度和低对比度图像进行增强．选择适合的正交小波函数，可使图像的低频子带大幅度提升，对高频子带适度抑制，在信息熵窗系数的调配下实现了图像的增强处理．在小波重构后，获得了具有清晰边缘和良好对比度的图像．实验表明，采用信息熵窗的小波分析方法来增强弱目标图像能够产生良好的效果，对比度增强效率比传统增强方法提高80％以上．     

空域中基于低对比度图像增强方法

针对低对比度偏暗并带有噪声的图像,结合人眼的视觉感知特性,提出了一种图像增强的新方法。首先在空域进行中值滤波去噪处理,然后对图像进行分块,对背景的亮度进行粗略估计,并用插值算法平滑数据,最后校正图像的不均匀性并将像素值调整到整个灰度级实现图像的增强。实验结果表明,该方法在去除噪声同时并使图像的整体对比度得到明显的改善,又能突出图像中目标的细节部分信息,有效增强了图像的视觉效果。     

基于CLAHE的X射线行李图像增强

提出了一种基于对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)的X射线行李图像增强算法.首先使用一种背景区域快速填充方法降低背景噪声的干扰,然后采用CLAHE技术增强图像的对比度,最后采用一套组合锐化方案增强图像的细节.实验结果表明,使用所提方法能够快速有效地增强X射线行李图像的对比度,突出行李物品的细节.     

基于主成分分析的光伏热斑红外图像混合噪声去噪方法

为了解决光伏板热斑故障检测时受噪声影响的红外图像分辨率低而导致热斑区域难以识别的问题,提出一 种基于主成分分析的红外图像混合噪声自适应去噪方法。 该方法通过自适应窗口预处理算法将获取的热斑红外 图像进行初步去噪,滤除图像中的低密度椒盐噪声,减小噪声信号对后续选取降噪训练集时所造成的影响;然后, 采用基于块匹配的主成分分析法对预处理后的图像信息进行降维处理,提取信号的主要特征,降低噪声滤除时的 计算复杂度;最后,使用线性最小均方误差估计对图像进行二次去噪处理,滤除残余噪声;此外,在二次去噪之前重 新计算图像噪声水平,使最终的去噪图片获得了更好的视觉效果。 实验结果表明:该方法能够有效去除光伏热斑 红外图像中的混合噪声,客观评价指标显示噪声较小时,图像结构相似性可保持在 0. 9,在高密度噪声影响下,峰值 信噪比相较于修正的阿尔法均值滤波算法平均提高 2 dB,实际视觉效果中保留了图像细节特征,可以明显观测到 热斑区域。     

高速快门诱导的低照度图像弱参考视觉增强方法

高速快门会导致拍摄图像产生多种类型的退化,如极低曝光和噪声等问题.现有的无监督图像增强方法难以构建不同空间域的特征映射关系,以改善图像质量.针对上述问题,提出了一种高速快门诱导的低照度图像弱参考增强方法.该方法训练了一个光照特征提取网络(illumination feature extraction net,IFE-Net)以估计高阶曲线的参数;构建了联合硬注意力机制,加权选择低照度图像和参考图像的特征信息,并利用光照估计曲线将两者有机整合,逼近最佳的非线性映射,以获得清晰的复原图像;设计图像属性和转换感知相结合的多项损失函数,在增强低照度图像的同时保留更多图像细节.与现有的3种低照度图像增强算法进行实验对比,验证了算法的可行性和有效性,并通过消融实验验证了联合硬注意力模块设计的合理性和必要性.